bposlem2 - Metamath Proof Explorer

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Theorem bposlem2 25869

Description: There are no odd primes in the range (2𝑁 / 3, 𝑁] dividing the 𝑁-th central binomial coefficient. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2014.)

**Hypotheses**
Ref	Expression
bposlem2.1	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
bposlem2.2	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
bposlem2.3	⊢ (𝜑 → 2 < 𝑃)
bposlem2.4	⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃)
bposlem2.5	⊢ (𝜑 → 𝑃 ≤ 𝑁)

**Assertion**
Ref	Expression
bposlem2	⊢ (𝜑 → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = 0)

Proof of Theorem bposlem2 Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		bposlem2.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
2		bposlem2.2	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
3		pcbcctr 25860	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))))
4	1, 2, 3	syl2anc 587	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))))
5		elfznn 12931	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ)
6		elnn1uz2 12313	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ ↔ (𝑘 = 1 ∨ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)))
7	5, 6	sylib 221	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) → (𝑘 = 1 ∨ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)))
8		oveq2 7143	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑘 = 1 → (𝑃↑𝑘) = (𝑃↑1))
9		prmnn 16008	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
10	2, 9	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℕ)
11	10	nncnd 11641	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℂ)
12	11	exp1d 13501	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑1) = 𝑃)
13	8, 12	sylan9eqr 2855	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → (𝑃↑𝑘) = 𝑃)
14	13	oveq2d 7151	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) = ((2 · 𝑁) / 𝑃))
15	14	fveq2d 6649	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) = (⌊‘((2 · 𝑁) / 𝑃)))
16		2t1e2 11788	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (2 · 1) = 2
17	11	mulid2d 10648	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (1 · 𝑃) = 𝑃)
18		bposlem2.5	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ≤ 𝑁)
19	17, 18	eqbrtrd 5052	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (1 · 𝑃) ≤ 𝑁)
20		1red 10631	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
21	1	nnred 11640	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
22	10	nnred 11640	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℝ)
23	10	nngt0d 11674	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 0 < 𝑃)
24		lemuldiv 11509	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑃 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑃)) → ((1 · 𝑃) ≤ 𝑁 ↔ 1 ≤ (𝑁 / 𝑃)))
25	20, 21, 22, 23, 24	syl112anc 1371	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((1 · 𝑃) ≤ 𝑁 ↔ 1 ≤ (𝑁 / 𝑃)))
26	19, 25	mpbid 235	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ (𝑁 / 𝑃))
27	21, 10	nndivred 11679	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ)
28		1re 10630	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 1 ∈ ℝ
29		2re 11699	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ 2 ∈ ℝ
30		2pos 11728	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ 0 < 2
31	29, 30	pm3.2i 474	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)
32		lemul2 11482	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((1 ∈ ℝ ∧ (𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (1 ≤ (𝑁 / 𝑃) ↔ (2 · 1) ≤ (2 · (𝑁 / 𝑃))))
33	28, 31, 32	mp3an13 1449	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ → (1 ≤ (𝑁 / 𝑃) ↔ (2 · 1) ≤ (2 · (𝑁 / 𝑃))))
34	27, 33	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (1 ≤ (𝑁 / 𝑃) ↔ (2 · 1) ≤ (2 · (𝑁 / 𝑃))))
35	26, 34	mpbid 235	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (2 · 1) ≤ (2 · (𝑁 / 𝑃)))
36	16, 35	eqbrtrrid 5066	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 2 ≤ (2 · (𝑁 / 𝑃)))
37		2cnd 11703	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
38	1	nncnd 11641	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
39	10	nnne0d 11675	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ≠ 0)
40	37, 38, 11, 39	divassd 11440	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 𝑃) = (2 · (𝑁 / 𝑃)))
41	36, 40	breqtrrd 5058	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 2 ≤ ((2 · 𝑁) / 𝑃))
