![]() |
Metamath
Proof Explorer Theorem List (p. 168 of 479) | < Previous Next > |
Bad symbols? Try the
GIF version. |
||
Mirrors > Metamath Home Page > MPE Home Page > Theorem List Contents > Recent Proofs This page: Page List |
Color key: | ![]() (1-30166) |
![]() (30167-31689) |
![]() (31690-47842) |
Type | Label | Description |
---|---|---|
Statement | ||
Theorem | phicl 16701 | Closure for the value of the Euler ฯ function. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) |
โข (๐ โ โ โ (ฯโ๐) โ โ) | ||
Theorem | phibndlem 16702* | Lemma for phibnd 16703. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข (๐ โ (โคโฅโ2) โ {๐ฅ โ (1...๐) โฃ (๐ฅ gcd ๐) = 1} โ (1...(๐ โ 1))) | ||
Theorem | phibnd 16703 | A slightly tighter bound on the value of the Euler ฯ function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข (๐ โ (โคโฅโ2) โ (ฯโ๐) โค (๐ โ 1)) | ||
Theorem | phicld 16704 | Closure for the value of the Euler ฯ function. (Contributed by Mario Carneiro, 29-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ โ โ) โ โข (๐ โ (ฯโ๐) โ โ) | ||
Theorem | phi1 16705 | Value of the Euler ฯ function at 1. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข (ฯโ1) = 1 | ||
Theorem | dfphi2 16706* | Alternate definition of the Euler ฯ function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 2-May-2016.) |
โข (๐ โ โ โ (ฯโ๐) = (โฏโ{๐ฅ โ (0..^๐) โฃ (๐ฅ gcd ๐) = 1})) | ||
Theorem | hashdvds 16707* | The number of numbers in a given residue class in a finite set of integers. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2014.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 7-Jun-2016.) |
โข (๐ โ ๐ โ โ) & โข (๐ โ ๐ด โ โค) & โข (๐ โ ๐ต โ (โคโฅโ(๐ด โ 1))) & โข (๐ โ ๐ถ โ โค) โ โข (๐ โ (โฏโ{๐ฅ โ (๐ด...๐ต) โฃ ๐ โฅ (๐ฅ โ ๐ถ)}) = ((โโ((๐ต โ ๐ถ) / ๐)) โ (โโ(((๐ด โ 1) โ ๐ถ) / ๐)))) | ||
Theorem | phiprmpw 16708 | Value of the Euler ฯ function at a prime power. Theorem 2.5(a) in [ApostolNT] p. 28. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐พ โ โ) โ (ฯโ(๐โ๐พ)) = ((๐โ(๐พ โ 1)) ยท (๐ โ 1))) | ||
Theorem | phiprm 16709 | Value of the Euler ฯ function at a prime. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) |
โข (๐ โ โ โ (ฯโ๐) = (๐ โ 1)) | ||
Theorem | crth 16710* | The Chinese Remainder Theorem: the function that maps ๐ฅ to its remainder classes mod ๐ and mod ๐ is 1-1 and onto when ๐ and ๐ are coprime. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2014.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 2-May-2016.) |
โข ๐ = (0..^(๐ ยท ๐)) & โข ๐ = ((0..^๐) ร (0..^๐)) & โข ๐น = (๐ฅ โ ๐ โฆ โจ(๐ฅ mod ๐), (๐ฅ mod ๐)โฉ) & โข (๐ โ (๐ โ โ โง ๐ โ โ โง (๐ gcd ๐) = 1)) โ โข (๐ โ ๐น:๐โ1-1-ontoโ๐) | ||
Theorem | phimullem 16711* | Lemma for phimul 16712. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2014.) |
โข ๐ = (0..^(๐ ยท ๐)) & โข ๐ = ((0..^๐) ร (0..^๐)) & โข ๐น = (๐ฅ โ ๐ โฆ โจ(๐ฅ mod ๐), (๐ฅ mod ๐)โฉ) & โข (๐ โ (๐ โ โ โง ๐ โ โ โง (๐ gcd ๐) = 1)) & โข ๐ = {๐ฆ โ (0..^๐) โฃ (๐ฆ gcd ๐) = 1} & โข ๐ = {๐ฆ โ (0..^๐) โฃ (๐ฆ gcd ๐) = 1} & โข ๐ = {๐ฆ โ ๐ โฃ (๐ฆ gcd (๐ ยท ๐)) = 1} โ โข (๐ โ (ฯโ(๐ ยท ๐)) = ((ฯโ๐) ยท (ฯโ๐))) | ||
Theorem | phimul 16712 | The Euler ฯ function is a multiplicative function, meaning that it distributes over multiplication at relatively prime arguments. Theorem 2.5(c) in [ApostolNT] p. 28. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โ โง (๐ gcd ๐) = 1) โ (ฯโ(๐ ยท ๐)) = ((ฯโ๐) ยท (ฯโ๐))) | ||
Theorem | eulerthlem1 16713* | Lemma for eulerth 16715. (Contributed by Mario Carneiro, 8-May-2015.) |
