MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  gausslemma2dlem7 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem gausslemma2dlem7 27319
Description: Lemma 7 for gausslemma2d 27320. (Contributed by AV, 13-Jul-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
gausslemma2d.p (𝜑𝑃 ∈ (ℙ ∖ {2}))
gausslemma2d.h 𝐻 = ((𝑃 − 1) / 2)
gausslemma2d.r 𝑅 = (𝑥 ∈ (1...𝐻) ↦ if((𝑥 · 2) < (𝑃 / 2), (𝑥 · 2), (𝑃 − (𝑥 · 2))))
gausslemma2d.m 𝑀 = (⌊‘(𝑃 / 4))
gausslemma2d.n 𝑁 = (𝐻𝑀)
Assertion
Ref Expression
gausslemma2dlem7 (𝜑 → (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃) = 1)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐻   𝑥,𝑃   𝜑,𝑥   𝑥,𝑀
Allowed substitution hints:   𝑅(𝑥)   𝑁(𝑥)

Proof of Theorem gausslemma2dlem7
StepHypRef Expression
1 gausslemma2d.p . . 3 (𝜑𝑃 ∈ (ℙ ∖ {2}))
2 gausslemma2d.h . . 3 𝐻 = ((𝑃 − 1) / 2)
3 gausslemma2d.r . . 3 𝑅 = (𝑥 ∈ (1...𝐻) ↦ if((𝑥 · 2) < (𝑃 / 2), (𝑥 · 2), (𝑃 − (𝑥 · 2))))
4 gausslemma2d.m . . 3 𝑀 = (⌊‘(𝑃 / 4))
5 gausslemma2d.n . . 3 𝑁 = (𝐻𝑀)
61, 2, 3, 4, 5gausslemma2dlem6 27318 . 2 (𝜑 → ((!‘𝐻) mod 𝑃) = ((((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) · (!‘𝐻)) mod 𝑃))
71, 2gausslemma2dlem0b 27303 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐻 ∈ ℕ)
87nnnn0d 12563 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐻 ∈ ℕ0)
98faccld 14276 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (!‘𝐻) ∈ ℕ)
109nncnd 12259 . . . . . . . 8 (𝜑 → (!‘𝐻) ∈ ℂ)
1110mullidd 11263 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 · (!‘𝐻)) = (!‘𝐻))
1211eqcomd 2734 . . . . . 6 (𝜑 → (!‘𝐻) = (1 · (!‘𝐻)))
1312oveq1d 7435 . . . . 5 (𝜑 → ((!‘𝐻) mod 𝑃) = ((1 · (!‘𝐻)) mod 𝑃))
1413eqeq1d 2730 . . . 4 (𝜑 → (((!‘𝐻) mod 𝑃) = ((((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) · (!‘𝐻)) mod 𝑃) ↔ ((1 · (!‘𝐻)) mod 𝑃) = ((((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) · (!‘𝐻)) mod 𝑃)))
15 1zzd 12624 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
16 neg1z 12629 . . . . . . 7 -1 ∈ ℤ
171, 4, 2, 5gausslemma2dlem0h 27309 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
18 zexpcl 14074 . . . . . . 7 ((-1 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (-1↑𝑁) ∈ ℤ)
1916, 17, 18sylancr 586 . . . . . 6 (𝜑 → (-1↑𝑁) ∈ ℤ)
20 2z 12625 . . . . . . 7 2 ∈ ℤ
21 zexpcl 14074 . . . . . . 7 ((2 ∈ ℤ ∧ 𝐻 ∈ ℕ0) → (2↑𝐻) ∈ ℤ)
2220, 8, 21sylancr 586 . . . . . 6 (𝜑 → (2↑𝐻) ∈ ℤ)
2319, 22zmulcld 12703 . . . . 5 (𝜑 → ((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) ∈ ℤ)
249nnzd 12616 . . . . 5 (𝜑 → (!‘𝐻) ∈ ℤ)
25 eldifi 4125 . . . . . 6 (𝑃 ∈ (ℙ ∖ {2}) → 𝑃 ∈ ℙ)
26 prmnn 16645 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
271, 25, 263syl 18 . . . . 5 (𝜑𝑃 ∈ ℕ)
281, 2gausslemma2dlem0c 27304 . . . . 5 (𝜑 → ((!‘𝐻) gcd 𝑃) = 1)
29 cncongrcoprm 16641 . . . . 5 (((1 ∈ ℤ ∧ ((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) ∈ ℤ ∧ (!‘𝐻) ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝐻) gcd 𝑃) = 1)) → (((1 · (!‘𝐻)) mod 𝑃) = ((((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) · (!‘𝐻)) mod 𝑃) ↔ (1 mod 𝑃) = (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃)))
3015, 23, 24, 27, 28, 29syl32anc 1376 . . . 4 (𝜑 → (((1 · (!‘𝐻)) mod 𝑃) = ((((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) · (!‘𝐻)) mod 𝑃) ↔ (1 mod 𝑃) = (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃)))
3114, 30bitrd 279 . . 3 (𝜑 → (((!‘𝐻) mod 𝑃) = ((((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) · (!‘𝐻)) mod 𝑃) ↔ (1 mod 𝑃) = (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃)))
