MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  4sqlem12 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 4sqlem12 16885
Description: Lemma for 4sq 16893. For any odd prime ๐‘ƒ, there is a ๐‘˜ < ๐‘ƒ such that ๐‘˜๐‘ƒ โˆ’ 1 is a sum of two squares. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
4sq.1 ๐‘† = {๐‘› โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ค โˆˆ โ„ค ๐‘› = (((๐‘ฅโ†‘2) + (๐‘ฆโ†‘2)) + ((๐‘งโ†‘2) + (๐‘คโ†‘2)))}
4sq.2 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
4sq.3 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ = ((2 ยท ๐‘) + 1))
4sq.4 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™)
4sqlem11.5 ๐ด = {๐‘ข โˆฃ โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘ข = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ)}
4sqlem11.6 ๐น = (๐‘ฃ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ))
Assertion
Ref Expression
4sqlem12 (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1))โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค[i] (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ))
Distinct variable groups:   ๐‘ค,๐‘›,๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐‘ง   ๐‘˜,๐‘›,๐‘ฃ,๐ด   ๐‘›,๐น   ๐‘ข,๐‘˜,๐‘›,๐‘š,๐‘,๐‘ฃ   ๐‘ƒ,๐‘˜,๐‘š,๐‘›,๐‘ข,๐‘ฃ   ๐œ‘,๐‘˜,๐‘š,๐‘›,๐‘ข,๐‘ฃ   ๐‘†,๐‘˜,๐‘š,๐‘›,๐‘ข,๐‘ฃ
Allowed substitution hints:   ๐œ‘(๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐‘ง,๐‘ค)   ๐ด(๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐‘ง,๐‘ค,๐‘ข,๐‘š)   ๐‘ƒ(๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐‘ง,๐‘ค)   ๐‘†(๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐‘ง,๐‘ค)   ๐น(๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐‘ง,๐‘ค,๐‘ฃ,๐‘ข,๐‘˜,๐‘š)   ๐‘(๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐‘ง,๐‘ค)

Proof of Theorem 4sqlem12
Dummy variable ๐‘— is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 4sq.1 . . . 4 ๐‘† = {๐‘› โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘ค โˆˆ โ„ค ๐‘› = (((๐‘ฅโ†‘2) + (๐‘ฆโ†‘2)) + ((๐‘งโ†‘2) + (๐‘คโ†‘2)))}
2 4sq.2 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
3 4sq.3 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ = ((2 ยท ๐‘) + 1))
4 4sq.4 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™)
5 4sqlem11.5 . . . 4 ๐ด = {๐‘ข โˆฃ โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘ข = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ)}
6 4sqlem11.6 . . . 4 ๐น = (๐‘ฃ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ))
71, 2, 3, 4, 5, 64sqlem11 16884 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (๐ด โˆฉ ran ๐น) โ‰  โˆ…)
8 n0 4345 . . 3 ((๐ด โˆฉ ran ๐น) โ‰  โˆ… โ†” โˆƒ๐‘— ๐‘— โˆˆ (๐ด โˆฉ ran ๐น))
97, 8sylib 217 . 2 (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘— ๐‘— โˆˆ (๐ด โˆฉ ran ๐น))
10 vex 3478 . . . . . . 7 ๐‘— โˆˆ V
11 eqeq1 2736 . . . . . . . 8 (๐‘ข = ๐‘— โ†’ (๐‘ข = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ†” ๐‘— = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
1211rexbidv 3178 . . . . . . 7 (๐‘ข = ๐‘— โ†’ (โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘ข = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ†” โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘— = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
1310, 12, 5elab2 3671 . . . . . 6 (๐‘— โˆˆ ๐ด โ†” โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘— = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ))
14 abid 2713 . . . . . . . . 9 (๐‘— โˆˆ {๐‘— โˆฃ โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ ๐ด ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)} โ†” โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ ๐ด ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ))
155rexeqi 3324 . . . . . . . . 9 (โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ ๐ด ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ) โ†” โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ {๐‘ข โˆฃ โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘ข = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ)}๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ))
16 oveq1 7412 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘š = ๐‘› โ†’ (๐‘šโ†‘2) = (๐‘›โ†‘2))
1716oveq1d 7420 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘š = ๐‘› โ†’ ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))
1817eqeq2d 2743 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘š = ๐‘› โ†’ (๐‘ข = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ†” ๐‘ข = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
1918cbvrexvw 3235 . . . . . . . . . . 11 (โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘ข = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ†” โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘ข = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))
20 eqeq1 2736 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ข = ๐‘ฃ โ†’ (๐‘ข = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ†” ๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