โข (๐ โ (๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง (๐ด gcd ๐) = 1)) & โข ๐ = {๐ฆ โ (0..^๐) โฃ (๐ฆ gcd ๐) = 1} & โข ๐ = (1...(ฯโ๐)) & โข (๐ โ ๐น:๐โ1-1-ontoโ๐) & โข ๐บ = (๐ฅ โ ๐ โฆ ((๐ด ยท (๐นโ๐ฅ)) mod ๐)) โ โข (๐ โ ๐บ:๐โถ๐) | ||
Theorem | eulerthlem2 16714* | Lemma for eulerth 16715. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) |
โข (๐ โ (๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง (๐ด gcd ๐) = 1)) & โข ๐ = {๐ฆ โ (0..^๐) โฃ (๐ฆ gcd ๐) = 1} & โข ๐ = (1...(ฯโ๐)) & โข (๐ โ ๐น:๐โ1-1-ontoโ๐) & โข ๐บ = (๐ฅ โ ๐ โฆ ((๐ด ยท (๐นโ๐ฅ)) mod ๐)) โ โข (๐ โ ((๐ดโ(ฯโ๐)) mod ๐) = (1 mod ๐)) | ||
Theorem | eulerth 16715 | Euler's theorem, a generalization of Fermat's little theorem. If ๐ด and ๐ are coprime, then ๐ดโฯ(๐)โก1 (mod ๐). This is Metamath 100 proof #10. Also called Euler-Fermat theorem, see theorem 5.17 in [ApostolNT] p. 113. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง (๐ด gcd ๐) = 1) โ ((๐ดโ(ฯโ๐)) mod ๐) = (1 mod ๐)) | ||
Theorem | fermltl 16716 | Fermat's little theorem. When ๐ is prime, ๐ดโ๐โก๐ด (mod ๐) for any ๐ด, see theorem 5.19 in [ApostolNT] p. 114. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) (Proof shortened by AV, 19-Mar-2022.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค) โ ((๐ดโ๐) mod ๐) = (๐ด mod ๐)) | ||
Theorem | prmdiv 16717 | Show an explicit expression for the modular inverse of ๐ด mod ๐. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Jan-2015.) |
โข ๐ = ((๐ดโ(๐ โ 2)) mod ๐) โ โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง ยฌ ๐ โฅ ๐ด) โ (๐ โ (1...(๐ โ 1)) โง ๐ โฅ ((๐ด ยท ๐ ) โ 1))) | ||
Theorem | prmdiveq 16718 | The modular inverse of ๐ด mod ๐ is unique. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Jan-2015.) |
โข ๐ = ((๐ดโ(๐ โ 2)) mod ๐) โ โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง ยฌ ๐ โฅ ๐ด) โ ((๐ โ (0...(๐ โ 1)) โง ๐ โฅ ((๐ด ยท ๐) โ 1)) โ ๐ = ๐ )) | ||
Theorem | prmdivdiv 16719 | The (modular) inverse of the inverse of a number is itself. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Jan-2015.) |
โข ๐ = ((๐ดโ(๐ โ 2)) mod ๐) โ โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ (1...(๐ โ 1))) โ ๐ด = ((๐ โ(๐ โ 2)) mod ๐)) | ||
Theorem | hashgcdlem 16720* | A correspondence between elements of specific GCD and relative primes in a smaller ring. (Contributed by Stefan O'Rear, 12-Sep-2015.) |
โข ๐ด = {๐ฆ โ (0..^(๐ / ๐)) โฃ (๐ฆ gcd (๐ / ๐)) = 1} & โข ๐ต = {๐ง โ (0..^๐) โฃ (๐ง gcd ๐) = ๐} & โข ๐น = (๐ฅ โ ๐ด โฆ (๐ฅ ยท ๐)) โ โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โ โง ๐ โฅ ๐) โ ๐น:๐ดโ1-1-ontoโ๐ต) | ||
Theorem | hashgcdeq 16721* | Number of initial positive integers with specified divisors. (Contributed by Stefan O'Rear, 12-Sep-2015.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โ) โ (โฏโ{๐ฅ โ (0..^๐) โฃ (๐ฅ gcd ๐) = ๐}) = if(๐ โฅ ๐, (ฯโ(๐ / ๐)), 0)) | ||
Theorem | phisum 16722* | The divisor sum identity of the totient function. Theorem 2.2 in [ApostolNT] p. 26. (Contributed by Stefan O'Rear, 12-Sep-2015.) |
โข (๐ โ โ โ ฮฃ๐ โ {๐ฅ โ โ โฃ ๐ฅ โฅ ๐} (ฯโ๐) = ๐) | ||
Theorem | odzval 16723* | Value of the order function. This is a function of functions; the inner argument selects the base (i.e., mod ๐ for some ๐, often prime) and the outer argument selects the integer or equivalence class (if you want to think about it that way) from the integers mod ๐. In order to ensure the supremum is well-defined, we only define the expression when ๐ด and ๐ are coprime. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) (Revised by AV, 26-Sep-2020.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง (๐ด gcd ๐) = 1) โ ((odโคโ๐)โ๐ด) = inf({๐ โ โ โฃ ๐ โฅ ((๐ดโ๐) โ 1)}, โ, < )) | ||
