MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  m1lgs Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem m1lgs 26739
Description: The first supplement to the law of quadratic reciprocity. Negative one is a square mod an odd prime ๐‘ƒ iff ๐‘ƒโ‰ก1 (mod 4). See first case of theorem 9.4 in [ApostolNT] p. 181. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Jun-2015.)
Assertion
Ref Expression
m1lgs (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((-1 /L ๐‘ƒ) = 1 โ†” (๐‘ƒ mod 4) = 1))

Proof of Theorem m1lgs
StepHypRef Expression
1 neg1z 12540 . . . . . . . . 9 -1 โˆˆ โ„ค
2 oddprm 16683 . . . . . . . . . 10 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„•)
32nnnn0d 12474 . . . . . . . . 9 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„•0)
4 zexpcl 13983 . . . . . . . . 9 ((-1 โˆˆ โ„ค โˆง ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„•0) โ†’ (-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โˆˆ โ„ค)
51, 3, 4sylancr 588 . . . . . . . 8 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โˆˆ โ„ค)
65peano2zd 12611 . . . . . . 7 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) โˆˆ โ„ค)
7 eldifi 4087 . . . . . . . 8 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™)
8 prmnn 16551 . . . . . . . 8 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•)
97, 8syl 17 . . . . . . 7 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•)
106, 9zmodcld 13798 . . . . . 6 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โˆˆ โ„•0)
1110nn0cnd 12476 . . . . 5 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โˆˆ โ„‚)
12 1cnd 11151 . . . . 5 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
1311, 12, 12subaddd 11531 . . . 4 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (((((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โˆ’ 1) = 1 โ†” (1 + 1) = (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ)))
14 2re 12228 . . . . . . . 8 2 โˆˆ โ„
1514a1i 11 . . . . . . 7 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ 2 โˆˆ โ„)
169nnrpd 12956 . . . . . . 7 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„+)
17 0le2 12256 . . . . . . . 8 0 โ‰ค 2
1817a1i 11 . . . . . . 7 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ 0 โ‰ค 2)
19 oddprmgt2 16576 . . . . . . 7 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ 2 < ๐‘ƒ)
20 modid 13802 . . . . . . 7 (((2 โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„+) โˆง (0 โ‰ค 2 โˆง 2 < ๐‘ƒ)) โ†’ (2 mod ๐‘ƒ) = 2)
2115, 16, 18, 19, 20syl22anc 838 . . . . . 6 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (2 mod ๐‘ƒ) = 2)
22 df-2 12217 . . . . . 6 2 = (1 + 1)
2321, 22eqtrdi 2793 . . . . 5 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (2 mod ๐‘ƒ) = (1 + 1))
2423eqeq1d 2739 . . . 4 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((2 mod ๐‘ƒ) = (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โ†” (1 + 1) = (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ)))
25 eldifsni 4751 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ๐‘ƒ โ‰  2)
2625neneqd 2949 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ยฌ ๐‘ƒ = 2)
27 prmuz2 16573 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜2))
287, 27syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜2))
29 2prm 16569 . . . . . . . . . . . 12 2 โˆˆ โ„™
30 dvdsprm 16580 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜2) โˆง 2 โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ 2 โ†” ๐‘ƒ = 2))
3128, 29, 30sylancl 587 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ 2 โ†” ๐‘ƒ = 2))
3226, 31mtbird 325 . . . . . . . . . 10 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ยฌ ๐‘ƒ โˆฅ 2)
3332adantr 482 . . . . . . . . 9 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ ยฌ ๐‘ƒ โˆฅ 2)
34 1cnd 11151 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
352adantr 482 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„•)
36 simpr 486 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2))
37 oexpneg 16228 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((1 โˆˆ โ„‚ โˆง ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„• โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ (-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) = -(1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)))
3834, 35, 36, 37syl3anc 1372 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ (-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) = -(1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)))
3935nnzd 12527 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„ค)