42		bposlem2.4	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃)
43		2nn 11698	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 2 ∈ ℕ
44		nnmulcl 11649	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
45	43, 1, 44	sylancr 590	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
46	45	nnred 11640	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
47		3re 11705	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 3 ∈ ℝ
48		3pos 11730	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 0 < 3
49	47, 48	pm3.2i 474	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (3 ∈ ℝ ∧ 0 < 3)
50		ltdiv23 11520	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ (3 ∈ ℝ ∧ 0 < 3) ∧ (𝑃 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑃)) → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ ((2 · 𝑁) / 𝑃) < 3))
51	49, 50	mp3an2 1446	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝑃 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑃)) → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ ((2 · 𝑁) / 𝑃) < 3))
52	46, 22, 23, 51	syl12anc 835	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ ((2 · 𝑁) / 𝑃) < 3))
53	42, 52	mpbid 235	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 𝑃) < 3)
54		df-3 11689	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 3 = (2 + 1)
55	53, 54	breqtrdi 5071	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 𝑃) < (2 + 1))
56	46, 10	nndivred 11679	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((2 · 𝑁) / 𝑃) ∈ ℝ)
57		2z 12002	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 2 ∈ ℤ
58		flbi 13181	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((2 · 𝑁) / 𝑃) ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℤ) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / 𝑃)) = 2 ↔ (2 ≤ ((2 · 𝑁) / 𝑃) ∧ ((2 · 𝑁) / 𝑃) < (2 + 1))))
59	56, 57, 58	sylancl 589	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((⌊‘((2 · 𝑁) / 𝑃)) = 2 ↔ (2 ≤ ((2 · 𝑁) / 𝑃) ∧ ((2 · 𝑁) / 𝑃) < (2 + 1))))
60	41, 55, 59	mpbir2and 712	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (⌊‘((2 · 𝑁) / 𝑃)) = 2)
61	60	adantr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → (⌊‘((2 · 𝑁) / 𝑃)) = 2)
62	15, 61	eqtrd 2833	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) = 2)
63	13	oveq2d 7151	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) = (𝑁 / 𝑃))
64	63	fveq2d 6649	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) = (⌊‘(𝑁 / 𝑃)))
65		remulcl 10611	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((2 ∈ ℝ ∧ (𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ) → (2 · (𝑁 / 𝑃)) ∈ ℝ)
66	29, 27, 65	sylancr 590	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (2 · (𝑁 / 𝑃)) ∈ ℝ)
67	47	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 3 ∈ ℝ)
68		4re 11709	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ 4 ∈ ℝ
69	68	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 4 ∈ ℝ)
70	40, 53	eqbrtrrd 5054	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (2 · (𝑁 / 𝑃)) < 3)
71		3lt4 11799	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ 3 < 4
72	71	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 3 < 4)
73	66, 67, 69, 70, 72	lttrd 10790	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (2 · (𝑁 / 𝑃)) < 4)
74		2t2e4 11789	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (2 · 2) = 4
75	73, 74	breqtrrdi 5072	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (2 · (𝑁 / 𝑃)) < (2 · 2))
76		ltmul2 11480	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → ((𝑁 / 𝑃) < 2 ↔ (2 · (𝑁 / 𝑃)) < (2 · 2)))
77	29, 31, 76	mp3an23 1450	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ → ((𝑁 / 𝑃) < 2 ↔ (2 · (𝑁 / 𝑃)) < (2 · 2)))
78	27, 77	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 / 𝑃) < 2 ↔ (2 · (𝑁 / 𝑃)) < (2 · 2)))
79	75, 78	mpbird 260	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑁 / 𝑃) < 2)
80		df-2 11688	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 2 = (1 + 1)
81	79, 80	breqtrdi 5071	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝑁 / 𝑃) < (1 + 1))
82		1z 12000	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 1 ∈ ℤ
83		flbi 13181	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑁 / 𝑃) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℤ) → ((⌊‘(𝑁 / 𝑃)) = 1 ↔ (1 ≤ (𝑁 / 𝑃) ∧ (𝑁 / 𝑃) < (1 + 1))))
84	27, 82, 83	sylancl 589	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((⌊‘(𝑁 / 𝑃)) = 1 ↔ (1 ≤ (𝑁 / 𝑃) ∧ (𝑁 / 𝑃) < (1 + 1))))
85	26, 81, 84	mpbir2and 712	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (⌊‘(𝑁 / 𝑃)) = 1)
