Theorem fltne 27981

Description: If a counterexample to FLT exists, its addends are not equal. (Contributed by SN, 1-Jun-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
fltne.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℕ)
fltne.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℕ)
fltne.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℕ)
fltne.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
fltne.1	⊢ (𝜑 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) = (𝐶↑𝑁))

Assertion

Ref	Expression
fltne	⊢ (𝜑 → 𝐴 ≠ 𝐵)

Proof of Theorem fltne

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2prm 16873	. . . . 5 ⊢ 2 ∈ ℙ
2		fltne.n	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
3		rtprmirr 27094	. . . . 5 ⊢ ((2 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)) → (2↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ (ℝ ∖ ℚ))
4	1, 2, 3	sylancr 599	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (2↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ (ℝ ∖ ℚ))
5	4	eldifbd 4052	. . 3 ⊢ (𝜑 → ¬ (2↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℚ)
6		fltne.c	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℕ)
7	6	nnzd 12723	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
8		fltne.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℕ)
9		znq 13083	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐶 / 𝐴) ∈ ℚ)
10	7, 8, 9	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐶 / 𝐴) ∈ ℚ)
11		eleq1a 2855	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 / 𝐴) ∈ ℚ → ((2↑𝑐(1 / 𝑁)) = (𝐶 / 𝐴) → (2↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℚ))
12	10, 11	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((2↑𝑐(1 / 𝑁)) = (𝐶 / 𝐴) → (2↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℚ))
13	12	necon3bd 2969	. . 3 ⊢ (𝜑 → (¬ (2↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℚ → (2↑𝑐(1 / 𝑁)) ≠ (𝐶 / 𝐴)))
14	5, 13	mpd 16	. 2 ⊢ (𝜑 → (2↑𝑐(1 / 𝑁)) ≠ (𝐶 / 𝐴))
15		2rp 13129	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℝ+
16	15	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
17		eluz2nn 13019	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑁 ∈ ℕ)
18	2, 17	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
19	18	nnrecred 12393	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (1 / 𝑁) ∈ ℝ)
20	16, 19	rpcxpcld 27067	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (2↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℝ+)
21	20	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → (2↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℝ+)
22	6	nnrpd 13166	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ+)
23	8	nnrpd 13166	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ+)
24	22, 23	rpdivcld 13185	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐶 / 𝐴) ∈ ℝ+)
25	24	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → (𝐶 / 𝐴) ∈ ℝ+)
26	18	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → 𝑁 ∈ ℕ)
27	18	nnnn0d 12671	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
28	8, 27	nnexpcld 14393	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐴↑𝑁) ∈ ℕ)
29	28	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → (𝐴↑𝑁) ∈ ℕ)
30	29	nncnd 12355	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → (𝐴↑𝑁) ∈ ℂ)
31		2cnd 12425	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → 2 ∈ ℂ)
32	29	nnne0d 12392	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → (𝐴↑𝑁) ≠ 0)
33	28	nncnd 12355	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐴↑𝑁) ∈ ℂ)
34	33	times2d 12594	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝐴↑𝑁) · 2) = ((𝐴↑𝑁) + (𝐴↑𝑁)))
35	34	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → ((𝐴↑𝑁) · 2) = ((𝐴↑𝑁) + (𝐴↑𝑁)))
36		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → 𝐴 = 𝐵)
37	36	oveq1d 7436	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → (𝐴↑𝑁) = (𝐵↑𝑁))
38	37	oveq2d 7437	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → ((𝐴↑𝑁) + (𝐴↑𝑁)) = ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)))
39		fltne.1	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) = (𝐶↑𝑁))
40	39	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) = (𝐶↑𝑁))
41	35, 38, 40	3eqtrd 2799	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → ((𝐴↑𝑁) · 2) = (𝐶↑𝑁))
42	30, 31, 32, 41	mvllmuld 12153	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → 2 = ((𝐶↑𝑁) / (𝐴↑𝑁)))
43		2cn 12422	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℂ
44		cxproot 27024	. . . . . 6 ⊢ ((2 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((2↑𝑐(1 / 𝑁))↑𝑁) = 2)
45	43, 18, 44	sylancr 599	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((2↑𝑐(1 / 𝑁))↑𝑁) = 2)
46	45	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → ((2↑𝑐(1 / 𝑁))↑𝑁) = 2)
47	6	nncnd 12355	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
48	8	nncnd 12355	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
49	8	nnne0d 12392	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ≠ 0)
50	47, 48, 49, 27	expdivd 14307	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 / 𝐴)↑𝑁) = ((𝐶↑𝑁) / (𝐴↑𝑁)))
51	50	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → ((𝐶 / 𝐴)↑𝑁) = ((𝐶↑𝑁) / (𝐴↑𝑁)))
52	42, 46, 51	3eqtr4d 2805	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → ((2↑𝑐(1 / 𝑁))↑𝑁) = ((𝐶 / 𝐴)↑𝑁))
53	21, 25, 26, 52	exp11nnd 14409	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 = 𝐵) → (2↑𝑐(1 / 𝑁)) = (𝐶 / 𝐴))
54	14, 53	mteqand 3046	1 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ≠ 𝐵)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955   ∖ cdif 4045  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421  ℂcc 11202  ℝcr 11203  1c1 11205   + caddc 11207   · cmul 11209   / cdiv 11977  ℕcn 12339  2c2 12401  ℤcz 12697  ℤ_≥cuz 12969  ℚcq 13079  ℝ⁺crp 13124  ↑cexp 14208  ℙcprime 16852  ↑_𝑐ccxp 26889

