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

Theorem fltoprm 28000
Description: Fermat's last theorem holds for any exponent greater than 2 if it holds for odd prime exponents. (Contributed by AV, 15-Sep-2026.)
Hypotheses
Ref Expression
fltoprm.a (𝜑 → 𝐴 ∈ ℕ)
fltoprm.b (𝜑 → 𝐵 ∈ ℕ)
fltoprm.c (𝜑 → 𝐶 ∈ ℕ)
fltoprm.n (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3))
fltoprm.r (𝜑 → ∀𝑎 ∈ ℕ ∀𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ ℕ ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)))
Assertion
Ref Expression
fltoprm (𝜑 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑎,𝑏,𝑐,𝑝   𝐵,𝑏,𝑐,𝑝   𝐶,𝑐,𝑝
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑝, 𝑎, 𝑏, 𝑐)   𝐵(𝑎)   𝐶(𝑎, 𝑏)   𝑁(𝑝, 𝑎, 𝑏, 𝑐)

Proof of Theorem fltoprm
Dummy variables 𝑛 𝑘 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prmnn 16854 . . . . . 6 (𝑟 ∈ ℙ → 𝑟 ∈ ℕ)
2 3nn 12425 . . . . . . 7 3 ∈ ℕ
3 fltoprm.n . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3))
4 eluznn 13048 . . . . . . 7 ((3 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → 𝑁 ∈ ℕ)
52, 3, 4sylancr 599 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6 nndivides 16437 . . . . . 6 ((𝑟 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑟 ∥ 𝑁 ↔ ∃𝑘 ∈ ℕ (𝑘 · 𝑟) = 𝑁))
71, 5, 6syl2anr 609 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) → (𝑟 ∥ 𝑁 ↔ ∃𝑘 ∈ ℕ (𝑘 · 𝑟) = 𝑁))
8 fltoprm.r . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ ℕ ∀𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ ℕ ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)))
98adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) → ∀𝑎 ∈ ℕ ∀𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ ℕ ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)))
109ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 2 < 𝑟) → ∀𝑎 ∈ ℕ ∀𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ ℕ ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)))
11 fltoprm.a . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℕ)
1211ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℕ)
13 nnnn0 12616 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
1413adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ0)
1512, 14nnexpcld 14392 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℕ)
16 fltoprm.b . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℕ)
1716ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℕ)
1817, 14nnexpcld 14392 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵↑𝑘) ∈ ℕ)
19 fltoprm.c . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℕ)
2019ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℕ)
2120, 14nnexpcld 14392 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐶↑𝑘) ∈ ℕ)
2215, 18, 213jca 1146 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴↑𝑘) ∈ ℕ ∧ (𝐵↑𝑘) ∈ ℕ ∧ (𝐶↑𝑘) ∈ ℕ))
2322adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 2 < 𝑟) → ((𝐴↑𝑘) ∈ ℕ ∧ (𝐵↑𝑘) ∈ ℕ ∧ (𝐶↑𝑘) ∈ ℕ))
24 oveq1 7427 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑎 = (𝐴↑𝑘) → (𝑎↑𝑝) = ((𝐴↑𝑘)↑𝑝))
2524oveq1d 7435 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑎 = (𝐴↑𝑘) → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)))
2625neeq1d 3014 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑎 = (𝐴↑𝑘) → (((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝) ↔ (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)))
2726imbi2d 343 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑎 = (𝐴↑𝑘) → ((2 < 𝑝 → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)) ↔ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝))))
2827ralbidv 3185 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = (𝐴↑𝑘) → (∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)) ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝))))
29 oveq1 7427 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑏 = (𝐵↑𝑘) → (𝑏↑𝑝) = ((𝐵↑𝑘)↑𝑝))
3029oveq2d 7436 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑏 = (𝐵↑𝑘) → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)))
3130neeq1d 3014 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑏 = (𝐵↑𝑘) → ((((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝) ↔ (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)))
3231imbi2d 343 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑏 = (𝐵↑𝑘) → ((2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)) ↔ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝))))
3332ralbidv 3185 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑏 = (𝐵↑𝑘) → (∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)) ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝))))
34 oveq1 7427 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑐 = (𝐶↑𝑘) → (𝑐↑𝑝) = ((𝐶↑𝑘)↑𝑝))
3534neeq2d 3015 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑐 = (𝐶↑𝑘) → ((((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝) ↔ (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑝)))
3635imbi2d 343 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑐 = (𝐶↑𝑘) → ((2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)) ↔ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑝))))
3736ralbidv 3185 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑐 = (𝐶↑𝑘) → (∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)) ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑝))))
3828, 33, 37rspc3v 3591 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴↑𝑘) ∈ ℕ ∧ (𝐵↑𝑘) ∈ ℕ ∧ (𝐶↑𝑘) ∈ ℕ) → (∀𝑎 ∈ ℕ ∀𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ ℕ ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)) → ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑝))))