32 simpr 484 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (1 mod 𝑃) = (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃)) → (1 mod 𝑃) = (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃))
3326nnred 12258 . . . . . . . . 9 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℝ)
34 prmgt1 16668 . . . . . . . . 9 (𝑃 ∈ ℙ → 1 < 𝑃)
3533, 34jca 511 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑃))
3625, 35syl 17 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ (ℙ ∖ {2}) → (𝑃 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑃))
37 1mod 13901 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝑃) → (1 mod 𝑃) = 1)
381, 36, 373syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (1 mod 𝑃) = 1)
3938adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (1 mod 𝑃) = (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃)) → (1 mod 𝑃) = 1)
4032, 39eqtr3d 2770 . . . 4 ((𝜑 ∧ (1 mod 𝑃) = (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃)) → (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃) = 1)
4140ex 412 . . 3 (𝜑 → ((1 mod 𝑃) = (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃) → (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃) = 1))
4231, 41sylbid 239 . 2 (𝜑 → (((!‘𝐻) mod 𝑃) = ((((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) · (!‘𝐻)) mod 𝑃) → (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃) = 1))
436, 42mpd 15 1 (𝜑 → (((-1↑𝑁) · (2↑𝐻)) mod 𝑃) = 1)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 395   = wceq 1534  wcel 2099  cdif 3944  ifcif 4529  {csn 4629   class class class wbr 5148  cmpt 5231  cfv 6548  (class class class)co 7420  cr 11138  1c1 11140   · cmul 11144   < clt 11279  cmin 11475  -cneg 11476   / cdiv 11902  cn 12243  2c2 12298  4c4 12300  0cn0 12503  cz 12589  ...cfz 13517  cfl 13788   mod cmo 13867  cexp 14059  !cfa 14265   gcd cgcd 16469  cprime 16642
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7740  ax-inf2 9665  ax-cnex 11195  ax-resscn 11196  ax-1cn 11197  ax-icn 11198  ax-addcl 11199  ax-addrcl 11200  ax-mulcl 11201  ax-mulrcl 11202  ax-mulcom 11203  ax-addass 11204  ax-mulass 11205  ax-distr 11206  ax-i2m1 11207  ax-1ne0 11208  ax-1rid 11209  ax-rnegex 11210  ax-rrecex 11211  ax-cnre 11212  ax-pre-lttri 11213  ax-pre-lttrn 11214  ax-pre-ltadd 11215  ax-pre-mulgt0 11216  ax-pre-sup 11217
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3373  df-reu 3374  df-rab 3430  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4909  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-se 5634  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6500  df-fun 6550  df-fn 6551  df-f 6552  df-f1 6553  df-fo 6554  df-f1o 6555  df-fv 6556  df-isom 6557  df-riota 7376  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7871  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8392  df-rdg 8431  df-1o 8487  df-2o 8488  df-er 8725  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-sup 9466  df-inf 9467  df-oi 9534  df-card 9963  df-pnf 11281  df-mnf 11282  df-xr 11283  df-ltxr 11284  df-le 11285  df-sub 11477  df-neg 11478  df-div 11903  df-nn 12244  df-2 12306  df-3 12307  df-4 12308  df-5 12309  df-6 12310  df-n0 12504  df-z 12590  df-uz 12854  df-rp 13008  df-ioo 13361  df-fz 13518  df-fzo 13661  df-fl 13790  df-mod 13868  df-seq 14000  df-exp 14060  df-fac 14266  df-hash 14323  df-cj 15079  df-re 15080  df-im 15081  df-sqrt 15215  df-abs 15216  df-clim 15465  df-prod 15883  df-dvds 16232  df-gcd 16470  df-prm 16643
This theorem is referenced by:  gausslemma2d  27320
  Copyright terms: Public domain W3C validator