2120rexbidv 3178 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ข = ๐‘ฃ โ†’ (โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘ข = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ†” โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
2219, 21bitrid 282 . . . . . . . . . 10 (๐‘ข = ๐‘ฃ โ†’ (โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘ข = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ†” โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
2322rexab 3689 . . . . . . . . 9 (โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ {๐‘ข โˆฃ โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘ข = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ)}๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ) โ†” โˆƒ๐‘ฃ(โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)))
2414, 15, 233bitri 296 . . . . . . . 8 (๐‘— โˆˆ {๐‘— โˆฃ โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ ๐ด ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)} โ†” โˆƒ๐‘ฃ(โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)))
256rnmpt 5952 . . . . . . . . 9 ran ๐น = {๐‘— โˆฃ โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ ๐ด ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)}
2625eleq2i 2825 . . . . . . . 8 (๐‘— โˆˆ ran ๐น โ†” ๐‘— โˆˆ {๐‘— โˆฃ โˆƒ๐‘ฃ โˆˆ ๐ด ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)})
27 rexcom4 3285 . . . . . . . . 9 (โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)โˆƒ๐‘ฃ(๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)) โ†” โˆƒ๐‘ฃโˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)(๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)))
28 r19.41v 3188 . . . . . . . . . 10 (โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)(๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)) โ†” (โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)))
2928exbii 1850 . . . . . . . . 9 (โˆƒ๐‘ฃโˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)(๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)) โ†” โˆƒ๐‘ฃ(โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)))
3027, 29bitri 274 . . . . . . . 8 (โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)โˆƒ๐‘ฃ(๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)) โ†” โˆƒ๐‘ฃ(โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)))
3124, 26, 303bitr4i 302 . . . . . . 7 (๐‘— โˆˆ ran ๐น โ†” โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)โˆƒ๐‘ฃ(๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)))
32 ovex 7438 . . . . . . . . 9 ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆˆ V
33 oveq2 7413 . . . . . . . . . 10 (๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ†’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
3433eqeq2d 2743 . . . . . . . . 9 (๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ†’ (๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ) โ†” ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))))
3532, 34ceqsexv 3525 . . . . . . . 8 (โˆƒ๐‘ฃ(๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)) โ†” ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
3635rexbii 3094 . . . . . . 7 (โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)โˆƒ๐‘ฃ(๐‘ฃ = ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ๐‘ฃ)) โ†” โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
3731, 36bitri 274 . . . . . 6 (๐‘— โˆˆ ran ๐น โ†” โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
3813, 37anbi12i 627 . . . . 5 ((๐‘— โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘— โˆˆ ran ๐น) โ†” (โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘— = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))))
39 elin 3963 . . . . 5 (๐‘— โˆˆ (๐ด โˆฉ ran ๐น) โ†” (๐‘— โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘— โˆˆ ran ๐น))
40 reeanv 3226 . . . . 5 (โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)(๐‘— = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†” (โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)๐‘— = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))))
4138, 39, 403bitr4i 302 . . . 4 (๐‘— โˆˆ (๐ด โˆฉ ran ๐น) โ†” โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)(๐‘— = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))))
42 eqtr2 2756 . . . . . 6 ((๐‘— = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
4343ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™)
44 prmnn 16607 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•)
4543, 44syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•)
46 nnm1nn0 12509 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (๐‘ƒ โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„•0)
4745, 46syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„•0)
4847nn0red 12529 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„)
4945nnrpd 13010 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„+)
