| Step | Hyp | Ref | Expression | 
|---|
| 1 |  | nprmdvds1 16743 | . . . . . . 7
⊢ (𝑝 ∈ ℙ → ¬
𝑝 ∥
1) | 
| 2 | 1 | adantl 481 | . . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ¬ 𝑝 ∥ 1) | 
| 3 |  | ablfacrp.1 | . . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (𝑀 gcd 𝑁) = 1) | 
| 4 | 3 | adantr 480 | . . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑀 gcd 𝑁) = 1) | 
| 5 | 4 | breq2d 5155 | . . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝑀 gcd 𝑁) ↔ 𝑝 ∥ 1)) | 
| 6 | 2, 5 | mtbird 325 | . . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ¬ 𝑝 ∥ (𝑀 gcd 𝑁)) | 
| 7 |  | ablfacrp.k | . . . . . . . . . . . . . 14
⊢ 𝐾 = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑂‘𝑥) ∥ 𝑀} | 
| 8 |  | ablfacrp.g | . . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ Abel) | 
| 9 |  | ablfacrp.m | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ) | 
| 10 | 9 | nnzd 12640 | . . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ) | 
| 11 |  | ablfacrp.o | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ 𝑂 = (od‘𝐺) | 
| 12 |  | ablfacrp.b | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺) | 
| 13 | 11, 12 | oddvdssubg 19873 | . . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝐺 ∈ Abel ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑂‘𝑥) ∥ 𝑀} ∈ (SubGrp‘𝐺)) | 
| 14 | 8, 10, 13 | syl2anc 584 | . . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑂‘𝑥) ∥ 𝑀} ∈ (SubGrp‘𝐺)) | 
| 15 | 7, 14 | eqeltrid 2845 | . . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (SubGrp‘𝐺)) | 
| 16 | 15 | ad2antrr 726 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → 𝐾 ∈ (SubGrp‘𝐺)) | 
| 17 |  | eqid 2737 | . . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝐺 ↾s 𝐾) = (𝐺 ↾s 𝐾) | 
| 18 | 17 | subggrp 19147 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐾 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝐺 ↾s 𝐾) ∈ Grp) | 
| 19 | 16, 18 | syl 17 | . . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → (𝐺 ↾s 𝐾) ∈ Grp) | 
| 20 | 17 | subgbas 19148 | . . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝐾 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐾 = (Base‘(𝐺 ↾s 𝐾))) | 
| 21 | 16, 20 | syl 17 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → 𝐾 = (Base‘(𝐺 ↾s 𝐾))) | 
| 22 |  | ablfacrp.2 | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝜑 → (♯‘𝐵) = (𝑀 · 𝑁)) | 
| 23 | 9 | nnnn0d 12587 | . . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈
ℕ0) | 
| 24 |  | ablfacrp.n | . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ) | 
| 25 | 24 | nnnn0d 12587 | . . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈
ℕ0) | 
| 26 | 23, 25 | nn0mulcld 12592 | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝜑 → (𝑀 · 𝑁) ∈
ℕ0) | 
| 27 | 22, 26 | eqeltrd 2841 | . . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝜑 → (♯‘𝐵) ∈
ℕ0) | 
| 28 | 12 | fvexi 6920 | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ 𝐵 ∈ V | 
| 29 |  | hashclb 14397 | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝐵 ∈ V → (𝐵 ∈ Fin ↔
(♯‘𝐵) ∈
ℕ0)) | 
