Theorem fpprmod 45067

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 45066	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ( FPPr ‘𝑁) = {𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) ∣ (𝑥 ∉ ℙ ∧ 𝑥 ∥ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) − 1))})
2		eluz4eluz2 12554	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘2))
3		nnz 12272	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
4		eluz4nn 12555	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝑥 ∈ ℕ)
5		nnm1nn0 12204	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℕ → (𝑥 − 1) ∈ ℕ0)
6	4, 5	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘4) → (𝑥 − 1) ∈ ℕ0)
7		zexpcl 13725	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑥 − 1) ∈ ℕ0) → (𝑁↑(𝑥 − 1)) ∈ ℤ)
8	3, 6, 7	syl2an 595	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝑁↑(𝑥 − 1)) ∈ ℤ)
9		modm1div 15903	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁↑(𝑥 − 1)) ∈ ℤ) → (((𝑁↑(𝑥 − 1)) mod 𝑥) = 1 ↔ 𝑥 ∥ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) − 1)))
10	2, 8, 9	syl2an2 682	. . . . 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 628	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘4)) → ((𝑥 ∉ ℙ ∧ 𝑥 ∥ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) − 1)) ↔ (𝑥 ∉ ℙ ∧ ((𝑁↑(𝑥 − 1)) mod 𝑥) = 1)))
13	12	rabbidva 3402	. 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 395   = wceq 1539   ∈ wcel 2108   ∉ wnel 3048  {crab 3067   class class class wbr 5070  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  1c1 10803   − cmin 11135  ℕcn 11903  2c2 11958  4c4 11960  ℕ₀cn0 12163  ℤcz 12249  ℤ_≥cuz 12511   mod cmo 13517  ↑cexp 13710   ∥ cdvds 15891  ℙcprime 16304   FPPr cfppr 45064

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879  ax-pre-sup 10880

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-er 8456  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-sup 9131  df-inf 9132  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-div 11563  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-4 11968  df-n0 12164  df-z 12250  df-uz 12512  df-rp 12660  df-fl 13440  df-mod 13518  df-seq 13650  df-exp 13711  df-dvds 15892  df-fppr 45065

This theorem is referenced by:  fpprel  45068