Theorem | odzcllem 16724 | - Lemma for odzcl 16725, showing existence of a recurrent point for the exponential. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) (Proof shortened by AV, 26-Sep-2020.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง (๐ด gcd ๐) = 1) โ (((odโคโ๐)โ๐ด) โ โ โง ๐ โฅ ((๐ดโ((odโคโ๐)โ๐ด)) โ 1))) | ||
Theorem | odzcl 16725 | The order of a group element is an integer. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง (๐ด gcd ๐) = 1) โ ((odโคโ๐)โ๐ด) โ โ) | ||
Theorem | odzid 16726 | Any element raised to the power of its order is 1. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง (๐ด gcd ๐) = 1) โ ๐ โฅ ((๐ดโ((odโคโ๐)โ๐ด)) โ 1)) | ||
Theorem | odzdvds 16727 | The only powers of ๐ด that are congruent to 1 are the multiples of the order of ๐ด. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) (Proof shortened by AV, 26-Sep-2020.) |
โข (((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง (๐ด gcd ๐) = 1) โง ๐พ โ โ0) โ (๐ โฅ ((๐ดโ๐พ) โ 1) โ ((odโคโ๐)โ๐ด) โฅ ๐พ)) | ||
Theorem | odzphi 16728 | The order of any group element is a divisor of the Euler ฯ function. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง (๐ด gcd ๐) = 1) โ ((odโคโ๐)โ๐ด) โฅ (ฯโ๐)) | ||
Theorem | modprm1div 16729 | A prime number divides an integer minus 1 iff the integer modulo the prime number is 1. (Contributed by Alexander van der Vekens, 17-May-2018.) (Proof shortened by AV, 30-May-2023.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค) โ ((๐ด mod ๐) = 1 โ ๐ โฅ (๐ด โ 1))) | ||
Theorem | m1dvdsndvds 16730 | If an integer minus 1 is divisible by a prime number, the integer itself is not divisible by this prime number. (Contributed by Alexander van der Vekens, 30-Aug-2018.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค) โ (๐ โฅ (๐ด โ 1) โ ยฌ ๐ โฅ ๐ด)) | ||
Theorem | modprminv 16731 | Show an explicit expression for the modular inverse of ๐ด mod ๐. This is an application of prmdiv 16717. (Contributed by Alexander van der Vekens, 15-May-2018.) |
โข ๐ = ((๐ดโ(๐ โ 2)) mod ๐) โ โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง ยฌ ๐ โฅ ๐ด) โ (๐ โ (1...(๐ โ 1)) โง ((๐ด ยท ๐ ) mod ๐) = 1)) | ||
Theorem | modprminveq 16732 | The modular inverse of ๐ด mod ๐ is unique. (Contributed by Alexander van der Vekens, 17-May-2018.) |
โข ๐ = ((๐ดโ(๐ โ 2)) mod ๐) โ โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง ยฌ ๐ โฅ ๐ด) โ ((๐ โ (0...(๐ โ 1)) โง ((๐ด ยท ๐) mod ๐) = 1) โ ๐ = ๐ )) | ||
Theorem | vfermltl 16733 | Variant of Fermat's little theorem if ๐ด is not a multiple of ๐, see theorem 5.18 in [ApostolNT] p. 113. (Contributed by AV, 21-Aug-2020.) (Proof shortened by AV, 5-Sep-2020.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง ยฌ ๐ โฅ ๐ด) โ ((๐ดโ(๐ โ 1)) mod ๐) = 1) | ||
Theorem | vfermltlALT 16734 | Alternate proof of vfermltl 16733, not using Euler's theorem. (Contributed by AV, 21-Aug-2020.) (New usage is discouraged.) (Proof modification is discouraged.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค โง ยฌ ๐ โฅ ๐ด) โ ((๐ดโ(๐ โ 1)) mod ๐) = 1) | ||
Theorem | powm2modprm 16735 | If an integer minus 1 is divisible by a prime number, then the integer to the power of the prime number minus 2 is 1 modulo the prime number. (Contributed by Alexander van der Vekens, 30-Aug-2018.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ด โ โค) โ (๐ โฅ (๐ด โ 1) โ ((๐ดโ(๐ โ 2)) mod ๐) = 1)) | ||
Theorem | reumodprminv 16736* | For any prime number and for any positive integer less than this prime number, there is a unique modular inverse of this positive integer. (Contributed by Alexander van der Vekens, 12-May-2018.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ (1..^๐)) โ โ!๐ โ (1...(๐ โ 1))((๐ ยท ๐) mod ๐) = 1) | ||