5047nn0ge0d 12531 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 0 โ‰ค (๐‘ƒ โˆ’ 1))
5145nnred 12223 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„)
5251ltm1d 12142 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ 1) < ๐‘ƒ)
53 modid 13857 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„+) โˆง (0 โ‰ค (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆง (๐‘ƒ โˆ’ 1) < ๐‘ƒ)) โ†’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) mod ๐‘ƒ) = (๐‘ƒ โˆ’ 1))
5448, 49, 50, 52, 53syl22anc 837 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) mod ๐‘ƒ) = (๐‘ƒ โˆ’ 1))
5554oveq1d 7420 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘ƒ โˆ’ 1) mod ๐‘ƒ) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
56 simp2r 1200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘› โˆˆ (0...๐‘))
5756elfzelzd 13498 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค)
58 zsqcl2 14099 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘›โ†‘2) โˆˆ โ„•0)
5957, 58syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘›โ†‘2) โˆˆ โ„•0)
6059nn0red 12529 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘›โ†‘2) โˆˆ โ„)
61 modlt 13841 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((๐‘›โ†‘2) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„+) โ†’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) < ๐‘ƒ)
6260, 49, 61syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) < ๐‘ƒ)
63 zsqcl 14090 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘›โ†‘2) โˆˆ โ„ค)
6457, 63syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘›โ†‘2) โˆˆ โ„ค)
6564, 45zmodcld 13853 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆˆ โ„•0)
6665nn0zd 12580 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค)
67 prmz 16608 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค)
6843, 67syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค)
69 zltlem1 12611 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค) โ†’ (((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) < ๐‘ƒ โ†” ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ‰ค (๐‘ƒ โˆ’ 1)))
7066, 68, 69syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) < ๐‘ƒ โ†” ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ‰ค (๐‘ƒ โˆ’ 1)))
7162, 70mpbid 231 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ‰ค (๐‘ƒ โˆ’ 1))
7271, 54breqtrrd 5175 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ‰ค ((๐‘ƒ โˆ’ 1) mod ๐‘ƒ))
73 modsubdir 13901 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„ โˆง (๐‘›โ†‘2) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„+) โ†’ (((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ‰ค ((๐‘ƒ โˆ’ 1) mod ๐‘ƒ) โ†” (((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2)) mod ๐‘ƒ) = (((๐‘ƒ โˆ’ 1) mod ๐‘ƒ) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))))
7448, 60, 49, 73syl3anc 1371 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ) โ‰ค ((๐‘ƒ โˆ’ 1) mod ๐‘ƒ) โ†” (((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2)) mod ๐‘ƒ) = (((๐‘ƒ โˆ’ 1) mod ๐‘ƒ) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))))
7572, 74mpbid 231 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2)) mod ๐‘ƒ) = (((๐‘ƒ โˆ’ 1) mod ๐‘ƒ) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
76 simp3 1138 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)))
7755, 75, 763eqtr4rd 2783 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = (((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2)) mod ๐‘ƒ))
78 simp2l 1199 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘š โˆˆ (0...๐‘))
7978elfzelzd 13498 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„ค)
80 zsqcl 14090 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘šโ†‘2) โˆˆ โ„ค)
8179, 80syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘šโ†‘2) โˆˆ โ„ค)
8247nn0zd 12580 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค)
8382, 64zsubcld 12667 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2)) โˆˆ โ„ค)
84 moddvds 16204 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„• โˆง (๐‘šโ†‘2) โˆˆ โ„ค โˆง ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2)) โˆˆ โ„ค) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = (((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2)) mod ๐‘ƒ) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ((๐‘šโ†‘2) โˆ’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2)))))
8545, 81, 83, 84syl3anc 1371 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = (((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2)) mod ๐‘ƒ) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ((๐‘šโ†‘2) โˆ’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2)))))
8677, 85mpbid 231 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ โˆฅ ((๐‘šโ†‘2) โˆ’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2))))
87 zsqcl2 14099 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘šโ†‘2) โˆˆ โ„•0)