| 30 | 28, 29 | ax-mp 5 | . . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝐵 ∈ Fin ↔
(♯‘𝐵) ∈
ℕ0) | 
| 31 | 27, 30 | sylibr 234 | . . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ Fin) | 
| 32 | 7 | ssrab3 4082 | . . . . . . . . . . . . . 14
⊢ 𝐾 ⊆ 𝐵 | 
| 33 |  | ssfi 9213 | . . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝐵 ∈ Fin ∧ 𝐾 ⊆ 𝐵) → 𝐾 ∈ Fin) | 
| 34 | 31, 32, 33 | sylancl 586 | . . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Fin) | 
| 35 | 34 | ad2antrr 726 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → 𝐾 ∈ Fin) | 
| 36 | 21, 35 | eqeltrrd 2842 | . . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → (Base‘(𝐺 ↾s 𝐾)) ∈ Fin) | 
| 37 |  | simplr 769 | . . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → 𝑝 ∈ ℙ) | 
| 38 |  | simpr 484 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) | 
| 39 | 21 | fveq2d 6910 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → (♯‘𝐾) = (♯‘(Base‘(𝐺 ↾s 𝐾)))) | 
| 40 | 38, 39 | breqtrd 5169 | . . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → 𝑝 ∥ (♯‘(Base‘(𝐺 ↾s 𝐾)))) | 
| 41 |  | eqid 2737 | . . . . . . . . . . . 12
⊢
(Base‘(𝐺
↾s 𝐾)) =
(Base‘(𝐺
↾s 𝐾)) | 
| 42 |  | eqid 2737 | . . . . . . . . . . . 12
⊢
(od‘(𝐺
↾s 𝐾)) =
(od‘(𝐺
↾s 𝐾)) | 
| 43 | 41, 42 | odcau 19622 | . . . . . . . . . . 11
⊢ ((((𝐺 ↾s 𝐾) ∈ Grp ∧
(Base‘(𝐺
↾s 𝐾))
∈ Fin ∧ 𝑝 ∈
ℙ) ∧ 𝑝 ∥
(♯‘(Base‘(𝐺 ↾s 𝐾)))) → ∃𝑔 ∈ (Base‘(𝐺 ↾s 𝐾))((od‘(𝐺 ↾s 𝐾))‘𝑔) = 𝑝) | 
| 44 | 19, 36, 37, 40, 43 | syl31anc 1375 | . . . . . . . . . 10
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → ∃𝑔 ∈ (Base‘(𝐺 ↾s 𝐾))((od‘(𝐺 ↾s 𝐾))‘𝑔) = 𝑝) | 
| 45 | 44, 21 | rexeqtrrdv 3331 | . . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → ∃𝑔 ∈ 𝐾 ((od‘(𝐺 ↾s 𝐾))‘𝑔) = 𝑝) | 
| 46 | 17, 11, 42 | subgod 19588 | . . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐾 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑔 ∈ 𝐾) → (𝑂‘𝑔) = ((od‘(𝐺 ↾s 𝐾))‘𝑔)) | 
| 47 | 16, 46 | sylan 580 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) ∧ 𝑔 ∈ 𝐾) → (𝑂‘𝑔) = ((od‘(𝐺 ↾s 𝐾))‘𝑔)) | 
| 48 |  | fveq2 6906 | . . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑥 = 𝑔 → (𝑂‘𝑥) = (𝑂‘𝑔)) | 
| 49 | 48 | breq1d 5153 | . . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑥 = 𝑔 → ((𝑂‘𝑥) ∥ 𝑀 ↔ (𝑂‘𝑔) ∥ 𝑀)) | 
| 50 | 49, 7 | elrab2 3695 | . . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑔 ∈ 𝐾 ↔ (𝑔 ∈ 𝐵 ∧ (𝑂‘𝑔) ∥ 𝑀)) | 
| 51 | 50 | simprbi 496 | . . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑔 ∈ 𝐾 → (𝑂‘𝑔) ∥ 𝑀) | 
| 52 | 51 | adantl 481 | . . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) ∧ 𝑔 ∈ 𝐾) → (𝑂‘𝑔) ∥ 𝑀) | 
| 53 | 47, 52 | eqbrtrrd 5167 | . . . . . . . . . . 11
⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) ∧ 𝑔 ∈ 𝐾) → ((od‘(𝐺 ↾s 𝐾))‘𝑔) ∥ 𝑀) | 
| 54 |  | breq1 5146 | . . . . . . . . . . 11
⊢
(((od‘(𝐺
↾s 𝐾))‘𝑔) = 𝑝 → (((od‘(𝐺 ↾s 𝐾))‘𝑔) ∥ 𝑀 ↔ 𝑝 ∥ 𝑀)) | 
| 55 | 53, 54 | syl5ibcom 245 | . . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) ∧ 𝑔 ∈ 𝐾) → (((od‘(𝐺 ↾s 𝐾))‘𝑔) = 𝑝 → 𝑝 ∥ 𝑀)) | 
| 56 | 55 | rexlimdva 3155 | . . . . . . . . 9
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → (∃𝑔 ∈ 𝐾 ((od‘(𝐺 ↾s 𝐾))‘𝑔) = 𝑝 → 𝑝 ∥ 𝑀)) | 
