Theorem fpprmod 45179

Description: The set of Fermat pseudoprimes to the base 𝑁, expressed by a modulo operation instead of the divisibility relation. (Contributed by AV, 30-May-2023.)

Assertion

Ref	Expression
fpprmod	⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ( FPPr ‘𝑁) = {𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) ∣ (𝑥 ∉ ℙ ∧ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) mod 𝑥) = 1)})

Distinct variable group:   𝑥,𝑁

Proof of Theorem fpprmod

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fppr 45178	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ( FPPr ‘𝑁) = {𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) ∣ (𝑥 ∉ ℙ ∧ 𝑥 ∥ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) − 1))})
2		eluz4eluz2 12625	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘2))
3		nnz 12342	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
4		eluz4nn 12626	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝑥 ∈ ℕ)
5		nnm1nn0 12274	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℕ → (𝑥 − 1) ∈ ℕ0)
6	4, 5	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) → (𝑥 − 1) ∈ ℕ0)
7		zexpcl 13797	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑥 − 1) ∈ ℕ0) → (𝑁↑(𝑥 − 1)) ∈ ℤ)
8	3, 6, 7	syl2an 596	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝑁↑(𝑥 − 1)) ∈ ℤ)
9		modm1div 15975	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁↑(𝑥 − 1)) ∈ ℤ) → (((𝑁↑(𝑥 − 1)) mod 𝑥) = 1 ↔ 𝑥 ∥ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) − 1)))
10	2, 8, 9	syl2an2 683	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘4)) → (((𝑁↑(𝑥 − 1)) mod 𝑥) = 1 ↔ 𝑥 ∥ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) − 1)))
11	10	bicomd 222	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝑥 ∥ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) − 1) ↔ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) mod 𝑥) = 1))
12	11	anbi2d 629	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘4)) → ((𝑥 ∉ ℙ ∧ 𝑥 ∥ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) − 1)) ↔ (𝑥 ∉ ℙ ∧ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) mod 𝑥) = 1)))
13	12	rabbidva 3413	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → {𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) ∣ (𝑥 ∉ ℙ ∧ 𝑥 ∥ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) − 1))} = {𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) ∣ (𝑥 ∉ ℙ ∧ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) mod 𝑥) = 1)})
14	1, 13	eqtrd 2778	1 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ( FPPr ‘𝑁) = {𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) ∣ (𝑥 ∉ ℙ ∧ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) mod 𝑥) = 1)})

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   ∉ wnel 3049  {crab 3068   class class class wbr 5074  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275  1c1 10872   − cmin 11205  ℕcn 11973  2c2 12028  4c4 12030  ℕ₀cn0 12233  ℤcz 12319  ℤ_≥cuz 12582   mod cmo 13589  ↑cexp 13782   ∥ cdvds 15963  ℙcprime 16376   FPPr cfppr 45176

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-pre-sup 10949

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-er 8498  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-sup 9201  df-inf 9202  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-rp 12731  df-fl 13512  df-mod 13590  df-seq 13722  df-exp 13783  df-dvds 15964  df-fppr 45177

This theorem is referenced by:  fpprel  45180