Theorem isppw 27308

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 2766	. . . 4 ⊢ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} = {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}
2	1	vmaval 27307	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (Λ‘𝐴) = if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0))
3	2	neeq1d 3020	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ((Λ‘𝐴) ≠ 0 ↔ if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0))
4		reuen1 9032	. . 3 ⊢ (∃!𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ 𝐴 ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o)
5		hash1 14460	. . . . . . . . . 10 ⊢ (♯‘1o) = 1
6	5	eqeq2i 2779	. . . . . . . . 9 ⊢ ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = (♯‘1o) ↔ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1)
7		prmdvdsfi 27301	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ Fin)
8		1onn 8635	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1o ∈ ω
9		nnfi 9162	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1o ∈ ω → 1o ∈ Fin)
10	8, 9	ax-mp 5	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1o ∈ Fin
11		hashen 14403	. . . . . . . . . 10 ⊢ (({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ Fin ∧ 1o ∈ Fin) → ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = (♯‘1o) ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o))
12	7, 10, 11	sylancl 598	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = (♯‘1o) ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o))
13	6, 12	bitr3id 288	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1 ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o))
14	13	biimpar 483	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1)
15	14	iftrued 4500	. . . . . 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		en1b 9031	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} = {∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}})
17	16	bilani 510	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} = {∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}})
18		ssrab2 4037	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ⊆ ℙ
19	17, 18	eqsstrrdi 3985	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → {∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}} ⊆ ℙ)
20	7	uniexd 7753	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ V)
21	20	adantr 486	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ V)
22		snssg 4754	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ V → (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℙ ↔ {∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}} ⊆ ℙ))
23	21, 22	syl 18	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℙ ↔ {∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}} ⊆ ℙ))
24	19, 23	mpbird 260	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℙ)
25		prmuz2 16779	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℙ → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ (ℤ≥‘2))
26	24, 25	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ (ℤ≥‘2))
27		eluzelre 12891	. . . . . . . . 9 ⊢ (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ (ℤ≥‘2) → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℝ)
28	26, 27	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ ℝ)
29		eluz2gt1 12962	. . . . . . . . 9 ⊢ (∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ∈ (ℤ≥‘2) → 1 < ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴})
30	26, 29	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → 1 < ∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴})
31	28, 30	rplogcld 26824	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) ∈ ℝ+)
32	31	rpne0d 13083	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) ≠ 0)
33	15, 32	eqnetrd 3028	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o) → if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0)
34	33	ex 418	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o → if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0))
35		iffalse 4501	. . . . . 6 ⊢ (¬ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1 → if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) = 0)
36	35	necon1ai 2988	. . . . 5 ⊢ (if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0 → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1)
37	36, 13	imbitrid 247	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0 → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o))
38	34, 37	impbid 215	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴} ≈ 1o ↔ if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0))
39	4, 38	bitrid 286	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (∃!𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ 𝐴 ↔ if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}) = 1, (log‘∪ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝐴}), 0) ≠ 0))
40	3, 39	bitr4d 285	1 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ((Λ‘𝐴) ≠ 0 ↔ ∃!𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ 𝐴))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2961  ∃!wreu 3370  {crab 3419  Vcvv 3458   ⊆ wss 3908  ifcif 4492  {csn 4594  ∪ cuni 4877   class class class wbr 5114  ‘cfv 6543  ωcom 7871  1_oc1o 8455   ≈ cen 8949  Fincfn 8952  ℝcr 11117  0cc0 11118  1c1 11119   < clt 11261  ℕcn 12251  2c2 12313  ℤ_≥cuz 12880  ♯chash 14386   ∥ cdvds 16335  ℙcprime 16754  logclog 26749  Λcvma 27286

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-inf2 9620  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195  ax-pre-sup 11196  ax-addf 11197

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-iin 4964  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-se 5620  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-of 7687  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-supp 8166  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-er 8703  df-map 8835  df-pm 8836  df-ixp 8905  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-fsupp 9332  df-fi 9381  df-sup 9412  df-inf 9413  df-oi 9482  df-dju 9906  df-card 9944  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-div 11890  df-nn 12252  df-2 12321  df-3 12322  df-4 12323  df-5 12324  df-6 12325  df-7 12326  df-8 12327  df-9 12328  df-n0 12523  df-z 12610  df-dec 12730  df-uz 12881  df-q 12991  df-rp 13035  df-xneg 13155  df-xadd 13156  df-xmul 13157  df-ioo 13394  df-ioc 13395  df-ico 13396  df-icc 13397  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-fl 13845  df-mod 13923  df-seq 14058  df-exp 14118  df-fac 14330  df-bc 14359  df-hash 14387  df-shft 15130  df-cj 15176  df-re 15177  df-im 15178  df-sqrt 15312  df-abs 15313  df-limsup 15548  df-clim 15565  df-rlim 15566  df-sum 15764  df-ef 16146  df-sin 16148  df-cos 16149  df-pi 16151  df-dvds 16336  df-prm 16755  df-struct 17232  df-sets 17249  df-slot 17267  df-ndx 17279  df-base 17295  df-ress 17316  df-plusg 17348  df-mulr 17349  df-starv 17350  df-sca 17351  df-vsca 17352  df-ip 17353  df-tset 17354  df-ple 17355  df-ds 17357  df-unif 17358  df-hom 17359  df-cco 17360  df-rest 17500  df-topn 17501  df-0g 17519  df-gsum 17520  df-topgen 17521  df-pt 17522  df-prds 17525  df-xrs 17581  df-qtop 17586  df-imas 17587  df-xps 17589  df-mre 17663  df-mrc 17664  df-acs 17666  df-mgm 18723  df-sgrp 18802  df-mnd 18818  df-submnd 18867  df-mulg 19159  df-cntz 19412  df-cmn 19877  df-psmet 21544  df-xmet 21545  df-met 21546  df-bl 21547  df-mopn 21548  df-fbas 21549  df-fg 21550  df-cnfld 21553  df-top 23081  df-topon 23098  df-topsp 23120  df-bases 23133  df-cld 23206  df-ntr 23207  df-cls 23208  df-nei 23285  df-lp 23323  df-perf 23324  df-cn 23414  df-cnp 23415  df-haus 23502  df-tx 23749  df-hmeo 23942  df-fil 24033  df-fm 24125  df-flim 24126  df-flf 24127  df-xms 24507  df-ms 24508  df-tms 24509  df-cncf 25067  df-limc 26055  df-dv 26056  df-log 26751  df-vma 27292

This theorem is used by:  isppw2  27309