Proof of Theorem goldbachthlem2
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | fmtnonn 44871 |
. . . . . 6
⊢ (𝑁 ∈ ℕ0
→ (FermatNo‘𝑁)
∈ ℕ) |
2 | 1 | nnzd 12354 |
. . . . 5
⊢ (𝑁 ∈ ℕ0
→ (FermatNo‘𝑁)
∈ ℤ) |
3 | | fmtnonn 44871 |
. . . . . 6
⊢ (𝑀 ∈ ℕ0
→ (FermatNo‘𝑀)
∈ ℕ) |
4 | 3 | nnzd 12354 |
. . . . 5
⊢ (𝑀 ∈ ℕ0
→ (FermatNo‘𝑀)
∈ ℤ) |
5 | 2, 4 | anim12ci 613 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0) → ((FermatNo‘𝑀) ∈ ℤ ∧ (FermatNo‘𝑁) ∈
ℤ)) |
6 | 5 | 3adant3 1130 |
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((FermatNo‘𝑀) ∈
ℤ ∧ (FermatNo‘𝑁) ∈ ℤ)) |
7 | | gcddvds 16138 |
. . 3
⊢
(((FermatNo‘𝑀)
∈ ℤ ∧ (FermatNo‘𝑁) ∈ ℤ) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑀) ∧
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑁))) |
8 | 6, 7 | syl 17 |
. 2
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑀) ∧
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑁))) |
9 | | goldbachthlem1 44885 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(FermatNo‘𝑀) ∥
((FermatNo‘𝑁) −
2)) |
10 | | gcdcl 16141 |
. . . . . . 7
⊢
(((FermatNo‘𝑀)
∈ ℤ ∧ (FermatNo‘𝑁) ∈ ℤ) →
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∈
ℕ0) |
11 | 6, 10 | syl 17 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∈
ℕ0) |
12 | 11 | nn0zd 12353 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∈
ℤ) |
13 | 4 | 3ad2ant2 1132 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(FermatNo‘𝑀) ∈
ℤ) |
14 | | 2z 12282 |
. . . . . . . 8
⊢ 2 ∈
ℤ |
15 | 14 | a1i 11 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑁 ∈ ℕ0
→ 2 ∈ ℤ) |
16 | 2, 15 | zsubcld 12360 |
. . . . . 6
⊢ (𝑁 ∈ ℕ0
→ ((FermatNo‘𝑁)
− 2) ∈ ℤ) |
17 | 16 | 3ad2ant1 1131 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((FermatNo‘𝑁) −
2) ∈ ℤ) |
18 | | dvdstr 15931 |
. . . . 5
⊢
((((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∈ ℤ ∧
(FermatNo‘𝑀) ∈
ℤ ∧ ((FermatNo‘𝑁) − 2) ∈ ℤ) →
((((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑀) ∧
(FermatNo‘𝑀) ∥
((FermatNo‘𝑁) −
2)) → ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ ((FermatNo‘𝑁) − 2))) |
19 | 12, 13, 17, 18 | syl3anc 1369 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑀) ∧
(FermatNo‘𝑀) ∥
((FermatNo‘𝑁) −
2)) → ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ ((FermatNo‘𝑁) − 2))) |
20 | 9, 19 | mpan2d 690 |
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑀) →
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
((FermatNo‘𝑁) −
2))) |
21 | 2 | 3ad2ant1 1131 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(FermatNo‘𝑁) ∈
ℤ) |
22 | | dvds2sub 15928 |
. . . . . 6
⊢
((((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∈ ℤ ∧
(FermatNo‘𝑁) ∈
ℤ ∧ ((FermatNo‘𝑁) − 2) ∈ ℤ) →
((((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑁) ∧
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
((FermatNo‘𝑁) −
2)) → ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ ((FermatNo‘𝑁) − ((FermatNo‘𝑁) − 2)))) |
23 | 12, 21, 17, 22 | syl3anc 1369 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑁) ∧
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
((FermatNo‘𝑁) −
2)) → ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ ((FermatNo‘𝑁) − ((FermatNo‘𝑁) − 2)))) |
24 | 23 | ancomsd 465 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
((FermatNo‘𝑁) −
2) ∧ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ (FermatNo‘𝑁)) → ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ ((FermatNo‘𝑁) − ((FermatNo‘𝑁) − 2)))) |
25 | 1 | nncnd 11919 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑁 ∈ ℕ0
→ (FermatNo‘𝑁)
∈ ℂ) |
26 | 25 | 3ad2ant1 1131 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(FermatNo‘𝑁) ∈
ℂ) |
27 | | 2cnd 11981 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) → 2 ∈
ℂ) |
28 | 26, 27 | nncand 11267 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((FermatNo‘𝑁) −
((FermatNo‘𝑁) −
2)) = 2) |
29 | 28 | breq2d 5082 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
((FermatNo‘𝑁) −
((FermatNo‘𝑁) −
2)) ↔ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ 2)) |
30 | | 2prm 16325 |
. . . . . . 7
⊢ 2 ∈
ℙ |
31 | 1, 3 | anim12ci 613 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0) → ((FermatNo‘𝑀) ∈ ℕ ∧ (FermatNo‘𝑁) ∈
ℕ)) |
32 | 31 | 3adant3 1130 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((FermatNo‘𝑀) ∈
ℕ ∧ (FermatNo‘𝑁) ∈ ℕ)) |
33 | | gcdnncl 16142 |
. . . . . . . 8
⊢
(((FermatNo‘𝑀)
∈ ℕ ∧ (FermatNo‘𝑁) ∈ ℕ) →
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∈
ℕ) |
34 | 32, 33 | syl 17 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∈
