Theorem aks4d1p8d3 40022

Description: The remainder of a division with its maximal prime power is coprime with that prime power. (Contributed by metakunt, 13-Nov-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
aks4d1p8d3.1	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
aks4d1p8d3.2	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
aks4d1p8d3.3	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ 𝑁)

Assertion

Ref	Expression
aks4d1p8d3	⊢ (𝜑 → ((𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) gcd (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) = 1)

Proof of Theorem aks4d1p8d3

Step	Hyp	Ref	Expression
1		aks4d1p8d3.2	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
2		aks4d1p8d3.1	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
3		pcdvds 16493	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) ∥ 𝑁)
4	1, 2, 3	syl2anc 583	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) ∥ 𝑁)
5		prmnn 16307	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
6	1, 5	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℕ)
7	6	nnzd 12354	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℤ)
8	1, 2	pccld 16479	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝑁) ∈ ℕ0)
9	7, 8	zexpcld 13736	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) ∈ ℤ)
10	7	zcnd 12356	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℂ)
11		0red 10909	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
12		1red 10907	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
13	7	zred 12355	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℝ)
14		0lt1 11427	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 < 1
15	14	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 0 < 1)
16		prmgt1 16330	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 1 < 𝑃)
17	1, 16	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 < 𝑃)
18	11, 12, 13, 15, 17	lttrd 11066	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 0 < 𝑃)
19	11, 18	ltned 11041	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 0 ≠ 𝑃)
20	19	necomd 2998	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ≠ 0)
21	8	nn0zd 12353	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝑁) ∈ ℤ)
22	10, 20, 21	expne0d 13798	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) ≠ 0)
23	2	nnzd 12354	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
24		dvdsval2 15894	. . . . 5 ⊢ (((𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) ∈ ℤ))
25	9, 22, 23, 24	syl3anc 1369	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) ∈ ℤ))
26	4, 25	mpbid 231	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) ∈ ℤ)
27	26, 9	gcdcomd 16149	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) gcd (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) = ((𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) gcd (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)))))
28		pcndvds2 16497	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ¬ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))))
29	1, 2, 28	syl2anc 583	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))))
30		coprm 16344	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) ∈ ℤ) → (¬ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) ↔ (𝑃 gcd (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)))) = 1))
31	1, 26, 30	syl2anc 583	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (¬ 𝑃 ∥ (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) ↔ (𝑃 gcd (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)))) = 1))
32	29, 31	mpbid 231	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑃 gcd (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)))) = 1)
33		aks4d1p8d3.3	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∥ 𝑁)
34		pcelnn 16499	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝑃 pCnt 𝑁) ∈ ℕ ↔ 𝑃 ∥ 𝑁))
35	1, 2, 34	syl2anc 583	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑃 pCnt 𝑁) ∈ ℕ ↔ 𝑃 ∥ 𝑁))
36	33, 35	mpbird 256	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝑁) ∈ ℕ)
37		rpexp 16355	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) ∈ ℤ ∧ (𝑃 pCnt 𝑁) ∈ ℕ) → (((𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) gcd (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)))) = 1 ↔ (𝑃 gcd (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)))) = 1))
38	7, 26, 36, 37	syl3anc 1369	. . 3 ⊢ (𝜑 → (((𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) gcd (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)))) = 1 ↔ (𝑃 gcd (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)))) = 1))
39	32, 38	mpbird 256	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)) gcd (𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁)))) = 1)
40	27, 39	eqtrd 2778	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 / (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) gcd (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝑁))) = 1)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   = wceq 1539   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2942   class class class wbr 5070  (class class class)co 7255  0cc0 10802  1c1 10803   < clt 10940   / cdiv 11562  ℕcn 11903  ℤcz 12249  ↑cexp 13710   ∥ cdvds 15891   gcd cgcd 16129  ℙcprime 16304   pCnt cpc 16465

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879  ax-pre-sup 10880

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-2o 8268  df-er 8456  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-sup 9131  df-inf 9132  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-div 11563  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-n0 12164  df-z 12250  df-uz 12512  df-q 12618  df-rp 12660  df-fz 13169  df-fl 13440  df-mod 13518  df-seq 13650  df-exp 13711  df-cj 14738  df-re 14739  df-im 14740  df-sqrt 14874  df-abs 14875  df-dvds 15892  df-gcd 16130  df-prm 16305  df-pc 16466

This theorem is referenced by:  aks4d1p8  40023