Proof of Theorem 2lgslem1a1
| Step | Hyp | Ref | Expression | 
|---|
| 1 |  | nnrp 13046 | . . . . . 6
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → 𝑃 ∈
ℝ+) | 
| 2 | 1 | adantr 480 | . . . . 5
⊢ ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) → 𝑃 ∈
ℝ+) | 
| 3 |  | elfzelz 13564 | . . . . . 6
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) → 𝑖 ∈ ℤ) | 
| 4 |  | zre 12617 | . . . . . . 7
⊢ (𝑖 ∈ ℤ → 𝑖 ∈
ℝ) | 
| 5 |  | 2re 12340 | . . . . . . . 8
⊢ 2 ∈
ℝ | 
| 6 | 5 | a1i 11 | . . . . . . 7
⊢ (𝑖 ∈ ℤ → 2 ∈
ℝ) | 
| 7 | 4, 6 | remulcld 11291 | . . . . . 6
⊢ (𝑖 ∈ ℤ → (𝑖 · 2) ∈
ℝ) | 
| 8 | 3, 7 | syl 17 | . . . . 5
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) → (𝑖 · 2) ∈ ℝ) | 
| 9 | 2, 8 | anim12ci 614 | . . . 4
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → ((𝑖 · 2) ∈ ℝ
∧ 𝑃 ∈
ℝ+)) | 
| 10 |  | elfznn 13593 | . . . . . 6
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) → 𝑖 ∈ ℕ) | 
| 11 |  | nnre 12273 | . . . . . . 7
⊢ (𝑖 ∈ ℕ → 𝑖 ∈
ℝ) | 
| 12 |  | nnnn0 12533 | . . . . . . . 8
⊢ (𝑖 ∈ ℕ → 𝑖 ∈
ℕ0) | 
| 13 | 12 | nn0ge0d 12590 | . . . . . . 7
⊢ (𝑖 ∈ ℕ → 0 ≤
𝑖) | 
| 14 |  | 0le2 12368 | . . . . . . . . 9
⊢ 0 ≤
2 | 
| 15 | 5, 14 | pm3.2i 470 | . . . . . . . 8
⊢ (2 ∈
ℝ ∧ 0 ≤ 2) | 
| 16 | 15 | a1i 11 | . . . . . . 7
⊢ (𝑖 ∈ ℕ → (2 ∈
ℝ ∧ 0 ≤ 2)) | 
| 17 |  | mulge0 11781 | . . . . . . 7
⊢ (((𝑖 ∈ ℝ ∧ 0 ≤
𝑖) ∧ (2 ∈ ℝ
∧ 0 ≤ 2)) → 0 ≤ (𝑖 · 2)) | 
| 18 | 11, 13, 16, 17 | syl21anc 838 | . . . . . 6
⊢ (𝑖 ∈ ℕ → 0 ≤
(𝑖 ·
2)) | 
| 19 | 10, 18 | syl 17 | . . . . 5
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) → 0 ≤ (𝑖 · 2)) | 
| 20 | 19 | adantl 481 | . . . 4
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → 0 ≤ (𝑖 · 2)) | 
| 21 |  | elfz2 13554 | . . . . . 6
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) ↔ ((1 ∈ ℤ
∧ ((𝑃 − 1) / 2)
∈ ℤ ∧ 𝑖
∈ ℤ) ∧ (1 ≤ 𝑖 ∧ 𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2)))) | 
| 22 | 4 | 3ad2ant3 1136 | . . . . . . . . . 10
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝑖 ∈ ℝ) | 
| 23 |  | zre 12617 | . . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℤ
→ ((𝑃 − 1) / 2)
∈ ℝ) | 
| 24 | 23 | 3ad2ant2 1135 | . . . . . . . . . 10
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝑃 − 1) / 2) ∈
ℝ) | 
| 25 |  | 2pos 12369 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ 0 <
2 | 
| 26 | 5, 25 | pm3.2i 470 | . . . . . . . . . . 11
⊢ (2 ∈
ℝ ∧ 0 < 2) | 
| 27 | 26 | a1i 11 | . . . . . . . . . 10
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (2 ∈ ℝ
∧ 0 < 2)) | 
| 28 |  | lemul1 12119 | . . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑖 ∈ ℝ ∧ ((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℝ
∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2) ↔ (𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) ·
2))) | 
| 29 | 22, 24, 27, 28 | syl3anc 1373 | . . . . . . . . 9
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2) ↔ (𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) ·
2))) | 
| 30 |  | nncn 12274 | . . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → 𝑃 ∈
ℂ) | 
| 31 |  | peano2cnm 11575 | . . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑃 ∈ ℂ → (𝑃 − 1) ∈
ℂ) | 
| 32 | 30, 31 | syl 17 | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → (𝑃 − 1) ∈
ℂ) | 
| 33 |  | 2cnd 12344 | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → 2 ∈
ℂ) | 
| 34 |  | 2ne0 12370 | . . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ 2 ≠
0 | 
| 35 | 34 | a1i 11 | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → 2 ≠
0) | 