40 1exp 13998 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„ค โ†’ (1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) = 1)
4139, 40syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ (1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) = 1)
4241negeqd 11396 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ -(1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) = -1)
4338, 42eqtrd 2777 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ (-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) = -1)
4443oveq1d 7373 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) = (-1 + 1))
45 ax-1cn 11110 . . . . . . . . . . . . . 14 1 โˆˆ โ„‚
46 neg1cn 12268 . . . . . . . . . . . . . 14 -1 โˆˆ โ„‚
47 1pneg1e0 12273 . . . . . . . . . . . . . 14 (1 + -1) = 0
4845, 46, 47addcomli 11348 . . . . . . . . . . . . 13 (-1 + 1) = 0
4944, 48eqtrdi 2793 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) = 0)
5049oveq2d 7374 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ (2 โˆ’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1)) = (2 โˆ’ 0))
51 2cn 12229 . . . . . . . . . . . 12 2 โˆˆ โ„‚
5251subid1i 11474 . . . . . . . . . . 11 (2 โˆ’ 0) = 2
5350, 52eqtrdi 2793 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ (2 โˆ’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1)) = 2)
5453breq2d 5118 . . . . . . . . 9 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (2 โˆ’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1)) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ 2))
5533, 54mtbird 325 . . . . . . . 8 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) โ†’ ยฌ ๐‘ƒ โˆฅ (2 โˆ’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1)))
5655ex 414 . . . . . . 7 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (ยฌ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โ†’ ยฌ ๐‘ƒ โˆฅ (2 โˆ’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1))))
5756con4d 115 . . . . . 6 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (2 โˆ’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1)) โ†’ 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)))
58 2z 12536 . . . . . . . 8 2 โˆˆ โ„ค
5958a1i 11 . . . . . . 7 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ 2 โˆˆ โ„ค)
60 moddvds 16148 . . . . . . 7 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„• โˆง 2 โˆˆ โ„ค โˆง ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) โˆˆ โ„ค) โ†’ ((2 mod ๐‘ƒ) = (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ (2 โˆ’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1))))
619, 59, 6, 60syl3anc 1372 . . . . . 6 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((2 mod ๐‘ƒ) = (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ (2 โˆ’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1))))
62 4z 12538 . . . . . . . . 9 4 โˆˆ โ„ค
63 4ne0 12262 . . . . . . . . 9 4 โ‰  0
64 nnm1nn0 12455 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ƒ โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„•0)
659, 64syl 17 . . . . . . . . . 10 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„•0)
6665nn0zd 12526 . . . . . . . . 9 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค)
67 dvdsval2 16140 . . . . . . . . 9 ((4 โˆˆ โ„ค โˆง 4 โ‰  0 โˆง (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค) โ†’ (4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โ†” ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 4) โˆˆ โ„ค))
6862, 63, 66, 67mp3an12i 1466 . . . . . . . 8 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โ†” ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 4) โˆˆ โ„ค))
6965nn0cnd 12476 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆˆ โ„‚)
7051a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ 2 โˆˆ โ„‚)
71 2ne0 12258 . . . . . . . . . . . 12 2 โ‰  0
7271a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ 2 โ‰  0)
7369, 70, 70, 72, 72divdiv1d 11963 . . . . . . . . . 10 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / (2 ยท 2)))
74 2t2e4 12318 . . . . . . . . . . 11 (2 ยท 2) = 4
7574oveq2i 7369 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / (2 ยท 2)) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 4)
7673, 75eqtrdi 2793 . . . . . . . . 9 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 4))
7776eleq1d 2823 . . . . . . . 8 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2) โˆˆ โ„ค โ†” ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 4) โˆˆ โ„ค))
7868, 77bitr4d 282 . . . . . . 7 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โ†” (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2) โˆˆ โ„ค))