ℕ) |
35 | | dvdsprime 16320 |
. . . . . . 7
⊢ ((2
∈ ℙ ∧ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∈ ℕ) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
2 ↔ (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 2 ∨ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 1))) |
36 | 30, 34, 35 | sylancr 586 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
2 ↔ (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 2 ∨ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 1))) |
37 | 5, 7 | syl 17 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0) → (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ (FermatNo‘𝑀) ∧ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ (FermatNo‘𝑁))) |
38 | | breq1 5073 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢
(((FermatNo‘𝑀)
gcd (FermatNo‘𝑁)) = 2
→ (((FermatNo‘𝑀)
gcd (FermatNo‘𝑁))
∥ (FermatNo‘𝑁)
↔ 2 ∥ (FermatNo‘𝑁))) |
39 | 38 | adantl 481 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0) ∧ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 2) → (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ (FermatNo‘𝑁) ↔ 2 ∥
(FermatNo‘𝑁))) |
40 | | fmtnoodd 44873 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑁 ∈ ℕ0
→ ¬ 2 ∥ (FermatNo‘𝑁)) |
41 | 40 | pm2.21d 121 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑁 ∈ ℕ0
→ (2 ∥ (FermatNo‘𝑁) → ((FermatNo‘𝑁) gcd (FermatNo‘𝑀)) = 1)) |
42 | 41 | ad2antrr 722 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0) ∧ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 2) → (2 ∥
(FermatNo‘𝑁) →
((FermatNo‘𝑁) gcd
(FermatNo‘𝑀)) =
1)) |
43 | 39, 42 | sylbid 239 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0) ∧ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 2) → (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ (FermatNo‘𝑁) → ((FermatNo‘𝑁) gcd (FermatNo‘𝑀)) = 1)) |
44 | 43 | ex 412 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0) → (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 2 → (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ (FermatNo‘𝑁) → ((FermatNo‘𝑁) gcd (FermatNo‘𝑀)) = 1))) |
45 | 44 | com23 86 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0) → (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ (FermatNo‘𝑁) → (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 2 → ((FermatNo‘𝑁) gcd (FermatNo‘𝑀)) = 1))) |
46 | 45 | adantld 490 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0) → ((((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ (FermatNo‘𝑀) ∧ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ (FermatNo‘𝑁)) → (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 2 →
((FermatNo‘𝑁) gcd
(FermatNo‘𝑀)) =
1))) |
47 | 37, 46 | mpd 15 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0) → (((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) = 2 → ((FermatNo‘𝑁) gcd (FermatNo‘𝑀)) = 1)) |
48 | 47 | 3adant3 1130 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) = 2
→ ((FermatNo‘𝑁)
gcd (FermatNo‘𝑀)) =
1)) |
49 | | gcdcom 16148 |
. . . . . . . . . 10
⊢
(((FermatNo‘𝑀)
∈ ℤ ∧ (FermatNo‘𝑁) ∈ ℤ) →
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) =
((FermatNo‘𝑁) gcd
(FermatNo‘𝑀))) |
50 | 6, 49 | syl 17 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) =
((FermatNo‘𝑁) gcd
(FermatNo‘𝑀))) |
51 | 50 | eqeq1d 2740 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) = 1
↔ ((FermatNo‘𝑁)
gcd (FermatNo‘𝑀)) =
1)) |
52 | 51 | biimpd 228 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) = 1
→ ((FermatNo‘𝑁)
gcd (FermatNo‘𝑀)) =
1)) |
53 | 48, 52 | jaod 855 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) = 2
∨ ((FermatNo‘𝑀)
gcd (FermatNo‘𝑁)) =
1) → ((FermatNo‘𝑁) gcd (FermatNo‘𝑀)) = 1)) |
54 | 36, 53 | sylbid 239 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
2 → ((FermatNo‘𝑁) gcd (FermatNo‘𝑀)) = 1)) |
55 | 29, 54 | sylbid 239 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
(((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
((FermatNo‘𝑁) −
((FermatNo‘𝑁) −
2)) → ((FermatNo‘𝑁) gcd (FermatNo‘𝑀)) = 1)) |
56 | 24, 55 | syld 47 |
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
((FermatNo‘𝑁) −
2) ∧ ((FermatNo‘𝑀) gcd (FermatNo‘𝑁)) ∥ (FermatNo‘𝑁)) → ((FermatNo‘𝑁) gcd (FermatNo‘𝑀)) = 1)) |
57 | 20, 56 | syland 602 |
. 2
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑀) ∧
((FermatNo‘𝑀) gcd
(FermatNo‘𝑁)) ∥
(FermatNo‘𝑁)) →
((FermatNo‘𝑁) gcd
(FermatNo‘𝑀)) =
1)) |
58 | 8, 57 | mpd 15 |
1
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ 𝑀 ∈
ℕ0 ∧ 𝑀
< 𝑁) →
((FermatNo‘𝑁) gcd
(FermatNo‘𝑀)) =
1) |