MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  2mulprm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 2mulprm 16726
Description: A multiple of two is prime iff the multiplier is one. (Contributed by AV, 8-Jun-2023.)
Assertion
Ref Expression
2mulprm (𝐴 ∈ ℤ → ((2 · 𝐴) ∈ ℙ ↔ 𝐴 = 1))

Proof of Theorem 2mulprm
StepHypRef Expression
1 zre 12614 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℝ)
2 0red 11261 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℤ → 0 ∈ ℝ)
31, 2leloed 11401 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 ≤ 0 ↔ (𝐴 < 0 ∨ 𝐴 = 0)))
4 prmnn 16707 . . . . . . . . . 10 ((2 · 𝐴) ∈ ℙ → (2 · 𝐴) ∈ ℕ)
5 nnnn0 12530 . . . . . . . . . 10 ((2 · 𝐴) ∈ ℕ → (2 · 𝐴) ∈ ℕ0)
6 nn0ge0 12548 . . . . . . . . . 10 ((2 · 𝐴) ∈ ℕ0 → 0 ≤ (2 · 𝐴))
7 2pos 12366 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0 < 2
87a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐴 ∈ ℤ → 0 < 2)
98anim1i 615 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 < 0) → (0 < 2 ∧ 𝐴 < 0))
109olcd 874 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 < 0) → ((2 < 0 ∧ 0 < 𝐴) ∨ (0 < 2 ∧ 𝐴 < 0)))
11 2re 12337 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 ∈ ℝ
1211a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 < 0) → 2 ∈ ℝ)
131adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 < 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
1412, 13mul2lt0bi 13138 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 < 0) → ((2 · 𝐴) < 0 ↔ ((2 < 0 ∧ 0 < 𝐴) ∨ (0 < 2 ∧ 𝐴 < 0))))
1510, 14mpbird 257 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 < 0) → (2 · 𝐴) < 0)
1612, 13remulcld 11288 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 < 0) → (2 · 𝐴) ∈ ℝ)
17 0red 11261 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 < 0) → 0 ∈ ℝ)
1816, 17ltnled 11405 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 < 0) → ((2 · 𝐴) < 0 ↔ ¬ 0 ≤ (2 · 𝐴)))
1915, 18mpbid 232 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐴 < 0) → ¬ 0 ≤ (2 · 𝐴))
2019ex 412 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 < 0 → ¬ 0 ≤ (2 · 𝐴)))
2120con2d 134 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℤ → (0 ≤ (2 · 𝐴) → ¬ 𝐴 < 0))
2221com12 32 . . . . . . . . . 10 (0 ≤ (2 · 𝐴) → (𝐴 ∈ ℤ → ¬ 𝐴 < 0))
234, 5, 6, 224syl 19 . . . . . . . . 9 ((2 · 𝐴) ∈ ℙ → (𝐴 ∈ ℤ → ¬ 𝐴 < 0))
2423com12 32 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℤ → ((2 · 𝐴) ∈ ℙ → ¬ 𝐴 < 0))
2524con2d 134 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 < 0 → ¬ (2 · 𝐴) ∈ ℙ))
2625a1dd 50 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 < 0 → (¬ 𝐴 = 1 → ¬ (2 · 𝐴) ∈ ℙ)))
27 oveq2 7438 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → (2 · 𝐴) = (2 · 0))
28 2t0e0 12432 . . . . . . . . 9 (2 · 0) = 0
2927, 28eqtrdi 2790 . . . . . . . 8 (𝐴 = 0 → (2 · 𝐴) = 0)
30 0nprm 16711 . . . . . . . . 9 ¬ 0 ∈ ℙ
3130a1i 11 . . . . . . . 8 (𝐴 = 0 → ¬ 0 ∈ ℙ)
3229, 31eqneltrd 2858 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → ¬ (2 · 𝐴) ∈ ℙ)
3332a1i13 27 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 = 0 → (¬ 𝐴 = 1 → ¬ (2 · 𝐴) ∈ ℙ)))
3426, 33jaod 859 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℤ → ((𝐴 < 0 ∨ 𝐴 = 0) → (¬ 𝐴 = 1 → ¬ (2 · 𝐴) ∈ ℙ)))
353, 34sylbid 240 . . . 4 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 ≤ 0 → (¬ 𝐴 = 1 → ¬ (2 · 𝐴) ∈ ℙ)))
36 2z 12646 . . . . . . 7 2 ∈ ℤ
37 uzid 12890 . . . . . . 7 (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ‘2))