3923, 38syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 2 < 𝑟) → (∀𝑎 ∈ ℕ ∀𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ ℕ ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)) → ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑝))))
40 breq2 5106 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑝 = 𝑟 → (2 < 𝑝 ↔ 2 < 𝑟))
41 oveq2 7428 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑝 = 𝑟 → ((𝐴↑𝑘)↑𝑝) = ((𝐴↑𝑘)↑𝑟))
42 oveq2 7428 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑝 = 𝑟 → ((𝐵↑𝑘)↑𝑝) = ((𝐵↑𝑘)↑𝑟))
4341, 42oveq12d 7438 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑝 = 𝑟 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)))
44 oveq2 7428 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑝 = 𝑟 → ((𝐶↑𝑘)↑𝑝) = ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))
4543, 44neeq12d 3016 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑝 = 𝑟 → ((((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑝) ↔ (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟)))
4640, 45imbi12d 347 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑝 = 𝑟 → ((2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑝)) ↔ (2 < 𝑟 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))))
4746rspcv 3572 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑟 ∈ ℙ → (∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑝)) → (2 < 𝑟 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))))
4847adantl 487 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) → (∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑝)) → (2 < 𝑟 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))))
4948ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 2 < 𝑟) → (∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑝)) → (2 < 𝑟 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))))
50 pm2.27 43 . . . . . . . . . . . . 13 (2 < 𝑟 → ((2 < 𝑟 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟)) → (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟)))
5150adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 2 < 𝑟) → ((2 < 𝑟 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟)) → (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟)))
5239, 49, 513syld 61 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 2 < 𝑟) → (∀𝑎 ∈ ℕ ∀𝑏 ∈ ℕ ∀𝑐 ∈ ℕ ∀𝑝 ∈ ℙ (2 < 𝑝 → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) ≠ (𝑐↑𝑝)) → (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟)))
5310, 52mpd 16 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 2 < 𝑟) → (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))
5411nncnd 12354 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
5554ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ)
561nnnn0d 12670 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑟 ∈ ℙ → 𝑟 ∈ ℕ0)
5756adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) → 𝑟 ∈ ℕ0)
5857adantr 486 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑟 ∈ ℕ0)
5955, 58, 14expmuld 14295 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) = ((𝐴↑𝑘)↑𝑟))
6016nncnd 12354 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
6160ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℂ)
6261, 58, 14expmuld 14295 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵↑(𝑘 · 𝑟)) = ((𝐵↑𝑘)↑𝑟))
6359, 62oveq12d 7438 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) + (𝐵↑(𝑘 · 𝑟))) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)))
6419nncnd 12354 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
6564ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℂ)
6665, 58, 14expmuld 14295 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐶↑(𝑘 · 𝑟)) = ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))
6763, 66neeq12d 3016 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) + (𝐵↑(𝑘 · 𝑟))) ≠ (𝐶↑(𝑘 · 𝑟)) ↔ (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟)))
6867adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 2 < 𝑟) → (((𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) + (𝐵↑(𝑘 · 𝑟))) ≠ (𝐶↑(𝑘 · 𝑟)) ↔ (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑𝑟)))
6953, 68mpbird 260 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 2 < 𝑟) → ((𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) + (𝐵↑(𝑘 · 𝑟))) ≠ (𝐶↑(𝑘 · 𝑟)))
70 oveq2 7428 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) = (𝐴↑𝑁))
71 oveq2 7428 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (𝐵↑(𝑘 · 𝑟)) = (𝐵↑𝑁))
7270, 71oveq12d 7438 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → ((𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) + (𝐵↑(𝑘 · 𝑟))) = ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)))
73 oveq2 7428 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (𝐶↑(𝑘 · 𝑟)) = (𝐶↑𝑁))
7472, 73neeq12d 3016 . . . . . . . . 9 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (((𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) + (𝐵↑(𝑘 · 𝑟))) ≠ (𝐶↑(𝑘 · 𝑟)) ↔ ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
7569, 74syl5ibcom 248 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 2 < 𝑟) → ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
7675ex 418 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (2 < 𝑟 → ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁))))
7776com23 87 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (2 < 𝑟 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁))))
7877rexlimdva 3163 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) → (∃𝑘 ∈ ℕ (𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (2 < 𝑟 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁))))
797, 78sylbid 243 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) → (𝑟 ∥ 𝑁 → (2 < 𝑟 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁))))
8079impcomd 417 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) → ((2 < 𝑟 ∧ 𝑟 ∥ 𝑁) → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