86	85	adantr 484	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → (⌊‘(𝑁 / 𝑃)) = 1)
87	64, 86	eqtrd 2833	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) = 1)
88	87	oveq2d 7151	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) = (2 · 1))
89	88, 16	eqtrdi 2849	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) = 2)
90	62, 89	oveq12d 7153	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) = (2 − 2))
91		2cn 11700	. . . . . . . 8 ⊢ 2 ∈ ℂ
92	91	subidi 10946	. . . . . . 7 ⊢ (2 − 2) = 0
93	90, 92	eqtrdi 2849	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) = 0)
94	45	nnrpd 12417	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) ∈ ℝ⁺)
95	94	adantr 484	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ⁺)
96		eluzge2nn0 12275	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2) → 𝑘 ∈ ℕ₀)
97		nnexpcl 13438	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ₀) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ)
98	10, 96, 97	syl2an 598	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ)
99	98	nnrpd 12417	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ⁺)
100	95, 99	rpdivcld 12436	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ⁺)
101	100	rpge0d 12423	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)))
102	46	adantr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
103		remulcl 10611	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((3 ∈ ℝ ∧ 𝑃 ∈ ℝ) → (3 · 𝑃) ∈ ℝ)
104	47, 22, 103	sylancr 590	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (3 · 𝑃) ∈ ℝ)
105	104	adantr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (3 · 𝑃) ∈ ℝ)
106	98	nnred 11640	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ)
107		ltdivmul 11504	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 𝑃 ∈ ℝ ∧ (3 ∈ ℝ ∧ 0 < 3)) → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ (2 · 𝑁) < (3 · 𝑃)))
108	49, 107	mp3an3 1447	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 𝑃 ∈ ℝ) → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ (2 · 𝑁) < (3 · 𝑃)))
109	46, 22, 108	syl2anc 587	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (((2 · 𝑁) / 3) < 𝑃 ↔ (2 · 𝑁) < (3 · 𝑃)))
110	42, 109	mpbid 235	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) < (3 · 𝑃))
111	110	adantr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (2 · 𝑁) < (3 · 𝑃))
112	22, 22	remulcld 10660	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (𝑃 · 𝑃) ∈ ℝ)
113	112	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑃 · 𝑃) ∈ ℝ)
114		bposlem2.3	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → 2 < 𝑃)
115		nnltp1le 12026	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℕ) → (2 < 𝑃 ↔ (2 + 1) ≤ 𝑃))
116	43, 10, 115	sylancr 590	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → (2 < 𝑃 ↔ (2 + 1) ≤ 𝑃))
117	114, 116	mpbid 235	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (2 + 1) ≤ 𝑃)
118	54, 117	eqbrtrid 5065	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 3 ≤ 𝑃)
119		lemul1 11481	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((3 ∈ ℝ ∧ 𝑃 ∈ ℝ ∧ (𝑃 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑃)) → (3 ≤ 𝑃 ↔ (3 · 𝑃) ≤ (𝑃 · 𝑃)))
120	47, 119	mp3an1 1445	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑃 ∈ ℝ ∧ (𝑃 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑃)) → (3 ≤ 𝑃 ↔ (3 · 𝑃) ≤ (𝑃 · 𝑃)))
121	22, 22, 23, 120	syl12anc 835	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (3 ≤ 𝑃 ↔ (3 · 𝑃) ≤ (𝑃 · 𝑃)))
122	118, 121	mpbid 235	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (3 · 𝑃) ≤ (𝑃 · 𝑃))
123	122	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (3 · 𝑃) ≤ (𝑃 · 𝑃))
124	11	sqvald 13503	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (𝑃↑2) = (𝑃 · 𝑃))
125	124	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑃↑2) = (𝑃 · 𝑃))
126	22	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 𝑃 ∈ ℝ)
127	10	nnge1d 11673	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ 𝑃)
128	127	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 1 ≤ 𝑃)
129		simpr 488	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2))
130	126, 128, 129	leexp2ad 13613	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑃↑2) ≤ (𝑃↑𝑘))
131	125, 130	eqbrtrrd 5054	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑃 · 𝑃) ≤ (𝑃↑𝑘))
132	105, 113, 106, 123, 131	letrd 10786	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (3 · 𝑃) ≤ (𝑃↑𝑘))
133	102, 105, 106, 111, 132	ltletrd 10789	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))