Theorem | modprm0 16737* | For two positive integers less than a given prime number there is always a nonnegative integer (less than the given prime number) so that the sum of one of the two positive integers and the other of the positive integers multiplied by the nonnegative integer is 0 ( modulo the given prime number). (Contributed by Alexander van der Vekens, 17-May-2018.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ (1..^๐) โง ๐ผ โ (1..^๐)) โ โ๐ โ (0..^๐)((๐ผ + (๐ ยท ๐)) mod ๐) = 0) | ||
Theorem | nnnn0modprm0 16738* | For a positive integer and a nonnegative integer both less than a given prime number there is always a second nonnegative integer (less than the given prime number) so that the sum of this second nonnegative integer multiplied with the positive integer and the first nonnegative integer is 0 ( modulo the given prime number). (Contributed by Alexander van der Vekens, 8-Nov-2018.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ (1..^๐) โง ๐ผ โ (0..^๐)) โ โ๐ โ (0..^๐)((๐ผ + (๐ ยท ๐)) mod ๐) = 0) | ||
Theorem | modprmn0modprm0 16739* | For an integer not being 0 modulo a given prime number and a nonnegative integer less than the prime number, there is always a second nonnegative integer (less than the given prime number) so that the sum of this second nonnegative integer multiplied with the integer and the first nonnegative integer is 0 ( modulo the given prime number). (Contributed by Alexander van der Vekens, 10-Nov-2018.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โค โง (๐ mod ๐) โ 0) โ (๐ผ โ (0..^๐) โ โ๐ โ (0..^๐)((๐ผ + (๐ ยท ๐)) mod ๐) = 0)) | ||
Theorem | coprimeprodsq 16740 | If three numbers are coprime, and the square of one is the product of the other two, then there is a formula for the other two in terms of gcd and square. (Contributed by Scott Fenton, 2-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โ0 โง ๐ต โ โค โง ๐ถ โ โ0) โง ((๐ด gcd ๐ต) gcd ๐ถ) = 1) โ ((๐ถโ2) = (๐ด ยท ๐ต) โ ๐ด = ((๐ด gcd ๐ถ)โ2))) | ||
Theorem | coprimeprodsq2 16741 | If three numbers are coprime, and the square of one is the product of the other two, then there is a formula for the other two in terms of gcd and square. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โค โง ๐ต โ โ0 โง ๐ถ โ โ0) โง ((๐ด gcd ๐ต) gcd ๐ถ) = 1) โ ((๐ถโ2) = (๐ด ยท ๐ต) โ ๐ต = ((๐ต gcd ๐ถ)โ2))) | ||
Theorem | oddprm 16742 | A prime not equal to 2 is odd. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Feb-2015.) (Proof shortened by AV, 10-Jul-2022.) |
โข (๐ โ (โ โ {2}) โ ((๐ โ 1) / 2) โ โ) | ||
Theorem | nnoddn2prm 16743 | A prime not equal to 2 is an odd positive integer. (Contributed by AV, 28-Jun-2021.) |
โข (๐ โ (โ โ {2}) โ (๐ โ โ โง ยฌ 2 โฅ ๐)) | ||
Theorem | oddn2prm 16744 | A prime not equal to 2 is odd. (Contributed by AV, 28-Jun-2021.) |
โข (๐ โ (โ โ {2}) โ ยฌ 2 โฅ ๐) | ||
Theorem | nnoddn2prmb 16745 | A number is a prime number not equal to 2 iff it is an odd prime number. Conversion theorem for two representations of odd primes. (Contributed by AV, 14-Jul-2021.) |
โข (๐ โ (โ โ {2}) โ (๐ โ โ โง ยฌ 2 โฅ ๐)) | ||
Theorem | prm23lt5 16746 | A prime less than 5 is either 2 or 3. (Contributed by AV, 5-Jul-2021.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ < 5) โ (๐ = 2 โจ ๐ = 3)) | ||
Theorem | prm23ge5 16747 | A prime is either 2 or 3 or greater than or equal to 5. (Contributed by AV, 5-Jul-2021.) |
โข (๐ โ โ โ (๐ = 2 โจ ๐ = 3 โจ ๐ โ (โคโฅโ5))) | ||