8180rexlimdva 3163 . 2 (𝜑 → (∃𝑟 ∈ ℙ (2 < 𝑟 ∧ 𝑟 ∥ 𝑁) → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
823ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 = (2↑𝑛)) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3))
83 simplr 781 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 = (2↑𝑛)) → 𝑛 ∈ ℕ0)
84 simpr 490 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 = (2↑𝑛)) → 𝑁 = (2↑𝑛))
85 fltoprmlem2 27999 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 = (2↑𝑛)) → 4 ∥ 𝑁)
8682, 83, 84, 85syl3anc 1398 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 = (2↑𝑛)) → 4 ∥ 𝑁)
8786ex 418 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 = (2↑𝑛) → 4 ∥ 𝑁))
88 4nn 12429 . . . . . . . 8 4 ∈ ℕ
895, 88jctil 529 . . . . . . 7 (𝜑 → (4 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
9089adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (4 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
91 nndivides 16437 . . . . . 6 ((4 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (4 ∥ 𝑁 ↔ ∃𝑘 ∈ ℕ (𝑘 · 4) = 𝑁))
9290, 91syl 18 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (4 ∥ 𝑁 ↔ ∃𝑘 ∈ ℕ (𝑘 · 4) = 𝑁))
9311ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℕ)
9413adantl 487 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ0)
9593, 94nnexpcld 14392 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℕ)
9616ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℕ)
9796, 94nnexpcld 14392 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵↑𝑘) ∈ ℕ)
9819ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℕ)
9998, 94nnexpcld 14392 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐶↑𝑘) ∈ ℕ)
10095, 97, 99flt4 27996 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (((𝐴↑𝑘)↑4) + ((𝐵↑𝑘)↑4)) ≠ ((𝐶↑𝑘)↑4))
10154ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ)
102 4nn0 12628 . . . . . . . . . . 11 4 ∈ ℕ0
103102a1i 11 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 4 ∈ ℕ0)
104101, 103, 94expmuld 14295 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑘 · 4)) = ((𝐴↑𝑘)↑4))
10516adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℕ)
106105nncnd 12354 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℂ)
107106adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℂ)
108107, 103, 94expmuld 14295 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵↑(𝑘 · 4)) = ((𝐵↑𝑘)↑4))
109104, 108oveq12d 7438 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑘 · 4)) + (𝐵↑(𝑘 · 4))) = (((𝐴↑𝑘)↑4) + ((𝐵↑𝑘)↑4)))
11064ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℂ)
111110, 103, 94expmuld 14295 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐶↑(𝑘 · 4)) = ((𝐶↑𝑘)↑4))
112100, 109, 1113netr4d 3032 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑘 · 4)) + (𝐵↑(𝑘 · 4))) ≠ (𝐶↑(𝑘 · 4)))
113 oveq2 7428 . . . . . . . . 9 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → (𝐴↑(𝑘 · 4)) = (𝐴↑𝑁))
114 oveq2 7428 . . . . . . . . 9 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → (𝐵↑(𝑘 · 4)) = (𝐵↑𝑁))
115113, 114oveq12d 7438 . . . . . . . 8 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → ((𝐴↑(𝑘 · 4)) + (𝐵↑(𝑘 · 4))) = ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)))
116 oveq2 7428 . . . . . . . 8 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → (𝐶↑(𝑘 · 4)) = (𝐶↑𝑁))
117115, 116neeq12d 3016 . . . . . . 7 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → (((𝐴↑(𝑘 · 4)) + (𝐵↑(𝑘 · 4))) ≠ (𝐶↑(𝑘 · 4)) ↔ ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
118112, 117syl5ibcom 248 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑘 · 4) = 𝑁 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
119118rexlimdva 3163 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (∃𝑘 ∈ ℕ (𝑘 · 4) = 𝑁 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
12092, 119sylbid 243 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (4 ∥ 𝑁 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
12187, 120syld 48 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 = (2↑𝑛) → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
122121rexlimdva 3163 . 2 (𝜑 → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 = (2↑𝑛) → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
123 fltoprmlem1 27998 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (∃𝑟 ∈ ℙ (2 < 𝑟 ∧ 𝑟 ∥ 𝑁) ∨ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 = (2↑𝑛)))
1245, 123syl 18 . 2 (𝜑 → (∃𝑟 ∈ ℙ (2 < 𝑟 ∧ 𝑟 ∥ 𝑁) ∨ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 = (2↑𝑛)))
12581, 122, 124mpjaod 874 1 (𝜑 → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   class class class wbr 5102  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℂcc 11201   + caddc 11206   · cmul 11208   < clt 11346  ℕcn 12338  2c2 12400  3c3 12401  4c4 12402  ℕ0cn0 12609  ℤ≥cuz 12968  ↑cexp 14207   ∥ cdvds 16427  ℙcprime 16851
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-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281
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-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  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-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 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-2o 8480  df-er 8720  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-sup 9437  df-inf 9438  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-n0 12610  df-z 12697  df-uz 12969  df-q 13079  df-rp 13124  df-fz 13643  df-fl 13935  df-mod 14013  df-seq 14148  df-exp 14208  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-dvds 16428  df-gcd 16670  df-prm 16852  df-numer 16916  df-denom 16917  df-pc 17020
This theorem is used by:  fltoprmgt3  28001
  Copyright terms: Public domain W3C validator