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

Theorem fltoprm 27977
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 16829 . . . . . 6 (𝑟 ∈ ℙ → 𝑟 ∈ ℕ)
2 3nn 12403 . . . . . . 7 3 ∈ ℕ
3 fltoprm.n . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3))
4 eluznn 13026 . . . . . . 7 ((3 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → 𝑁 ∈ ℕ)
52, 3, 4sylancr 599 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6 nndivides 16412 . . . . . 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 12594 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
1413adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ0)
1512, 14nnexpcld 14369 . . . . . . . . . . . . . . 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 14369 . . . . . . . . . . . . . . 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 14369 . . . . . . . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑎 = (𝐴↑𝑘) → (𝑎↑𝑝) = ((𝐴↑𝑘)↑𝑝))
2524oveq1d 7427 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑎 = (𝐴↑𝑘) → ((𝑎↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)))
2625neeq1d 3015 . . . . . . . . . . . . . . . 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 3186 . . . . . . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑏 = (𝐵↑𝑘) → (𝑏↑𝑝) = ((𝐵↑𝑘)↑𝑝))
3029oveq2d 7428 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑏 = (𝐵↑𝑘) → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + (𝑏↑𝑝)) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)))
3130neeq1d 3015 . . . . . . . . . . . . . . . 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 3186 . . . . . . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑐 = (𝐶↑𝑘) → (𝑐↑𝑝) = ((𝐶↑𝑘)↑𝑝))
3534neeq2d 3016 . . . . . . . . . . . . . . . 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 3186 . . . . . . . . . . . . . 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 3592 . . . . . . . . . . . . 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 5107 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑝 = 𝑟 → (2 < 𝑝 ↔ 2 < 𝑟))
41 oveq2 7420 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑝 = 𝑟 → ((𝐴↑𝑘)↑𝑝) = ((𝐴↑𝑘)↑𝑟))
42 oveq2 7420 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑝 = 𝑟 → ((𝐵↑𝑘)↑𝑝) = ((𝐵↑𝑘)↑𝑟))
4341, 42oveq12d 7430 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑝 = 𝑟 → (((𝐴↑𝑘)↑𝑝) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑝)) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)))
44 oveq2 7420 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑝 = 𝑟 → ((𝐶↑𝑘)↑𝑝) = ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))
4543, 44neeq12d 3017 . . . . . . . . . . . . . . . 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 3573 . . . . . . . . . . . . . 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 12332 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
5554ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ)
561nnnn0d 12648 . . . . . . . . . . . . . . . 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 14272 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) = ((𝐴↑𝑘)↑𝑟))
6016nncnd 12332 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
6160ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℂ)
6261, 58, 14expmuld 14272 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵↑(𝑘 · 𝑟)) = ((𝐵↑𝑘)↑𝑟))
6359, 62oveq12d 7430 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) + (𝐵↑(𝑘 · 𝑟))) = (((𝐴↑𝑘)↑𝑟) + ((𝐵↑𝑘)↑𝑟)))
6419nncnd 12332 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
6564ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℂ)
6665, 58, 14expmuld 14272 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐶↑(𝑘 · 𝑟)) = ((𝐶↑𝑘)↑𝑟))
6763, 66neeq12d 3017 . . . . . . . . . . 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 7420 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) = (𝐴↑𝑁))
71 oveq2 7420 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (𝐵↑(𝑘 · 𝑟)) = (𝐵↑𝑁))
7270, 71oveq12d 7430 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → ((𝐴↑(𝑘 · 𝑟)) + (𝐵↑(𝑘 · 𝑟))) = ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)))
73 oveq2 7420 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 · 𝑟) = 𝑁 → (𝐶↑(𝑘 · 𝑟)) = (𝐶↑𝑁))
7472, 73neeq12d 3017 . . . . . . . . 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 3164 . . . . 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 3164 . 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 27976 . . . . . 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 12407 . . . . . . . 8 4 ∈ ℕ
895, 88jctil 529 . . . . . . 7 (𝜑 → (4 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
9089adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (4 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
91 nndivides 16412 . . . . . 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 14369 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑𝑘) ∈ ℕ)
9616ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℕ)
9796, 94nnexpcld 14369 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵↑𝑘) ∈ ℕ)
9819ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℕ)
9998, 94nnexpcld 14369 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐶↑𝑘) ∈ ℕ)
10095, 97, 99flt4 27973 . . . . . . . 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 12606 . . . . . . . . . . 11 4 ∈ ℕ0
103102a1i 11 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 4 ∈ ℕ0)
104101, 103, 94expmuld 14272 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴↑(𝑘 · 4)) = ((𝐴↑𝑘)↑4))
10516adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℕ)
106105nncnd 12332 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℂ)
107106adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℂ)
108107, 103, 94expmuld 14272 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐵↑(𝑘 · 4)) = ((𝐵↑𝑘)↑4))
109104, 108oveq12d 7430 . . . . . . . 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 14272 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐶↑(𝑘 · 4)) = ((𝐶↑𝑘)↑4))
112100, 109, 1113netr4d 3033 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴↑(𝑘 · 4)) + (𝐵↑(𝑘 · 4))) ≠ (𝐶↑(𝑘 · 4)))
113 oveq2 7420 . . . . . . . . 9 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → (𝐴↑(𝑘 · 4)) = (𝐴↑𝑁))
114 oveq2 7420 . . . . . . . . 9 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → (𝐵↑(𝑘 · 4)) = (𝐵↑𝑁))
115113, 114oveq12d 7430 . . . . . . . 8 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → ((𝐴↑(𝑘 · 4)) + (𝐵↑(𝑘 · 4))) = ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)))
116 oveq2 7420 . . . . . . . 8 ((𝑘 · 4) = 𝑁 → (𝐶↑(𝑘 · 4)) = (𝐶↑𝑁))
117115, 116neeq12d 3017 . . . . . . 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 3164 . . . . 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 3164 . 2 (𝜑 → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 = (2↑𝑛) → ((𝐴↑𝑁) + (𝐵↑𝑁)) ≠ (𝐶↑𝑁)))
123 fltoprmlem1 27975 . . 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 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∃wrex 3087   class class class wbr 5103  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  ℂcc 11179   + caddc 11184   · cmul 11186   < clt 11324  ℕcn 12316  2c2 12378  3c3 12379  4c4 12380  ℕ0cn0 12587  ℤ≥cuz 12946  ↑cexp 14184   ∥ cdvds 16402  ℙcprime 16826
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-er 8701  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-sup 9418  df-inf 9419  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-n0 12588  df-z 12675  df-uz 12947  df-q 13057  df-rp 13102  df-fz 13621  df-fl 13912  df-mod 13990  df-seq 14125  df-exp 14185  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-dvds 16403  df-gcd 16645  df-prm 16827  df-numer 16891  df-denom 16892  df-pc 16995
This theorem is used by:  fltoprmgt3  27978
  Copyright terms: Public domain W3C validator