8879, 87syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘šโ†‘2) โˆˆ โ„•0)
8988nn0cnd 12530 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘šโ†‘2) โˆˆ โ„‚)
9047nn0cnd 12530 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„‚)
9159nn0cnd 12530 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘›โ†‘2) โˆˆ โ„‚)
9289, 90, 91subsub3d 11597 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) โˆ’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2))) = (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) โˆ’ (๐‘ƒ โˆ’ 1)))
9388, 59nn0addcld 12532 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) โˆˆ โ„•0)
9493nn0cnd 12530 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) โˆˆ โ„‚)
9545nncnd 12224 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„‚)
96 1cnd 11205 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
9794, 95, 96subsub3d 11597 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) โˆ’ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) = ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆ’ ๐‘ƒ))
9892, 97eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) โˆ’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐‘›โ†‘2))) = ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆ’ ๐‘ƒ))
9986, 98breqtrd 5173 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ โˆฅ ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆ’ ๐‘ƒ))
100 nn0p1nn 12507 . . . . . . . . . . . . . 14 (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) โˆˆ โ„•0 โ†’ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„•)
10193, 100syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„•)
102101nnzd 12581 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„ค)
103 dvdssubr 16244 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„ค โˆง (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆ’ ๐‘ƒ)))
10468, 102, 103syl2anc 584 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆ’ ๐‘ƒ)))
10599, 104mpbird 256 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ โˆฅ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1))
10645nnne0d 12258 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ โ‰  0)
107 dvdsval2 16196 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ƒ โ‰  0 โˆง (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โ†” ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค))
10868, 106, 102, 107syl3anc 1371 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โ†” ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค))
109105, 108mpbid 231 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค)
110 nnrp 12981 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„• โ†’ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„+)
111 nnrp 12981 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ƒ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„+)
112 rpdivcl 12995 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„+) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„+)
113110, 111, 112syl2an 596 . . . . . . . . . . . . 13 (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„•) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„+)
114101, 45, 113syl2anc 584 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„+)
115114rpgt0d 13015 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 0 < ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ))
116 elnnz 12564 . . . . . . . . . . 11 (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„• โ†” (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค โˆง 0 < ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ)))
117109, 115, 116sylanbrc 583 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„•)
118117nnge1d 12256 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 1 โ‰ค ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ))
11993nn0red 12529 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) โˆˆ โ„)
120 2nn 12281 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 โˆˆ โ„•
12123ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
122 nnmulcl 12232 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((2 โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„•)
123120, 121, 122sylancr 587 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„•)
124123nnred 12223 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„)
125124resqcld 14086 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((2 ยท ๐‘)โ†‘2) โˆˆ โ„)
126 nnmulcl 12232 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 โˆˆ โ„• โˆง (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„•) โ†’ (2 ยท (2 ยท ๐‘)) โˆˆ โ„•)
127120, 123, 126sylancr 587 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท (2 ยท ๐‘)) โˆˆ โ„•)
128127nnred 12223 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท (2 ยท ๐‘)) โˆˆ โ„)
129125, 128readdcld 11239 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((2 ยท ๐‘)โ†‘2) + (2 ยท (2 ยท ๐‘))) โˆˆ โ„)
