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

Theorem fltoprm 28025
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 16878 . . . . . 6 (𝑟 ∈ ℙ → 𝑟 ∈ ℕ)
2 3nn 12449 . . . . . . 7 3 ∈ ℕ
3 fltoprm.n . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3))
4 eluznn 13072 . . . . . . 7 ((3 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → 𝑁 ∈ ℕ)
52, 3, 4sylancr 599 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6 nndivides 16461 . . . . . 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 12640 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
1413adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ0)
1512, 14nnexpcld 14416 . . . . . . . . . . . . . . 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 14416 . . . . . . . . . . . . . . 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 14416 . . . . . . . . . . . . . . 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 7450 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑎 = (𝐴↑𝑘) → (𝑎↑𝑝) = ((𝐴↑𝑘)↑𝑝))
2524oveq1d 7458 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑎 = (𝐴↑𝑘) → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)))
2625neeq1d 3018 . . . . . . . . . . . . . . . 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 3189 . . . . . . . . . . . . . 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 7450 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑏 = (𝐵↑𝑘) → (𝑏↑𝑝) = ((𝐵↑𝑘)↑𝑝))
3029oveq2d 7459 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑏 = (𝐵↑𝑘) → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)))
3130neeq1d 3018 . . . . . . . . . . . . . . . 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 3189 . . . . . . . . . . . . . 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 7450 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑐 = (𝐶↑𝑘) → (𝑐↑𝑝) = ((𝐶↑𝑘)↑𝑝))
3534neeq2d 3019 . . . . . . . . . . . . . . . 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 3189 . . . . . . . . . . . . . 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 3595 . . . . . . . . . . . . 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 5110 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑝 = 𝑟 → (2 < 𝑝 ↔ 2 < 𝑟))
41 oveq2 7451 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑝 = 𝑟 → ((𝐴↑𝑘)↑𝑝) = ((𝐴↑𝑘)↑𝑟))
42 oveq2 7451 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑝 = 𝑟 → ((𝐵↑𝑘)↑𝑝) = ((𝐵↑𝑘)↑𝑟))
4341, 42oveq12d 7461 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑝 = 𝑟 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)))
44 oveq2 7451 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑝 = 𝑟 → ((𝐶↑𝑘)↑𝑝) = ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))
4543, 44neeq12d 3020 . . . . . . . . . . . . . . . 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 3576 . . . . . . . . . . . . . 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 12378 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
5554ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ)
561nnnn0d 12694 . . . . . . . . . . . . . . . 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 14319 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) = ((𝐴↑𝑘)↑𝑟))
6016nncnd 12378 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
6160ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℂ)
6261, 58, 14expmuld 14319 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵↑(𝑘 · 𝑟)) = ((𝐵↑𝑘)↑𝑟))
6359, 62oveq12d 7461 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) + (𝐵↑(𝑘 · 𝑟))) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)))
6419nncnd 12378 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
6564ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℂ)
6665, 58, 14expmuld 14319 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐶↑(𝑘 · 𝑟)) = ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))
6763, 66neeq12d 3020 . . . . . . . . . . 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 7451 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) = (𝐴↑𝑁))
71 oveq2 7451 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (𝐵↑(𝑘 · 𝑟)) = (𝐵↑𝑁))
7270, 71oveq12d 7461 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → ((𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) + (𝐵↑(𝑘 · 𝑟))) = ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)))
73 oveq2 7451 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (𝐶↑(𝑘 · 𝑟)) = (𝐶↑𝑁))
7472, 73neeq12d 3020 . . . . . . . . 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 3167 . . . . 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 3167 . 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 28024 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 = (2↑𝑛)) → 4 ∥ 𝑁)
8682, 83, 84, 85syl3anc 1399 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 = (2↑𝑛)) → 4 ∥ 𝑁)
8786ex 418 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 = (2↑𝑛) → 4 ∥ 𝑁))
88 4nn 12453 . . . . . . . 8 4 ∈ ℕ
895, 88jctil 529 . . . . . . 7 (𝜑 → (4 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
9089adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (4 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
91 nndivides 16461 . . . . . 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 14416 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℕ)
9616ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℕ)
9796, 94nnexpcld 14416 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵↑𝑘) ∈ ℕ)
9819ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℕ)
9998, 94nnexpcld 14416 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐶↑𝑘) ∈ ℕ)
10095, 97, 99flt4 28021 . . . . . . . 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 12652 . . . . . . . . . . 11 4 ∈ ℕ0
103102a1i 11 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 4 ∈ ℕ0)
104101, 103, 94expmuld 14319 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑘 · 4)) = ((𝐴↑𝑘)↑4))
10516adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℕ)
106105nncnd 12378 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℂ)
107106adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℂ)
108107, 103, 94expmuld 14319 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵↑(𝑘 · 4)) = ((𝐵↑𝑘)↑4))
109104, 108oveq12d 7461 . . . . . . . 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 14319 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐶↑(𝑘 · 4)) = ((𝐶↑𝑘)↑4))
112100, 109, 1113netr4d 3036 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑘 · 4)) + (𝐵↑(𝑘 · 4))) ≠ (𝐶↑(𝑘 · 4)))
113 oveq2 7451 . . . . . . . . 9 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → (𝐴↑(𝑘 · 4)) = (𝐴↑𝑁))
114 oveq2 7451 . . . . . . . . 9 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → (𝐵↑(𝑘 · 4)) = (𝐵↑𝑁))
115113, 114oveq12d 7461 . . . . . . . 8 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → ((𝐴↑(𝑘 · 4)) + (𝐵↑(𝑘 · 4))) = ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)))
116 oveq2 7451 . . . . . . . 8 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → (𝐶↑(𝑘 · 4)) = (𝐶↑𝑁))
117115, 116neeq12d 3020 . . . . . . 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 3167 . . . . 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 3167 . 2 (𝜑 → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 = (2↑𝑛) → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
123 fltoprmlem1 28023 . . 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 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   class class class wbr 5106  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  ℂcc 11225   + caddc 11230   · cmul 11232   < clt 11370  ℕcn 12362  2c2 12424  3c3 12425  4c4 12426  ℕ0cn0 12633  ℤ≥cuz 12992  ↑cexp 14231   ∥ cdvds 16451  ℙcprime 16875
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8745  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-sup 9461  df-inf 9462  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-n0 12634  df-z 12721  df-uz 12993  df-q 13103  df-rp 13148  df-fz 13667  df-fl 13959  df-mod 14037  df-seq 14172  df-exp 14232  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-dvds 16452  df-gcd 16694  df-prm 16876  df-numer 16940  df-denom 16941  df-pc 17044
This theorem is used by:  fltoprmgt3  28026
  Copyright terms: Public domain W3C validator