| 57 | 45, 56 | mpd 15 | . . . . . . . 8
⊢ (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ 𝑝 ∥ (♯‘𝐾)) → 𝑝 ∥ 𝑀) | 
| 58 | 57 | ex 412 | . . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (♯‘𝐾) → 𝑝 ∥ 𝑀)) | 
| 59 | 58 | anim1d 611 | . . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ (♯‘𝐾) ∧ 𝑝 ∥ 𝑁) → (𝑝 ∥ 𝑀 ∧ 𝑝 ∥ 𝑁))) | 
| 60 |  | prmz 16712 | . . . . . . . 8
⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈
ℤ) | 
| 61 | 60 | adantl 481 | . . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑝 ∈ ℤ) | 
| 62 |  | hashcl 14395 | . . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ Fin →
(♯‘𝐾) ∈
ℕ0) | 
| 63 | 34, 62 | syl 17 | . . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → (♯‘𝐾) ∈
ℕ0) | 
| 64 | 63 | nn0zd 12639 | . . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (♯‘𝐾) ∈
ℤ) | 
| 65 | 64 | adantr 480 | . . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (♯‘𝐾) ∈
ℤ) | 
| 66 | 24 | nnzd 12640 | . . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ) | 
| 67 | 66 | adantr 480 | . . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ ℤ) | 
| 68 |  | dvdsgcdb 16582 | . . . . . . 7
⊢ ((𝑝 ∈ ℤ ∧
(♯‘𝐾) ∈
ℤ ∧ 𝑁 ∈
ℤ) → ((𝑝 ∥
(♯‘𝐾) ∧
𝑝 ∥ 𝑁) ↔ 𝑝 ∥ ((♯‘𝐾) gcd 𝑁))) | 
| 69 | 61, 65, 67, 68 | syl3anc 1373 | . . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ (♯‘𝐾) ∧ 𝑝 ∥ 𝑁) ↔ 𝑝 ∥ ((♯‘𝐾) gcd 𝑁))) | 
| 70 | 10 | adantr 480 | . . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑀 ∈ ℤ) | 
| 71 |  | dvdsgcdb 16582 | . . . . . . 7
⊢ ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑝 ∥ 𝑀 ∧ 𝑝 ∥ 𝑁) ↔ 𝑝 ∥ (𝑀 gcd 𝑁))) | 
| 72 | 61, 70, 67, 71 | syl3anc 1373 | . . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 ∥ 𝑀 ∧ 𝑝 ∥ 𝑁) ↔ 𝑝 ∥ (𝑀 gcd 𝑁))) | 
| 73 | 59, 69, 72 | 3imtr3d 293 | . . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((♯‘𝐾) gcd 𝑁) → 𝑝 ∥ (𝑀 gcd 𝑁))) | 
| 74 | 6, 73 | mtod 198 | . . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ¬ 𝑝 ∥ ((♯‘𝐾) gcd 𝑁)) | 
| 75 | 74 | nrexdv 3149 | . . 3
⊢ (𝜑 → ¬ ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ ((♯‘𝐾) gcd 𝑁)) | 
| 76 |  | exprmfct 16741 | . . 3
⊢
(((♯‘𝐾)
gcd 𝑁) ∈
(ℤ≥‘2) → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ ((♯‘𝐾) gcd 𝑁)) | 
| 77 | 75, 76 | nsyl 140 | . 2
⊢ (𝜑 → ¬
((♯‘𝐾) gcd
𝑁) ∈
(ℤ≥‘2)) | 
| 78 | 24 | nnne0d 12316 | . . . . . 6
⊢ (𝜑 → 𝑁 ≠ 0) | 
| 79 |  | simpr 484 | . . . . . . 7
⊢
(((♯‘𝐾)
= 0 ∧ 𝑁 = 0) →
𝑁 = 0) | 
| 80 | 79 | necon3ai 2965 | . . . . . 6
⊢ (𝑁 ≠ 0 → ¬
((♯‘𝐾) = 0
∧ 𝑁 =
0)) | 
| 81 | 78, 80 | syl 17 | . . . . 5
⊢ (𝜑 → ¬
((♯‘𝐾) = 0
∧ 𝑁 =
0)) | 
| 82 |  | gcdn0cl 16539 | . . . . 5
⊢
((((♯‘𝐾)
∈ ℤ ∧ 𝑁
∈ ℤ) ∧ ¬ ((♯‘𝐾) = 0 ∧ 𝑁 = 0)) → ((♯‘𝐾) gcd 𝑁) ∈ ℕ) | 
| 83 | 64, 66, 81, 82 | syl21anc 838 | . . . 4
⊢ (𝜑 → ((♯‘𝐾) gcd 𝑁) ∈ ℕ) | 
| 84 |  | elnn1uz2 12967 | . . . 4
⊢
(((♯‘𝐾)
gcd 𝑁) ∈ ℕ
↔ (((♯‘𝐾)
gcd 𝑁) = 1 ∨
((♯‘𝐾) gcd
𝑁) ∈
(ℤ≥‘2))) | 
| 85 | 83, 84 | sylib 218 | . . 3
⊢ (𝜑 → (((♯‘𝐾) gcd 𝑁) = 1 ∨ ((♯‘𝐾) gcd 𝑁) ∈
(ℤ≥‘2))) | 
| 86 | 85 | ord 865 | . 2
⊢ (𝜑 → (¬
((♯‘𝐾) gcd
𝑁) = 1 →
((♯‘𝐾) gcd
𝑁) ∈
(ℤ≥‘2))) | 
| 87 | 77, 86 | mt3d 148 | 1
⊢ (𝜑 → ((♯‘𝐾) gcd 𝑁) = 1) |