792nnzd 12527 . . . . . . . 8 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„ค)
80 dvdsval2 16140 . . . . . . . 8 ((2 โˆˆ โ„ค โˆง 2 โ‰  0 โˆง ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„ค) โ†’ (2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โ†” (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2) โˆˆ โ„ค))
8158, 71, 79, 80mp3an12i 1466 . . . . . . 7 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โ†” (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2) โˆˆ โ„ค))
8278, 81bitr4d 282 . . . . . 6 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โ†” 2 โˆฅ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)))
8357, 61, 823imtr4d 294 . . . . 5 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((2 mod ๐‘ƒ) = (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โ†’ 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)))
8446a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ -1 โˆˆ โ„‚)
85 neg1ne0 12270 . . . . . . . . . . . 12 -1 โ‰  0
8685a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ -1 โ‰  0)
8758a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ 2 โˆˆ โ„ค)
8878biimpa 478 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2) โˆˆ โ„ค)
89 expmulz 14015 . . . . . . . . . . 11 (((-1 โˆˆ โ„‚ โˆง -1 โ‰  0) โˆง (2 โˆˆ โ„ค โˆง (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2) โˆˆ โ„ค)) โ†’ (-1โ†‘(2 ยท (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2))) = ((-1โ†‘2)โ†‘(((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2)))
9084, 86, 87, 88, 89syl22anc 838 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ (-1โ†‘(2 ยท (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2))) = ((-1โ†‘2)โ†‘(((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2)))
912nncnd 12170 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„‚)
9291, 70, 72divcan2d 11934 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (2 ยท (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2)) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2))
9392adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ (2 ยท (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2)) = ((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2))
9493oveq2d 7374 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ (-1โ†‘(2 ยท (((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2))) = (-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)))
95 neg1sqe1 14101 . . . . . . . . . . . 12 (-1โ†‘2) = 1
9695oveq1i 7368 . . . . . . . . . . 11 ((-1โ†‘2)โ†‘(((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2)) = (1โ†‘(((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2))
97 1exp 13998 . . . . . . . . . . . 12 ((((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2) โˆˆ โ„ค โ†’ (1โ†‘(((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2)) = 1)
9888, 97syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ (1โ†‘(((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2)) = 1)
9996, 98eqtrid 2789 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ ((-1โ†‘2)โ†‘(((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2) / 2)) = 1)
10090, 94, 993eqtr3d 2785 . . . . . . . . 9 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ (-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) = 1)
101100oveq1d 7373 . . . . . . . 8 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) = (1 + 1))
10222, 101eqtr4id 2796 . . . . . . 7 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ 2 = ((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1))
103102oveq1d 7373 . . . . . 6 ((๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โˆง 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)) โ†’ (2 mod ๐‘ƒ) = (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ))
104103ex 414 . . . . 5 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1) โ†’ (2 mod ๐‘ƒ) = (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ)))
10583, 104impbid 211 . . . 4 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((2 mod ๐‘ƒ) = (((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โ†” 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)))
10613, 24, 1053bitr2d 307 . . 3 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (((((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โˆ’ 1) = 1 โ†” 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)))
107 lgsval3 26666 . . . . 5 ((-1 โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2})) โ†’ (-1 /L ๐‘ƒ) = ((((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โˆ’ 1))