130 1red 11211 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 1 โˆˆ โ„)
131121nnsqcld 14203 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘โ†‘2) โˆˆ โ„•)
132 nnmulcl 12232 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((2 โˆˆ โ„• โˆง (๐‘โ†‘2) โˆˆ โ„•) โ†’ (2 ยท (๐‘โ†‘2)) โˆˆ โ„•)
133120, 131, 132sylancr 587 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท (๐‘โ†‘2)) โˆˆ โ„•)
134133nnred 12223 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท (๐‘โ†‘2)) โˆˆ โ„)
13588nn0red 12529 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘šโ†‘2) โˆˆ โ„)
136131nnred 12223 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘โ†‘2) โˆˆ โ„)
13779zred 12662 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„)
138 elfzle1 13500 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘š)
13978, 138syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘š)
140121nnred 12223 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„)
141 elfzle2 13501 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โ†’ ๐‘š โ‰ค ๐‘)
14278, 141syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘š โ‰ค ๐‘)
143 le2sq2 14096 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((๐‘š โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘š) โˆง (๐‘ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘š โ‰ค ๐‘)) โ†’ (๐‘šโ†‘2) โ‰ค (๐‘โ†‘2))
144137, 139, 140, 142, 143syl22anc 837 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘šโ†‘2) โ‰ค (๐‘โ†‘2))
14557zred 12662 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„)
146 elfzle1 13500 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (๐‘› โˆˆ (0...๐‘) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘›)
14756, 146syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘›)
148 elfzle2 13501 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (๐‘› โˆˆ (0...๐‘) โ†’ ๐‘› โ‰ค ๐‘)
14956, 148syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘› โ‰ค ๐‘)
150 le2sq2 14096 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((๐‘› โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘›) โˆง (๐‘ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘› โ‰ค ๐‘)) โ†’ (๐‘›โ†‘2) โ‰ค (๐‘โ†‘2))
151145, 147, 140, 149, 150syl22anc 837 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘›โ†‘2) โ‰ค (๐‘โ†‘2))
152135, 60, 136, 136, 144, 151le2addd 11829 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) โ‰ค ((๐‘โ†‘2) + (๐‘โ†‘2)))
153131nncnd 12224 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘โ†‘2) โˆˆ โ„‚)
1541532timesd 12451 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท (๐‘โ†‘2)) = ((๐‘โ†‘2) + (๐‘โ†‘2)))
155152, 154breqtrrd 5175 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) โ‰ค (2 ยท (๐‘โ†‘2)))
156 2lt4 12383 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 < 4
157 2re 12282 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2 โˆˆ โ„
158157a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 2 โˆˆ โ„)
159 4re 12292 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4 โˆˆ โ„
160159a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 4 โˆˆ โ„)
161131nngt0d 12257 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 0 < (๐‘โ†‘2))
162 ltmul1 12060 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 โˆˆ โ„ โˆง 4 โˆˆ โ„ โˆง ((๐‘โ†‘2) โˆˆ โ„ โˆง 0 < (๐‘โ†‘2))) โ†’ (2 < 4 โ†” (2 ยท (๐‘โ†‘2)) < (4 ยท (๐‘โ†‘2))))
163158, 160, 136, 161, 162syl112anc 1374 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 < 4 โ†” (2 ยท (๐‘โ†‘2)) < (4 ยท (๐‘โ†‘2))))
164156, 163mpbii 232 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท (๐‘โ†‘2)) < (4 ยท (๐‘โ†‘2)))
165 2cn 12283 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 โˆˆ โ„‚
166121nncnd 12224 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
167 sqmul 14080 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„‚) โ†’ ((2 ยท ๐‘)โ†‘2) = ((2โ†‘2) ยท (๐‘โ†‘2)))
168165, 166, 167sylancr 587 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((2 ยท ๐‘)โ†‘2) = ((2โ†‘2) ยท (๐‘โ†‘2)))
169 sq2 14157 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (2โ†‘2) = 4
170169oveq1i 7415 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((2โ†‘2) ยท (๐‘โ†‘2)) = (4 ยท (๐‘โ†‘2))
171168, 170eqtrdi 2788 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((2 ยท ๐‘)โ†‘2) = (4 ยท (๐‘โ†‘2)))
172164, 171breqtrrd 5175 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท (๐‘โ†‘2)) < ((2 ยท ๐‘)โ†‘2))
173119, 134, 125, 155, 172lelttrd 11368 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) < ((2 ยท ๐‘)โ†‘2))
174127nnrpd 13010 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท (2 ยท ๐‘)) โˆˆ โ„+)
175125, 174ltaddrpd 13045 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((2 ยท ๐‘)โ†‘2) < (((2 ยท ๐‘)โ†‘2) + (2 ยท (2 ยท ๐‘))))
176119, 125, 129, 173, 175lttrd 11371 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) < (((2 ยท ๐‘)โ†‘2) + (2 ยท (2 ยท ๐‘))))