Theorem | pythagtriplem1 16748* | Lemma for pythagtrip 16766. Prove a weaker version of one direction of the theorem. (Contributed by Scott Fenton, 28-Mar-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (โ๐ โ โ โ๐ โ โ โ๐ โ โ (๐ด = (๐ ยท ((๐โ2) โ (๐โ2))) โง ๐ต = (๐ ยท (2 ยท (๐ ยท ๐))) โง ๐ถ = (๐ ยท ((๐โ2) + (๐โ2)))) โ ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2)) | ||
Theorem | pythagtriplem2 16749* | Lemma for pythagtrip 16766. Prove the full version of one direction of the theorem. (Contributed by Scott Fenton, 28-Mar-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ (โ๐ โ โ โ๐ โ โ โ๐ โ โ ({๐ด, ๐ต} = {(๐ ยท ((๐โ2) โ (๐โ2))), (๐ ยท (2 ยท (๐ ยท ๐)))} โง ๐ถ = (๐ ยท ((๐โ2) + (๐โ2)))) โ ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2))) | ||
Theorem | pythagtriplem3 16750 | Lemma for pythagtrip 16766. Show that ๐ถ and ๐ต are relatively prime under some conditions. (Contributed by Scott Fenton, 8-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ (๐ต gcd ๐ถ) = 1) | ||
Theorem | pythagtriplem4 16751 | Lemma for pythagtrip 16766. Show that ๐ถ โ ๐ต and ๐ถ + ๐ต are relatively prime. (Contributed by Scott Fenton, 12-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ ((๐ถ โ ๐ต) gcd (๐ถ + ๐ต)) = 1) | ||
Theorem | pythagtriplem10 16752 | Lemma for pythagtrip 16766. Show that ๐ถ โ ๐ต is positive. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2)) โ 0 < (๐ถ โ ๐ต)) | ||
Theorem | pythagtriplem6 16753 | Lemma for pythagtrip 16766. Calculate (โโ(๐ถ โ ๐ต)). (Contributed by Scott Fenton, 18-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ (โโ(๐ถ โ ๐ต)) = ((๐ถ โ ๐ต) gcd ๐ด)) | ||
Theorem | pythagtriplem7 16754 | Lemma for pythagtrip 16766. Calculate (โโ(๐ถ + ๐ต)). (Contributed by Scott Fenton, 18-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ (โโ(๐ถ + ๐ต)) = ((๐ถ + ๐ต) gcd ๐ด)) | ||
Theorem | pythagtriplem8 16755 | Lemma for pythagtrip 16766. Show that (โโ(๐ถ โ ๐ต)) is a positive integer. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ (โโ(๐ถ โ ๐ต)) โ โ) | ||
Theorem | pythagtriplem9 16756 | Lemma for pythagtrip 16766. Show that (โโ(๐ถ + ๐ต)) is a positive integer. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ (โโ(๐ถ + ๐ต)) โ โ) | ||
Theorem | pythagtriplem11 16757 | Lemma for pythagtrip 16766. Show that ๐ (which will eventually be closely related to the ๐ in the final statement) is a natural. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข ๐ = (((โโ(๐ถ + ๐ต)) + (โโ(๐ถ โ ๐ต))) / 2) โ โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ ๐ โ โ) | ||
Theorem | pythagtriplem12 16758 | Lemma for pythagtrip 16766. Calculate the square of ๐. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข ๐ = (((โโ(๐ถ + ๐ต)) + (โโ(๐ถ โ ๐ต))) / 2) โ โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ (๐โ2) = ((๐ถ + ๐ด) / 2)) | ||
Theorem | pythagtriplem13 16759 | Lemma for pythagtrip 16766. Show that ๐ (which will eventually be closely related to the ๐ in the final statement) is a natural. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข ๐ = (((โโ(๐ถ + ๐ต)) โ (โโ(๐ถ โ ๐ต))) / 2) โ โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ ๐ โ โ) | ||
Theorem | pythagtriplem14 16760 | Lemma for pythagtrip 16766. Calculate the square of ๐. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข ๐ = (((โโ(๐ถ + ๐ต)) โ (โโ(๐ถ โ ๐ต))) / 2) โ โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ (๐โ2) = ((๐ถ โ ๐ด) / 2)) | ||
Theorem | pythagtriplem15 16761 | Lemma for pythagtrip 16766. Show the relationship between ๐, ๐, and ๐ด. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข ๐ = (((โโ(๐ถ + ๐ต)) + (โโ(๐ถ โ ๐ต))) / 2) & โข ๐ = (((โโ(๐ถ + ๐ต)) โ (โโ(๐ถ โ ๐ต))) / 2) โ โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ ๐ด = ((๐โ2) โ (๐โ2))) | ||