134	98	nncnd 11641	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℂ)
135	134	mulid1d 10647	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → ((𝑃↑𝑘) · 1) = (𝑃↑𝑘))
136	133, 135	breqtrrd 5058	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (2 · 𝑁) < ((𝑃↑𝑘) · 1))
137		1red 10631	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 1 ∈ ℝ)
138	102, 137, 99	ltdivmuld 12470	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ (2 · 𝑁) < ((𝑃↑𝑘) · 1)))
139	136, 138	mpbird 260	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1)
140		1e0p1 12128	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 = (0 + 1)
141	139, 140	breqtrdi 5071	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))
142	100	rpred 12419	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ)
143		0z 11980	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ ℤ
144		flbi 13181	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∧ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))))
145	142, 143, 144	sylancl 589	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∧ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))))
146	101, 141, 145	mpbir2and 712	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) = 0)
147	1	nnrpd 12417	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ⁺)
148	147	adantr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 𝑁 ∈ ℝ⁺)
149	148, 99	rpdivcld 12436	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ⁺)
150	149	rpge0d 12423	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 0 ≤ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)))
151	21	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 𝑁 ∈ ℝ)
152	21, 147	ltaddrpd 12452	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 𝑁 < (𝑁 + 𝑁))
153	38	2timesd 11868	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (2 · 𝑁) = (𝑁 + 𝑁))
154	152, 153	breqtrrd 5058	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 𝑁 < (2 · 𝑁))
155	154	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 𝑁 < (2 · 𝑁))
156	151, 102, 106, 155, 133	lttrd 10790	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 𝑁 < (𝑃↑𝑘))
157	156, 135	breqtrrd 5058	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → 𝑁 < ((𝑃↑𝑘) · 1))
158	151, 137, 99	ltdivmuld 12470	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ 𝑁 < ((𝑃↑𝑘) · 1)))
159	157, 158	mpbird 260	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1)
160	159, 140	breqtrdi 5071	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))
161	149	rpred 12419	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ)
162		flbi 13181	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∧ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))))
163	161, 143, 162	sylancl 589	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∧ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))))
164	150, 160, 163	mpbir2and 712	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) = 0)
165	164	oveq2d 7151	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) = (2 · 0))
166		2t0e0 11794	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 · 0) = 0
167	165, 166	eqtrdi 2849	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) = 0)
168	146, 167	oveq12d 7153	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) = (0 − 0))
169		0m0e0 11745	. . . . . . 7 ⊢ (0 − 0) = 0
170	168, 169	eqtrdi 2849	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2)) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) = 0)
171	93, 170	jaodan 955	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑘 = 1 ∨ 𝑘 ∈ (ℤ_≥‘2))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) = 0)
172	7, 171	sylan2 595	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) = 0)
173	172	sumeq2dv 15052	. . 3 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) = Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))0)
174		fzfid 13336	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (1...(2 · 𝑁)) ∈ Fin)
175		sumz 15071	. . . . 5 ⊢ (((1...(2 · 𝑁)) ⊆ (ℤ_≥‘1) ∨ (1...(2 · 𝑁)) ∈ Fin) → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))0 = 0)
176	175	olcs 873	. . . 4 ⊢ ((1...(2 · 𝑁)) ∈ Fin → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))0 = 0)
177	174, 176	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))0 = 0)
178	173, 177	eqtrd 2833	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) = 0)
179	4, 178	eqtrd 2833	1 ⊢ (𝜑 → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = 0)

