MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  2503lem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 2503lem3 17109
Description: Lemma for 2503prm 17110. Calculate the GCD of 2↑18 − 1≡1831 with 𝑁 = 2503. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Mar-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 20-Apr-2015.) (Proof shortened by AV, 15-Sep-2021.)
Hypothesis
Ref Expression
2503prm.1 𝑁 = 2503
Assertion
Ref Expression
2503lem3 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1

Proof of Theorem 2503lem3
StepHypRef Expression
1 2nn 12254 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 12453 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 12460 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 12659 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 14036 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 693 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 12478 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 12455 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 12659 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 12659 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 12454 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 12457 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12659 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 12452 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12659 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 12260 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 12664 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2832 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 17107 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 12301 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2736 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 12675 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 17043 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 12458 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 12459 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 12659 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 12659 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 12456 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 12659 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 12659 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 12659 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 12659 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 12659 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 12659 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 12461 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 12659 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 12659 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 12552 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 12552 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 16482 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 693 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 12279 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 12664 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 12185 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 12664 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 12256 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mullidi 11150 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 7379 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 12311 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2759 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 12326 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 12766 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 12675 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 12696 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 12382 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 12672 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 16381 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 17088 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 16681 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 693 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 230 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2759 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2736 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 12266 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mullidi 11150 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 7379 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 12329 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2759 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 12281 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mullidi 11150 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 7377 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 12738 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2759 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 12697 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 17044 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2736 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 12272 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mullidi 11150 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 12322 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 7379 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 12717 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2759 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 12278 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mullidi 11150 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 7377 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 12737 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 11338 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2759 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 12697 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 17044 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2736 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 12324 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 12666 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2759 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 12338 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 11321 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 7379 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 11096 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addridi 11333 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2759 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 7377 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 12275 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 12325 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 11338 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 12666 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2763 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 12697 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mullidi 11150 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 7377 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 12729 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 11338 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2759 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 12697 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 17044 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2736 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2736 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 12675 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 12339 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 7379 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2759 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 12759 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 11154 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 12335 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 12704 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 12697 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 12269 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 12744 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 11154 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addlidi 11334 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 12704 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 12697 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 17044 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2736 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2736 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 12675 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 12697 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 7377 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 12721 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2759 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 12697 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 17044 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2736 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2736 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 12675 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 7378 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 12748 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 11154 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 11338 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 12704 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2759 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 12753 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 11154 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 12733 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 11338 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 12705 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 12697 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 12340 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 7377 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 12720 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 11338 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2759 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 12697 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 17044 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2736 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 12449 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addridi 11333 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addlidi 11334 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 7379 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2759 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 7377 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2759 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 12697 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 12262 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mullidi 11150 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 7377 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 12719 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 11338 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2759 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 12697 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 7377 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 12319 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 12666 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2763 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 12697 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2762 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 17044 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 17045 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 206   = wceq 1542  wcel 2114   class class class wbr 5085  (class class class)co 7367  0cc0 11038  1c1 11039   + caddc 11041   · cmul 11043  cmin 11377  cn 12174  2c2 12236  3c3 12237  4c4 12238  5c5 12239  6c6 12240  7c7 12241  8c8 12242  9c9 12243  0cn0 12437  cz 12524  cdc 12644  cexp 14023  cdvds 16221   gcd cgcd 16463  cprime 16640
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-2o 8406  df-er 8643  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-sup 9355  df-inf 9356  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-div 11808  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-4 12246  df-5 12247  df-6 12248  df-7 12249  df-8 12250  df-9 12251  df-n0 12438  df-z 12525  df-dec 12645  df-uz 12789  df-rp 12943  df-fz 13462  df-fl 13751  df-mod 13829  df-seq 13964  df-exp 14024  df-cj 15061  df-re 15062  df-im 15063  df-sqrt 15197  df-abs 15198  df-dvds 16222  df-gcd 16464  df-prm 16641
This theorem is referenced by:  2503prm  17110
  Copyright terms: Public domain W3C validator