Theorem | pythagtriplem16 16762 | Lemma for pythagtrip 16766. Show the relationship between ๐, ๐, and ๐ต. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข ๐ = (((โโ(๐ถ + ๐ต)) + (โโ(๐ถ โ ๐ต))) / 2) & โข ๐ = (((โโ(๐ถ + ๐ต)) โ (โโ(๐ถ โ ๐ต))) / 2) โ โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ ๐ต = (2 ยท (๐ ยท ๐))) | ||
Theorem | pythagtriplem17 16763 | Lemma for pythagtrip 16766. Show the relationship between ๐, ๐, and ๐ถ. (Contributed by Scott Fenton, 17-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข ๐ = (((โโ(๐ถ + ๐ต)) + (โโ(๐ถ โ ๐ต))) / 2) & โข ๐ = (((โโ(๐ถ + ๐ต)) โ (โโ(๐ถ โ ๐ต))) / 2) โ โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ ๐ถ = ((๐โ2) + (๐โ2))) | ||
Theorem | pythagtriplem18 16764* | Lemma for pythagtrip 16766. Wrap the previous ๐ and ๐ up in quantifiers. (Contributed by Scott Fenton, 18-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ((๐ด gcd ๐ต) = 1 โง ยฌ 2 โฅ ๐ด)) โ โ๐ โ โ โ๐ โ โ (๐ด = ((๐โ2) โ (๐โ2)) โง ๐ต = (2 ยท (๐ ยท ๐)) โง ๐ถ = ((๐โ2) + (๐โ2)))) | ||
Theorem | pythagtriplem19 16765* | Lemma for pythagtrip 16766. Introduce ๐ and remove the relative primality requirement. (Contributed by Scott Fenton, 18-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.) |
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง ((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โง ยฌ 2 โฅ (๐ด / (๐ด gcd ๐ต))) โ โ๐ โ โ โ๐ โ โ โ๐ โ โ (๐ด = (๐ ยท ((๐โ2) โ (๐โ2))) โง ๐ต = (๐ ยท (2 ยท (๐ ยท ๐))) โง ๐ถ = (๐ ยท ((๐โ2) + (๐โ2))))) | ||
Theorem | pythagtrip 16766* | Parameterize the Pythagorean triples. If ๐ด, ๐ต, and ๐ถ are naturals, then they obey the Pythagorean triple formula iff they are parameterized by three naturals. This proof follows the Isabelle proof at http://afp.sourceforge.net/entries/Fermat3_4.shtml. This is Metamath 100 proof #23. (Contributed by Scott Fenton, 19-Apr-2014.) |
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โ (((๐ดโ2) + (๐ตโ2)) = (๐ถโ2) โ โ๐ โ โ โ๐ โ โ โ๐ โ โ ({๐ด, ๐ต} = {(๐ ยท ((๐โ2) โ (๐โ2))), (๐ ยท (2 ยท (๐ ยท ๐)))} โง ๐ถ = (๐ ยท ((๐โ2) + (๐โ2)))))) | ||
Theorem | iserodd 16767* | Collect the odd terms in a sequence. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Apr-2015.) (Proof shortened by AV, 10-Jul-2022.) |
โข ((๐ โง ๐ โ โ0) โ ๐ถ โ โ) & โข (๐ = ((2 ยท ๐) + 1) โ ๐ต = ๐ถ) โ โข (๐ โ (seq0( + , (๐ โ โ0 โฆ ๐ถ)) โ ๐ด โ seq1( + , (๐ โ โ โฆ if(2 โฅ ๐, 0, ๐ต))) โ ๐ด)) | ||
Syntax | cpc 16768 | Extend class notation with the prime count function. |
class pCnt | ||
Definition | df-pc 16769* | Define the prime count function, which returns the largest exponent of a given prime (or other positive integer) that divides the number. For rational numbers, it returns negative values according to the power of a prime in the denominator. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข pCnt = (๐ โ โ, ๐ โ โ โฆ if(๐ = 0, +โ, (โฉ๐งโ๐ฅ โ โค โ๐ฆ โ โ (๐ = (๐ฅ / ๐ฆ) โง ๐ง = (sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐ฅ}, โ, < ) โ sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐ฆ}, โ, < )))))) | ||
Theorem | pclem 16770* | - Lemma for the prime power pre-function's properties. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ๐ด = {๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐} โ โข ((๐ โ (โคโฅโ2) โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0)) โ (๐ด โ โค โง ๐ด โ โ โง โ๐ฅ โ โค โ๐ฆ โ ๐ด ๐ฆ โค ๐ฅ)) | ||