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: → wi 4 ↔ wb 209 ∧ wa 399 ∨ wo 844 = wceq 1538 ∈ wcel 2111 ⊆ wss 3881 class class class wbr 5030 ‘cfv 6324 (class class class)co 7135 Fincfn 8492 ℝcr 10525 0cc0 10526 1c1 10527 + caddc 10529 · cmul 10531 < clt 10664 ≤ cle 10665 − cmin 10859 / cdiv 11286 ℕcn 11625 2c2 11680 3c3 11681 4c4 11682 ℕ₀cn0 11885 ℤcz 11969 ℤ_≥cuz 12231 ℝ⁺crp 12377 ...cfz 12885 ⌊cfl 13155 ↑cexp 13425 Ccbc 13658 Σcsu 15034 ℙcprime 16005 pCnt cpc 16163

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 1911 ax-6 1970 ax-7 2015 ax-8 2113 ax-9 2121 ax-10 2142 ax-11 2158 ax-12 2175 ax-ext 2770 ax-rep 5154 ax-sep 5167 ax-nul 5174 ax-pow 5231 ax-pr 5295 ax-un 7441 ax-inf2 9088 ax-cnex 10582 ax-resscn 10583 ax-1cn 10584 ax-icn 10585 ax-addcl 10586 ax-addrcl 10587 ax-mulcl 10588 ax-mulrcl 10589 ax-mulcom 10590 ax-addass 10591 ax-mulass 10592 ax-distr 10593 ax-i2m1 10594 ax-1ne0 10595 ax-1rid 10596 ax-rnegex 10597 ax-rrecex 10598 ax-cnre 10599 ax-pre-lttri 10600 ax-pre-lttrn 10601 ax-pre-ltadd 10602 ax-pre-mulgt0 10603 ax-pre-sup 10604

This theorem depends on definitions: df-bi 210 df-an 400 df-or 845 df-3or 1085 df-3an 1086 df-tru 1541 df-fal 1551 df-ex 1782 df-nf 1786 df-sb 2070 df-mo 2598 df-eu 2629 df-clab 2777 df-cleq 2791 df-clel 2870 df-nfc 2938 df-ne 2988 df-nel 3092 df-ral 3111 df-rex 3112 df-reu 3113 df-rmo 3114 df-rab 3115 df-v 3443 df-sbc 3721 df-csb 3829 df-dif 3884 df-un 3886 df-in 3888 df-ss 3898 df-pss 3900 df-nul 4244 df-if 4426 df-pw 4499 df-sn 4526 df-pr 4528 df-tp 4530 df-op 4532 df-uni 4801 df-int 4839 df-iun 4883 df-br 5031 df-opab 5093 df-mpt 5111 df-tr 5137 df-id 5425 df-eprel 5430 df-po 5438 df-so 5439 df-fr 5478 df-se 5479 df-we 5480 df-xp 5525 df-rel 5526 df-cnv 5527 df-co 5528 df-dm 5529 df-rn 5530 df-res 5531 df-ima 5532 df-pred 6116 df-ord 6162 df-on 6163 df-lim 6164 df-suc 6165 df-iota 6283 df-fun 6326 df-fn 6327 df-f 6328 df-f1 6329 df-fo 6330 df-f1o 6331 df-fv 6332 df-isom 6333 df-riota 7093 df-ov 7138 df-oprab 7139 df-mpo 7140 df-om 7561 df-1st 7671 df-2nd 7672 df-wrecs 7930 df-recs 7991 df-rdg 8029 df-1o 8085 df-2o 8086 df-oadd 8089 df-er 8272 df-en 8493 df-dom 8494 df-sdom 8495 df-fin 8496 df-sup 8890 df-inf 8891 df-oi 8958 df-card 9352 df-pnf 10666 df-mnf 10667 df-xr 10668 df-ltxr 10669 df-le 10670 df-sub 10861 df-neg 10862 df-div 11287 df-nn 11626 df-2 11688 df-3 11689 df-4 11690 df-n0 11886 df-z 11970 df-uz 12232 df-q 12337 df-rp 12378 df-fz 12886 df-fzo 13029 df-fl 13157 df-mod 13233 df-seq 13365 df-exp 13426 df-fac 13630 df-bc 13659 df-hash 13687 df-cj 14450 df-re 14451 df-im 14452 df-sqrt 14586 df-abs 14587 df-clim 14837 df-sum 15035 df-dvds 15600 df-gcd 15834 df-prm 16006 df-pc 16164

This theorem is referenced by: bposlem3 25870

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