177119, 129, 130, 176ltadd1dd 11821 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) < ((((2 ยท ๐‘)โ†‘2) + (2 ยท (2 ยท ๐‘))) + 1))
17833ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ๐‘ƒ = ((2 ยท ๐‘) + 1))
179178oveq1d 7420 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘ƒโ†‘2) = (((2 ยท ๐‘) + 1)โ†‘2))
18095sqvald 14104 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘ƒโ†‘2) = (๐‘ƒ ยท ๐‘ƒ))
181123nncnd 12224 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„‚)
182 binom21 14178 . . . . . . . . . . . . 13 ((2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„‚ โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)โ†‘2) = ((((2 ยท ๐‘)โ†‘2) + (2 ยท (2 ยท ๐‘))) + 1))
183181, 182syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)โ†‘2) = ((((2 ยท ๐‘)โ†‘2) + (2 ยท (2 ยท ๐‘))) + 1))
184179, 180, 1833eqtr3d 2780 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘ƒ ยท ๐‘ƒ) = ((((2 ยท ๐‘)โ†‘2) + (2 ยท (2 ยท ๐‘))) + 1))
185177, 184breqtrrd 5175 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) < (๐‘ƒ ยท ๐‘ƒ))
186101nnred 12223 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„)
18745nngt0d 12257 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ 0 < ๐‘ƒ)
188 ltdivmul 12085 . . . . . . . . . . 11 (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„ โˆง (๐‘ƒ โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐‘ƒ)) โ†’ (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) < ๐‘ƒ โ†” (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) < (๐‘ƒ ยท ๐‘ƒ)))
189186, 51, 51, 187, 188syl112anc 1374 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) < ๐‘ƒ โ†” (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) < (๐‘ƒ ยท ๐‘ƒ)))
190185, 189mpbird 256 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) < ๐‘ƒ)
191 1z 12588 . . . . . . . . . 10 1 โˆˆ โ„ค
192 elfzm11 13568 . . . . . . . . . 10 ((1 โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค) โ†’ (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†” (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค โˆง 1 โ‰ค ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆง ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) < ๐‘ƒ)))
193191, 68, 192sylancr 587 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†” (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค โˆง 1 โ‰ค ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆง ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) < ๐‘ƒ)))
194109, 118, 190, 193mpbir3and 1342 . . . . . . . 8 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1)))
195 gzreim 16868 . . . . . . . . 9 ((๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘š + (i ยท ๐‘›)) โˆˆ โ„ค[i])
19679, 57, 195syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘š + (i ยท ๐‘›)) โˆˆ โ„ค[i])
197 gzcn 16861 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘š + (i ยท ๐‘›)) โˆˆ โ„ค[i] โ†’ (๐‘š + (i ยท ๐‘›)) โˆˆ โ„‚)
198196, 197syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (๐‘š + (i ยท ๐‘›)) โˆˆ โ„‚)
199198absvalsq2d 15386 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((absโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) = (((โ„œโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) + ((โ„‘โ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2)))
200137, 145crred 15174 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (โ„œโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›))) = ๐‘š)
201200oveq1d 7420 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((โ„œโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) = (๐‘šโ†‘2))
202137, 145crimd 15175 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (โ„‘โ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›))) = ๐‘›)
203202oveq1d 7420 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((โ„‘โ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) = (๐‘›โ†‘2))
204201, 203oveq12d 7423 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((โ„œโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) + ((โ„‘โ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2)) = ((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)))
205199, 204eqtrd 2772 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ ((absโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) = ((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)))
206205oveq1d 7420 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((absโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) + 1) = (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1))
207101nncnd 12224 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) โˆˆ โ„‚)
208207, 95, 106divcan1d 11987 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) ยท ๐‘ƒ) = (((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1))
209206, 208eqtr4d 2775 . . . . . . . 8 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ (((absโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) + 1) = (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) ยท ๐‘ƒ))
