Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fpprwppr Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fpprwppr 46486
Description: A Fermat pseudoprime to the base ๐‘ is a weak pseudoprime (see Wikipedia "Fermat pseudoprime", 29-May-2023, https://en.wikipedia.org/wiki/Fermat_pseudoprime. (Contributed by AV, 31-May-2023.)
Assertion
Ref Expression
fpprwppr (๐‘‹ โˆˆ ( FPPr โ€˜๐‘) โ†’ ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹))

Proof of Theorem fpprwppr
StepHypRef Expression
1 fpprbasnn 46476 . 2 (๐‘‹ โˆˆ ( FPPr โ€˜๐‘) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
2 fpprel 46475 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘‹ โˆˆ ( FPPr โ€˜๐‘) โ†” (๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4) โˆง ๐‘‹ โˆ‰ โ„™ โˆง ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹) = 1)))
3 nnz 12581 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
4 eluz4nn 12872 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„•)
5 nnm1nn0 12515 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘‹ โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘‹ โˆ’ 1) โˆˆ โ„•0)
64, 5syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4) โ†’ (๐‘‹ โˆ’ 1) โˆˆ โ„•0)
7 zexpcl 14044 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง (๐‘‹ โˆ’ 1) โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) โˆˆ โ„ค)
83, 6, 7syl2an 596 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) โˆˆ โ„ค)
98zred 12668 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) โˆˆ โ„)
104nnrpd 13016 . . . . . . . . . . 11 (๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„+)
1110adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„+)
129, 11modcld 13842 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹) โˆˆ โ„)
1312recnd 11244 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹) โˆˆ โ„‚)
14 1cnd 11211 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
15 nncn 12222 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
1615adantr 481 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
17 nnne0 12248 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โ‰  0)
1817adantr 481 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ๐‘ โ‰  0)
1913, 14, 16, 18mulcand 11849 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ((๐‘ ยท ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹)) = (๐‘ ยท 1) โ†” ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹) = 1))
20 oveq1 7418 . . . . . . . 8 ((๐‘ ยท ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹)) = (๐‘ ยท 1) โ†’ ((๐‘ ยท ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹)) mod ๐‘‹) = ((๐‘ ยท 1) mod ๐‘‹))
213adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
22 modmulmodr 13904 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„+) โ†’ ((๐‘ ยท ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹)) mod ๐‘‹) = ((๐‘ ยท (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1))) mod ๐‘‹))
2321, 9, 11, 22syl3anc 1371 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ((๐‘ ยท ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹)) mod ๐‘‹) = ((๐‘ ยท (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1))) mod ๐‘‹))
2423eqeq1d 2734 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (((๐‘ ยท ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹)) mod ๐‘‹) = ((๐‘ ยท 1) mod ๐‘‹) โ†” ((๐‘ ยท (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1))) mod ๐‘‹) = ((๐‘ ยท 1) mod ๐‘‹)))
258zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) โˆˆ โ„‚)
2616, 25mulcomd 11237 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (๐‘ ยท (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1))) = ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) ยท ๐‘))
27 expm1t 14058 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐‘ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘โ†‘๐‘‹) = ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) ยท ๐‘))
2827eqcomd 2738 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐‘ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) ยท ๐‘) = (๐‘โ†‘๐‘‹))
2915, 4, 28syl2an 596 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) ยท ๐‘) = (๐‘โ†‘๐‘‹))
3026, 29eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (๐‘ ยท (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1))) = (๐‘โ†‘๐‘‹))
3130oveq1d 7426 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ((๐‘ ยท (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1))) mod ๐‘‹) = ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹))
3215mulridd 11233 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘ ยท 1) = ๐‘)
3332adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (๐‘ ยท 1) = ๐‘)
3433oveq1d 7426 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ((๐‘ ยท 1) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹))
3531, 34eqeq12d 2748 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (((๐‘ ยท (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1))) mod ๐‘‹) = ((๐‘ ยท 1) mod ๐‘‹) โ†” ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹)))
3635biimpd 228 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (((๐‘ ยท (๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1))) mod ๐‘‹) = ((๐‘ ยท 1) mod ๐‘‹) โ†’ ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹)))
3724, 36sylbid 239 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (((๐‘ ยท ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹)) mod ๐‘‹) = ((๐‘ ยท 1) mod ๐‘‹) โ†’ ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹)))
3820, 37syl5 34 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ ((๐‘ ยท ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹)) = (๐‘ ยท 1) โ†’ ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹)))
3919, 38sylbird 259 . . . . . 6 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹) = 1 โ†’ ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹)))
4039a1d 25 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4)) โ†’ (๐‘‹ โˆ‰ โ„™ โ†’ (((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹) = 1 โ†’ ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹))))
4140ex 413 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4) โ†’ (๐‘‹ โˆ‰ โ„™ โ†’ (((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹) = 1 โ†’ ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹)))))
42413impd 1348 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((๐‘‹ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜4) โˆง ๐‘‹ โˆ‰ โ„™ โˆง ((๐‘โ†‘(๐‘‹ โˆ’ 1)) mod ๐‘‹) = 1) โ†’ ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹)))
432, 42sylbid 239 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘‹ โˆˆ ( FPPr โ€˜๐‘) โ†’ ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹)))
441, 43mpcom 38 1 (๐‘‹ โˆˆ ( FPPr โ€˜๐‘) โ†’ ((๐‘โ†‘๐‘‹) mod ๐‘‹) = (๐‘ mod ๐‘‹))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 396   โˆง w3a 1087   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2940   โˆ‰ wnel 3046  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  โ„‚cc 11110  โ„cr 11111  0cc0 11112  1c1 11113   ยท cmul 11117   โˆ’ cmin 11446  โ„•cn 12214  4c4 12271  โ„•0cn0 12474  โ„คcz 12560  โ„คโ‰ฅcuz 12824  โ„+crp 12976   mod cmo 13836  โ†‘cexp 14029  โ„™cprime 16610   FPPr cfppr 46471
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  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 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11252  df-mnf 11253  df-xr 11254  df-ltxr 11255  df-le 11256  df-sub 11448  df-neg 11449  df-div 11874  df-nn 12215  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-n0 12475  df-z 12561  df-uz 12825  df-rp 12977  df-fl 13759  df-mod 13837  df-seq 13969  df-exp 14030  df-dvds 16200  df-fppr 46472
This theorem is referenced by:  fpprwpprb  46487  fpprel2  46488  nfermltl2rev  46490
  Copyright terms: Public domain W3C validator