Theorem | pcprecl 16771* | Closure of the prime power pre-function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ๐ด = {๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐} & โข ๐ = sup(๐ด, โ, < ) โ โข ((๐ โ (โคโฅโ2) โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0)) โ (๐ โ โ0 โง (๐โ๐) โฅ ๐)) | ||
Theorem | pcprendvds 16772* | Non-divisibility property of the prime power pre-function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ๐ด = {๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐} & โข ๐ = sup(๐ด, โ, < ) โ โข ((๐ โ (โคโฅโ2) โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0)) โ ยฌ (๐โ(๐ + 1)) โฅ ๐) | ||
Theorem | pcprendvds2 16773* | Non-divisibility property of the prime power pre-function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ๐ด = {๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐} & โข ๐ = sup(๐ด, โ, < ) โ โข ((๐ โ (โคโฅโ2) โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0)) โ ยฌ ๐ โฅ (๐ / (๐โ๐))) | ||
Theorem | pcpre1 16774* | Value of the prime power pre-function at 1. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2016.) |
โข ๐ด = {๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐} & โข ๐ = sup(๐ด, โ, < ) โ โข ((๐ โ (โคโฅโ2) โง ๐ = 1) โ ๐ = 0) | ||
Theorem | pcpremul 16775* | Multiplicative property of the prime count pre-function. Note that the primality of ๐ is essential for this property; (4 pCnt 2) = 0 but (4 pCnt (2 ยท 2)) = 1 โ 2 ยท (4 pCnt 2) = 0. Since this is needed to show uniqueness for the real prime count function (over โ), we don't bother to define it off the primes. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐}, โ, < ) & โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐}, โ, < ) & โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ (๐ ยท ๐)}, โ, < ) โ โข ((๐ โ โ โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0) โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0)) โ (๐ + ๐) = ๐) | ||
Theorem | pcval 16776* | The value of the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 3-Oct-2014.) |
โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐ฅ}, โ, < ) & โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐ฆ}, โ, < ) โ โข ((๐ โ โ โง (๐ โ โ โง ๐ โ 0)) โ (๐ pCnt ๐) = (โฉ๐งโ๐ฅ โ โค โ๐ฆ โ โ (๐ = (๐ฅ / ๐ฆ) โง ๐ง = (๐ โ ๐)))) | ||
Theorem | pceulem 16777* | Lemma for pceu 16778. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐ฅ}, โ, < ) & โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐ฆ}, โ, < ) & โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐ }, โ, < ) & โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐ก}, โ, < ) & โข (๐ โ ๐ โ โ) & โข (๐ โ ๐ โ 0) & โข (๐ โ (๐ฅ โ โค โง ๐ฆ โ โ)) & โข (๐ โ ๐ = (๐ฅ / ๐ฆ)) & โข (๐ โ (๐ โ โค โง ๐ก โ โ)) & โข (๐ โ ๐ = (๐ / ๐ก)) โ โข (๐ โ (๐ โ ๐) = (๐ โ ๐)) | ||
Theorem | pceu 16778* | Uniqueness for the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐ฅ}, โ, < ) & โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐ฆ}, โ, < ) โ โข ((๐ โ โ โง (๐ โ โ โง ๐ โ 0)) โ โ!๐งโ๐ฅ โ โค โ๐ฆ โ โ (๐ = (๐ฅ / ๐ฆ) โง ๐ง = (๐ โ ๐))) | ||
Theorem | pczpre 16779* | Connect the prime count pre-function to the actual prime count function, when restricted to the integers. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 24-Dec-2016.) |
โข ๐ = sup({๐ โ โ0 โฃ (๐โ๐) โฅ ๐}, โ, < ) โ โข ((๐ โ โ โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0)) โ (๐ pCnt ๐) = ๐) | ||
Theorem | pczcl 16780 | Closure of the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0)) โ (๐ pCnt ๐) โ โ0) | ||
Theorem | pccl 16781 | Closure of the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โ) โ (๐ pCnt ๐) โ โ0) | ||