3836, 37ax-mp 5 . . . . . 6 2 ∈ (ℤ‘2)
3936a1i 11 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝐴 ∧ ¬ 𝐴 = 1) → 2 ∈ ℤ)
40 simp1 1135 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝐴 ∧ ¬ 𝐴 = 1) → 𝐴 ∈ ℤ)
41 df-ne 2938 . . . . . . . . 9 (𝐴 ≠ 1 ↔ ¬ 𝐴 = 1)
42 1red 11259 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℤ → 1 ∈ ℝ)
4342, 1ltlend 11403 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℤ → (1 < 𝐴 ↔ (1 ≤ 𝐴𝐴 ≠ 1)))
44 1zzd 12645 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ ℤ → 1 ∈ ℤ)
45 zltp1le 12664 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (1 < 𝐴 ↔ (1 + 1) ≤ 𝐴))
4644, 45mpancom 688 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ ℤ → (1 < 𝐴 ↔ (1 + 1) ≤ 𝐴))
4746biimpd 229 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℤ → (1 < 𝐴 → (1 + 1) ≤ 𝐴))
48 df-2 12326 . . . . . . . . . . . . 13 2 = (1 + 1)
4948breq1i 5154 . . . . . . . . . . . 12 (2 ≤ 𝐴 ↔ (1 + 1) ≤ 𝐴)
5047, 49imbitrrdi 252 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℤ → (1 < 𝐴 → 2 ≤ 𝐴))
5143, 50sylbird 260 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℤ → ((1 ≤ 𝐴𝐴 ≠ 1) → 2 ≤ 𝐴))
5251expdimp 452 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝐴) → (𝐴 ≠ 1 → 2 ≤ 𝐴))
5341, 52biimtrrid 243 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝐴) → (¬ 𝐴 = 1 → 2 ≤ 𝐴))
54533impia 1116 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝐴 ∧ ¬ 𝐴 = 1) → 2 ≤ 𝐴)
55 eluz2 12881 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (ℤ‘2) ↔ (2 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 2 ≤ 𝐴))
5639, 40, 54, 55syl3anbrc 1342 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝐴 ∧ ¬ 𝐴 = 1) → 𝐴 ∈ (ℤ‘2))
57 nprm 16721 . . . . . 6 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝐴 ∈ (ℤ‘2)) → ¬ (2 · 𝐴) ∈ ℙ)
5838, 56, 57sylancr 587 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 𝐴 ∧ ¬ 𝐴 = 1) → ¬ (2 · 𝐴) ∈ ℙ)
59583exp 1118 . . . 4 (𝐴 ∈ ℤ → (1 ≤ 𝐴 → (¬ 𝐴 = 1 → ¬ (2 · 𝐴) ∈ ℙ)))
60 zle0orge1 12627 . . . 4 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 ≤ 0 ∨ 1 ≤ 𝐴))
6135, 59, 60mpjaod 860 . . 3 (𝐴 ∈ ℤ → (¬ 𝐴 = 1 → ¬ (2 · 𝐴) ∈ ℙ))
6261con4d 115 . 2 (𝐴 ∈ ℤ → ((2 · 𝐴) ∈ ℙ → 𝐴 = 1))
63 oveq2 7438 . . . 4 (𝐴 = 1 → (2 · 𝐴) = (2 · 1))
64 2t1e2 12426 . . . 4 (2 · 1) = 2
6563, 64eqtrdi 2790 . . 3 (𝐴 = 1 → (2 · 𝐴) = 2)
66 2prm 16725 . . 3 2 ∈ ℙ
6765, 66eqeltrdi 2846 . 2 (𝐴 = 1 → (2 · 𝐴) ∈ ℙ)
6862, 67impbid1 225 1 (𝐴 ∈ ℤ → ((2 · 𝐴) ∈ ℙ ↔ 𝐴 = 1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395  wo 847  w3a 1086   = wceq 1536  wcel 2105  wne 2937   class class class wbr 5147  cfv 6562  (class class class)co 7430  cr 11151  0cc0 11152  1c1 11153   + caddc 11155   · cmul 11157   < clt 11292  cle 11293  cn 12263  2c2 12318  0cn0 12523  cz 12610  cuz 12875  cprime 16704
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-pre-sup 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4912  df-iun 4997  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8743  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-fin 8987  df-sup 9479  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-n0 12524  df-z 12611  df-uz 12876  df-rp 13032  df-fz 13544  df-seq 14039  df-exp 14099  df-cj 15134  df-re 15135  df-im 15136  df-sqrt 15270  df-abs 15271  df-dvds 16287  df-prm 16705
This theorem is referenced by:  2sqreultlem  27505  2sqreunnltlem  27508
  Copyright terms: Public domain W3C validator