| 36 | 32, 33, 35 | divcan1d 12044 | . . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → (((𝑃 − 1) / 2) · 2) =
(𝑃 −
1)) | 
| 37 | 36 | adantr 480 | . . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) → (((𝑃 − 1) / 2) · 2) =
(𝑃 −
1)) | 
| 38 | 37 | adantl 481 | . . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃)) → (((𝑃 − 1) / 2) · 2) = (𝑃 − 1)) | 
| 39 | 38 | breq2d 5155 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃)) → ((𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) · 2) ↔ (𝑖 · 2) ≤ (𝑃 − 1))) | 
| 40 |  | id 22 | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑖 ∈ ℤ → 𝑖 ∈
ℤ) | 
| 41 |  | 2z 12649 | . . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ 2 ∈
ℤ | 
| 42 | 41 | a1i 11 | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑖 ∈ ℤ → 2 ∈
ℤ) | 
| 43 | 40, 42 | zmulcld 12728 | . . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑖 ∈ ℤ → (𝑖 · 2) ∈
ℤ) | 
| 44 | 43 | 3ad2ant3 1136 | . . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑖 · 2) ∈ ℤ) | 
| 45 |  | nnz 12634 | . . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → 𝑃 ∈
ℤ) | 
| 46 | 45 | adantr 480 | . . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) → 𝑃 ∈
ℤ) | 
| 47 |  | zltlem1 12670 | . . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((𝑖 · 2) ∈ ℤ
∧ 𝑃 ∈ ℤ)
→ ((𝑖 · 2) <
𝑃 ↔ (𝑖 · 2) ≤ (𝑃 − 1))) | 
| 48 | 44, 46, 47 | syl2an 596 | . . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃)) → ((𝑖 · 2) < 𝑃 ↔ (𝑖 · 2) ≤ (𝑃 − 1))) | 
| 49 | 48 | biimprd 248 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃)) → ((𝑖 · 2) ≤ (𝑃 − 1) → (𝑖 · 2) < 𝑃)) | 
| 50 | 39, 49 | sylbid 240 | . . . . . . . . . . 11
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃)) → ((𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) · 2) → (𝑖 · 2) < 𝑃)) | 
| 51 | 50 | ex 412 | . . . . . . . . . 10
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃) → ((𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) · 2) → (𝑖 · 2) < 𝑃))) | 
| 52 | 51 | com23 86 | . . . . . . . . 9
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝑖 · 2) ≤ (((𝑃 − 1) / 2) · 2) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) → (𝑖 · 2) < 𝑃))) | 
| 53 | 29, 52 | sylbid 240 | . . . . . . . 8
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃) → (𝑖 · 2) < 𝑃))) | 
| 54 | 53 | a1d 25 | . . . . . . 7
⊢ ((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (1 ≤ 𝑖 → (𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃) → (𝑖 · 2) < 𝑃)))) | 
| 55 | 54 | imp32 418 | . . . . . 6
⊢ (((1
∈ ℤ ∧ ((𝑃
− 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ (1 ≤ 𝑖 ∧ 𝑖 ≤ ((𝑃 − 1) / 2))) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) → (𝑖 · 2) < 𝑃)) | 
| 56 | 21, 55 | sylbi 217 | . . . . 5
⊢ (𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) → ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃) → (𝑖 · 2) < 𝑃)) | 
| 57 | 56 | impcom 407 | . . . 4
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → (𝑖 · 2) < 𝑃) | 
| 58 |  | modid 13936 | . . . 4
⊢ ((((𝑖 · 2) ∈ ℝ
∧ 𝑃 ∈
ℝ+) ∧ (0 ≤ (𝑖 · 2) ∧ (𝑖 · 2) < 𝑃)) → ((𝑖 · 2) mod 𝑃) = (𝑖 · 2)) | 
| 59 | 9, 20, 57, 58 | syl12anc 837 | . . 3
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → ((𝑖 · 2) mod 𝑃) = (𝑖 · 2)) | 
| 60 | 59 | eqcomd 2743 | . 2
⊢ (((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) ∧ 𝑖 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2))) → (𝑖 · 2) = ((𝑖 · 2) mod 𝑃)) | 
| 61 | 60 | ralrimiva 3146 | 1
⊢ ((𝑃 ∈ ℕ ∧ ¬ 2
∥ 𝑃) →
∀𝑖 ∈
(1...((𝑃 − 1) /
2))(𝑖 · 2) = ((𝑖 · 2) mod 𝑃)) |