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-inf2 9646  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281  ax-pre-sup 11282  ax-addf 11283

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-isom 6548  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-of 7694  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-supp 8181  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8480  df-2o 8481  df-er 8721  df-map 8853  df-pm 8854  df-ixp 8930  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-fin 8981  df-fsupp 9358  df-fi 9407  df-sup 9438  df-inf 9439  df-oi 9508  df-card 10024  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-div 11978  df-nn 12340  df-2 12409  df-3 12410  df-4 12411  df-5 12412  df-6 12413  df-7 12414  df-8 12415  df-9 12416  df-n0 12611  df-z 12698  df-dec 12819  df-uz 12970  df-q 13080  df-rp 13125  df-xneg 13245  df-xadd 13246  df-xmul 13247  df-ioo 13484  df-ioc 13485  df-ico 13486  df-icc 13487  df-fz 13644  df-fzo 13793  df-fl 13936  df-mod 14014  df-seq 14149  df-exp 14209  df-fac 14422  df-bc 14451  df-hash 14479  df-shft 15226  df-cj 15272  df-re 15273  df-im 15274  df-sqrt 15408  df-abs 15409  df-limsup 15644  df-clim 15661  df-rlim 15662  df-sum 15860  df-ef 16239  df-sin 16241  df-cos 16242  df-pi 16244  df-dvds 16429  df-gcd 16671  df-prm 16853  df-numer 16917  df-denom 16918  df-struct 17331  df-sets 17348  df-slot 17366  df-ndx 17378  df-base 17394  df-ress 17415  df-plusg 17447  df-mulr 17448  df-starv 17449  df-sca 17450  df-vsca 17451  df-ip 17452  df-tset 17453  df-ple 17454  df-ds 17456  df-unif 17457  df-hom 17458  df-cco 17459  df-rest 17599  df-topn 17600  df-0g 17618  df-gsum 17619  df-topgen 17620  df-pt 17621  df-prds 17624  df-xrs 17680  df-qtop 17685  df-imas 17686  df-xps 17688  df-mre 17762  df-mrc 17763  df-acs 17765  df-mgm 18822  df-sgrp 18914  df-mnd 18930  df-submnd 18985  df-mulg 19284  df-cntz 19537  df-cmn 20002  df-psmet 21676  df-xmet 21677  df-met 21678  df-bl 21679  df-mopn 21680  df-fbas 21681  df-fg 21682  df-cnfld 21685  df-top 23218  df-topon 23235  df-topsp 23257  df-bases 23270  df-cld 23343  df-ntr 23344  df-cls 23345  df-nei 23422  df-lp 23460  df-perf 23461  df-cn 23551  df-cnp 23552  df-haus 23639  df-tx 23887  df-hmeo 24080  df-fil 24171  df-fm 24263  df-flim 24264  df-flf 24265  df-xms 24645  df-ms 24646  df-tms 24647  df-cncf 25205  df-limc 26192  df-dv 26193  df-log 26890  df-cxp 26891

This theorem is used by: (None)