Theorem isppw 27040

Description: Two ways to say that 𝐴 is a prime power. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Apr-2016.)

Assertion

Ref	Expression
isppw	⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ((Λ‘𝐴) ≠ 0 ↔ ∃!𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ 𝐴))

Distinct variable group:   𝐴,𝑝

Proof of Theorem isppw

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2729	. . . 4 ⊢ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} = {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}
2	1	vmaval 27039	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (Λ‘𝐴) = if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0))
3	2	neeq1d 2984	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ((Λ‘𝐴) ≠ 0 ↔ if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0))
4		reuen1 8958	. . 3 ⊢ (∃!𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ 𝐴 ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o)
5		hash1 14329	. . . . . . . . . 10 ⊢ (♯‘1o) = 1
6	5	eqeq2i 2742	. . . . . . . . 9 ⊢ ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = (♯‘1o) ↔ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1)
7		prmdvdsfi 27033	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ Fin)
8		1onn 8565	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1o ∈ ω
9		nnfi 9091	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1o ∈ ω → 1o ∈ Fin)
10	8, 9	ax-mp 5	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1o ∈ Fin
11		hashen 14272	. . . . . . . . . 10 ⊢ (({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ Fin ∧ 1o ∈ Fin) → ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = (♯‘1o) ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o))
12	7, 10, 11	sylancl 586	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = (♯‘1o) ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o))
13	6, 12	bitr3id 285	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1 ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o))
14	13	biimpar 477	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1)
15	14	iftrued 4486	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) = (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}))
16		simpr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o)
17		en1b 8957	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} = {∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}})
18	16, 17	sylib 218	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} = {∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}})
19		ssrab2 4033	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ⊆ ℙ
20	18, 19	eqsstrrdi 3983	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → {∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}} ⊆ ℙ)
21	7	uniexd 7682	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ V)
22	21	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ V)
23		snssg 4737	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ V → (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℙ ↔ {∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}} ⊆ ℙ))
24	22, 23	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℙ ↔ {∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}} ⊆ ℙ))
25	20, 24	mpbird 257	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℙ)
26		prmuz2 16625	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℙ → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ (ℤ≥‘2))
27	25, 26	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ (ℤ≥‘2))
28		eluzelre 12764	. . . . . . . . 9 ⊢ (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ (ℤ≥‘2) → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℝ)
29	27, 28	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℝ)
30		eluz2gt1 12839	. . . . . . . . 9 ⊢ (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ (ℤ≥‘2) → 1 < ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴})
31	27, 30	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → 1 < ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴})
32	29, 31	rplogcld 26554	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) ∈ ℝ+)
33	32	rpne0d 12960	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) ≠ 0)
34	15, 33	eqnetrd 2992	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0)
35	34	ex 412	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o → if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0))
36		iffalse 4487	. . . . . 6 ⊢ (¬ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1 → if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) = 0)
37	36	necon1ai 2952	. . . . 5 ⊢ (if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0 → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1)
38	37, 13	imbitrid 244	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0 → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o))
39	35, 38	impbid 212	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o ↔ if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0))
40	4, 39	bitrid 283	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (∃!𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ 𝐴 ↔ if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0))
41	3, 40	bitr4d 282	1 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ((Λ‘𝐴) ≠ 0 ↔ ∃!𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ 𝐴))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2925  ∃!wreu 3343  {crab 3396  Vcvv 3438   ⊆ wss 3905  ifcif 4478  {csn 4579  ∪ cuni 4861   class class class wbr 5095  ‘cfv 6486  ωcom 7806  1_oc1o 8388   ≈ cen 8876  Fincfn 8879  ℝcr 11027  0cc0 11028  1c1 11029   < clt 11168  ℕcn 12146  2c2 12201  ℤ_≥cuz 12753  ♯chash 14255   ∥ cdvds 16181  ℙcprime 16600  logclog 26479  Λcvma 27018

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5221  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7675  ax-inf2 9556  ax-cnex 11084  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105  ax-pre-sup 11106  ax-addf 11107

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3397  df-v 3440  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4479  df-pw 4555  df-sn 4580  df-pr 4582  df-tp 4584  df-op 4586  df-uni 4862  df-int 4900  df-iun 4946  df-iin 4947  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  df-id 5518  df-eprel 5523  df-po 5531  df-so 5532  df-fr 5576  df-se 5577  df-we 5578  df-xp 5629  df-rel 5630  df-cnv 5631  df-co 5632  df-dm 5633  df-rn 5634  df-res 5635  df-ima 5636  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-lim 6316  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-isom 6495  df-riota 7310  df-ov 7356  df-oprab 7357  df-mpo 7358  df-of 7617  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-supp 8101  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-2o 8396  df-oadd 8399  df-er 8632  df-map 8762  df-pm 8763  df-ixp 8832  df-en 8880  df-dom 8881  df-sdom 8882  df-fin 8883  df-fsupp 9271  df-fi 9320  df-sup 9351  df-inf 9352  df-oi 9421  df-dju 9816  df-card 9854  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11367  df-neg 11368  df-div 11796  df-nn 12147  df-2 12209  df-3 12210  df-4 12211  df-5 12212  df-6 12213  df-7 12214  df-8 12215  df-9 12216  df-n0 12403  df-z 12490  df-dec 12610  df-uz 12754  df-q 12868  df-rp 12912  df-xneg 13032  df-xadd 13033  df-xmul 13034  df-ioo 13270  df-ioc 13271  df-ico 13272  df-icc 13273  df-fz 13429  df-fzo 13576  df-fl 13714  df-mod 13792  df-seq 13927  df-exp 13987  df-fac 14199  df-bc 14228  df-hash 14256  df-shft 14992  df-cj 15024  df-re 15025  df-im 15026  df-sqrt 15160  df-abs 15161  df-limsup 15396  df-clim 15413  df-rlim 15414  df-sum 15612  df-ef 15992  df-sin 15994  df-cos 15995  df-pi 15997  df-dvds 16182  df-prm 16601  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17139  df-ress 17160  df-plusg 17192  df-mulr 17193  df-starv 17194  df-sca 17195  df-vsca 17196  df-ip 17197  df-tset 17198  df-ple 17199  df-ds 17201  df-unif 17202  df-hom 17203  df-cco 17204  df-rest 17344  df-topn 17345  df-0g 17363  df-gsum 17364  df-topgen 17365  df-pt 17366  df-prds 17369  df-xrs 17424  df-qtop 17429  df-imas 17430  df-xps 17432  df-mre 17506  df-mrc 17507  df-acs 17509  df-mgm 18532  df-sgrp 18611  df-mnd 18627  df-submnd 18676  df-mulg 18965  df-cntz 19214  df-cmn 19679  df-psmet 21271  df-xmet 21272  df-met 21273  df-bl 21274  df-mopn 21275  df-fbas 21276  df-fg 21277  df-cnfld 21280  df-top 22797  df-topon 22814  df-topsp 22836  df-bases 22849  df-cld 22922  df-ntr 22923  df-cls 22924  df-nei 23001  df-lp 23039  df-perf 23040  df-cn 23130  df-cnp 23131  df-haus 23218  df-tx 23465  df-hmeo 23658  df-fil 23749  df-fm 23841  df-flim 23842  df-flf 23843  df-xms 24224  df-ms 24225  df-tms 24226  df-cncf 24787  df-limc 25783  df-dv 25784  df-log 26481  df-vma 27024

This theorem is referenced by:  isppw2  27041