1081, 107mpan 689 . . . 4 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ (-1 /L ๐‘ƒ) = ((((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โˆ’ 1))
109108eqeq1d 2739 . . 3 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((-1 /L ๐‘ƒ) = 1 โ†” ((((-1โ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) / 2)) + 1) mod ๐‘ƒ) โˆ’ 1) = 1))
110 4nn 12237 . . . . 5 4 โˆˆ โ„•
111110a1i 11 . . . 4 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ 4 โˆˆ โ„•)
112 prmz 16552 . . . . 5 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค)
1137, 112syl 17 . . . 4 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค)
114 1zzd 12535 . . . 4 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ 1 โˆˆ โ„ค)
115 moddvds 16148 . . . 4 ((4 โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค โˆง 1 โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐‘ƒ mod 4) = (1 mod 4) โ†” 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)))
116111, 113, 114, 115syl3anc 1372 . . 3 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((๐‘ƒ mod 4) = (1 mod 4) โ†” 4 โˆฅ (๐‘ƒ โˆ’ 1)))
117106, 109, 1163bitr4d 311 . 2 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((-1 /L ๐‘ƒ) = 1 โ†” (๐‘ƒ mod 4) = (1 mod 4)))
118 1re 11156 . . . 4 1 โˆˆ โ„
119 nnrp 12927 . . . . 5 (4 โˆˆ โ„• โ†’ 4 โˆˆ โ„+)
120110, 119ax-mp 5 . . . 4 4 โˆˆ โ„+
121 0le1 11679 . . . 4 0 โ‰ค 1
122 1lt4 12330 . . . 4 1 < 4
123 modid 13802 . . . 4 (((1 โˆˆ โ„ โˆง 4 โˆˆ โ„+) โˆง (0 โ‰ค 1 โˆง 1 < 4)) โ†’ (1 mod 4) = 1)
124118, 120, 121, 122, 123mp4an 692 . . 3 (1 mod 4) = 1
125124eqeq2i 2750 . 2 ((๐‘ƒ mod 4) = (1 mod 4) โ†” (๐‘ƒ mod 4) = 1)
126117, 125bitrdi 287 1 (๐‘ƒ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†’ ((-1 /L ๐‘ƒ) = 1 โ†” (๐‘ƒ mod 4) = 1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 397   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107   โ‰  wne 2944   โˆ– cdif 3908  {csn 4587   class class class wbr 5106  โ€˜cfv 6497  (class class class)co 7358  โ„‚cc 11050  โ„cr 11051  0cc0 11052  1c1 11053   + caddc 11055   ยท cmul 11057   < clt 11190   โ‰ค cle 11191   โˆ’ cmin 11386  -cneg 11387   / cdiv 11813  โ„•cn 12154  2c2 12209  4c4 12211  โ„•0cn0 12414  โ„คcz 12500  โ„คโ‰ฅcuz 12764  โ„+crp 12916   mod cmo 13775  โ†‘cexp 13968   โˆฅ cdvds 16137  โ„™cprime 16548   /L clgs 26645
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2708  ax-rep 5243  ax-sep 5257  ax-nul 5264  ax-pow 5321  ax-pr 5385  ax-un 7673  ax-cnex 11108  ax-resscn 11109  ax-1cn 11110  ax-icn 11111  ax-addcl 11112  ax-addrcl 11113  ax-mulcl 11114  ax-mulrcl 11115  ax-mulcom 11116  ax-addass 11117  ax-mulass 11118  ax-distr 11119  ax-i2m1 11120  ax-1ne0 11121  ax-1rid 11122  ax-rnegex 11123  ax-rrecex 11124  ax-cnre 11125  ax-pre-lttri 11126  ax-pre-lttrn 11127  ax-pre-ltadd 11128  ax-pre-mulgt0 11129  ax-pre-sup 11130
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2815  df-nfc 2890  df-ne 2945  df-nel 3051  df-ral 3066  df-rex 3075  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3409  df-v 3448  df-sbc 3741  df-csb 3857  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3930  df-nul 4284  df-if 4488  df-pw 4563  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4867  df-int 4909  df-iun 4957  df-br 5107  df-opab 5169  df-mpt 5190  df-tr 5224  df-id 5532  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5589  df-we 5591  df-xp 5640  df-rel 5641  df-cnv 5642  df-co 5643  df-dm 5644  df-rn 5645  df-res 5646  df-ima 5647  df-pred 6254  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6499  df-fn 6500  df-f 6501  df-f1 6502  df-fo 6503  df-f1o 6504  df-fv 6505  df-riota 7314  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7804  df-1st 7922  df-2nd 7923  df-frecs 8213  df-wrecs 8244  df-recs 8318  df-rdg 8357  df-1o 8413  df-2o 8414  df-oadd 8417  df-er 8649  df-en 8885  df-dom 8886  df-sdom 8887  df-fin 8888  df-sup 9379  df-inf 9380  df-dju 9838  df-card 9876  df-pnf 11192  df-mnf 11193  df-xr 11194  df-ltxr 11195  df-le 11196  df-sub 11388  df-neg 11389  df-div 11814  df-nn 12155  df-2 12217  df-3 12218  df-4 12219  df-n0 12415  df-xnn0 12487  df-z 12501  df-uz 12765  df-q 12875  df-rp 12917  df-fz 13426  df-fzo 13569  df-fl 13698  df-mod 13776  df-seq 13908  df-exp 13969  df-hash 14232  df-cj 14985  df-re 14986  df-im 14987  df-sqrt 15121  df-abs 15122  df-dvds 16138  df-gcd 16376  df-prm 16549  df-phi 16639  df-pc 16710  df-lgs 26646
This theorem is referenced by:  2sqlem11  26780  2sqblem  26782
  Copyright terms: Public domain W3C validator