210 oveq1 7412 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ = ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โ†’ (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ) = (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) ยท ๐‘ƒ))
211210eqeq2d 2743 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ = ((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โ†’ ((((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ) โ†” (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) ยท ๐‘ƒ)))
212 fveq2 6888 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ข = (๐‘š + (i ยท ๐‘›)) โ†’ (absโ€˜๐‘ข) = (absโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›))))
213212oveq1d 7420 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ข = (๐‘š + (i ยท ๐‘›)) โ†’ ((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) = ((absโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2))
214213oveq1d 7420 . . . . . . . . . 10 (๐‘ข = (๐‘š + (i ยท ๐‘›)) โ†’ (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (((absโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) + 1))
215214eqeq1d 2734 . . . . . . . . 9 (๐‘ข = (๐‘š + (i ยท ๐‘›)) โ†’ ((((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) ยท ๐‘ƒ) โ†” (((absโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) + 1) = (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) ยท ๐‘ƒ)))
216211, 215rspc2ev 3623 . . . . . . . 8 ((((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1)) โˆง (๐‘š + (i ยท ๐‘›)) โˆˆ โ„ค[i] โˆง (((absโ€˜(๐‘š + (i ยท ๐‘›)))โ†‘2) + 1) = (((((๐‘šโ†‘2) + (๐‘›โ†‘2)) + 1) / ๐‘ƒ) ยท ๐‘ƒ)) โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1))โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค[i] (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ))
217194, 196, 209, 216syl3anc 1371 . . . . . . 7 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1))โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค[i] (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ))
2182173expia 1121 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘))) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ)) โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1))โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค[i] (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ)))
21942, 218syl5 34 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง (๐‘š โˆˆ (0...๐‘) โˆง ๐‘› โˆˆ (0...๐‘))) โ†’ ((๐‘— = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1))โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค[i] (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ)))
220219rexlimdvva 3211 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (โˆƒ๐‘š โˆˆ (0...๐‘)โˆƒ๐‘› โˆˆ (0...๐‘)(๐‘— = ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘ƒ) โˆง ๐‘— = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ ((๐‘›โ†‘2) mod ๐‘ƒ))) โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1))โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค[i] (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ)))
22141, 220biimtrid 241 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (๐‘— โˆˆ (๐ด โˆฉ ran ๐น) โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1))โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค[i] (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ)))
222221exlimdv 1936 . 2 (๐œ‘ โ†’ (โˆƒ๐‘— ๐‘— โˆˆ (๐ด โˆฉ ran ๐น) โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1))โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค[i] (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ)))
2239, 222mpd 15 1 (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ (1...(๐‘ƒ โˆ’ 1))โˆƒ๐‘ข โˆˆ โ„ค[i] (((absโ€˜๐‘ข)โ†‘2) + 1) = (๐‘˜ ยท ๐‘ƒ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 396   โˆง w3a 1087   = wceq 1541  โˆƒwex 1781   โˆˆ wcel 2106  {cab 2709   โ‰  wne 2940  โˆƒwrex 3070   โˆฉ cin 3946  โˆ…c0 4321   class class class wbr 5147   โ†ฆ cmpt 5230  ran crn 5676  โ€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  โ„‚cc 11104  โ„cr 11105  0cc0 11106  1c1 11107  ici 11108   + caddc 11109   ยท cmul 11111   < clt 11244   โ‰ค cle 11245   โˆ’ cmin 11440   / cdiv 11867  โ„•cn 12208  2c2 12263  4c4 12265  โ„•0cn0 12468  โ„คcz 12554  โ„+crp 12970  ...cfz 13480   mod cmo 13830  โ†‘cexp 14023  โ„œcre 15040  โ„‘cim 15041  abscabs 15177   โˆฅ cdvds 16193  โ„™cprime 16604  โ„ค[i]cgz 16858
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-inf 9434  df-dju 9892  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-n0 12469  df-xnn0 12541  df-z 12555  df-uz 12819  df-rp 12971  df-fz 13481  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-hash 14287  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-dvds 16194  df-gcd 16432  df-prm 16605  df-gz 16859
This theorem is referenced by:  4sqlem13  16886
  Copyright terms: Public domain W3C validator