Theorem | pccld 16782 | Closure of the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 29-May-2016.) |
โข (๐ โ ๐ โ โ) & โข (๐ โ ๐ โ โ) โ โข (๐ โ (๐ pCnt ๐) โ โ0) | ||
Theorem | pcmul 16783 | Multiplication property of the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ด โ โค โง ๐ด โ 0) โง (๐ต โ โค โง ๐ต โ 0)) โ (๐ pCnt (๐ด ยท ๐ต)) = ((๐ pCnt ๐ด) + (๐ pCnt ๐ต))) | ||
Theorem | pcdiv 16784 | Division property of the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Mar-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ด โ โค โง ๐ด โ 0) โง ๐ต โ โ) โ (๐ pCnt (๐ด / ๐ต)) = ((๐ pCnt ๐ด) โ (๐ pCnt ๐ต))) | ||
Theorem | pcqmul 16785 | Multiplication property of the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ด โ โ โง ๐ด โ 0) โง (๐ต โ โ โง ๐ต โ 0)) โ (๐ pCnt (๐ด ยท ๐ต)) = ((๐ pCnt ๐ด) + (๐ pCnt ๐ต))) | ||
Theorem | pc0 16786 | The value of the prime power function at zero. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Oct-2014.) |
โข (๐ โ โ โ (๐ pCnt 0) = +โ) | ||
Theorem | pc1 16787 | Value of the prime count function at 1. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข (๐ โ โ โ (๐ pCnt 1) = 0) | ||
Theorem | pcqcl 16788 | Closure of the general prime count function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ โ โ โง ๐ โ 0)) โ (๐ pCnt ๐) โ โค) | ||
Theorem | pcqdiv 16789 | Division property of the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Aug-2015.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ด โ โ โง ๐ด โ 0) โง (๐ต โ โ โง ๐ต โ 0)) โ (๐ pCnt (๐ด / ๐ต)) = ((๐ pCnt ๐ด) โ (๐ pCnt ๐ต))) | ||
Theorem | pcrec 16790 | Prime power of a reciprocal. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Aug-2015.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ด โ โ โง ๐ด โ 0)) โ (๐ pCnt (1 / ๐ด)) = -(๐ pCnt ๐ด)) | ||
Theorem | pcexp 16791 | Prime power of an exponential. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Aug-2015.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ด โ โ โง ๐ด โ 0) โง ๐ โ โค) โ (๐ pCnt (๐ดโ๐)) = (๐ ยท (๐ pCnt ๐ด))) | ||
Theorem | pcxnn0cl 16792 | Extended nonnegative integer closure of the general prime count function. (Contributed by Jim Kingdon, 13-Oct-2024.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โค) โ (๐ pCnt ๐) โ โ0*) | ||
Theorem | pcxcl 16793 | Extended real closure of the general prime count function. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Oct-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โ) โ (๐ pCnt ๐) โ โ*) | ||
Theorem | pcge0 16794 | The prime count of an integer is greater than or equal to zero. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Oct-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โค) โ 0 โค (๐ pCnt ๐)) | ||
Theorem | pczdvds 16795 | Defining property of the prime count function. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0)) โ (๐โ(๐ pCnt ๐)) โฅ ๐) | ||
Theorem | pcdvds 16796 | Defining property of the prime count function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โ) โ (๐โ(๐ pCnt ๐)) โฅ ๐) | ||
Theorem | pczndvds 16797 | Defining property of the prime count function. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Oct-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0)) โ ยฌ (๐โ((๐ pCnt ๐) + 1)) โฅ ๐) | ||
Theorem | pcndvds 16798 | Defining property of the prime count function. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โ) โ ยฌ (๐โ((๐ pCnt ๐) + 1)) โฅ ๐) | ||
Theorem | pczndvds2 16799 | The remainder after dividing out all factors of ๐ is not divisible by ๐. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง (๐ โ โค โง ๐ โ 0)) โ ยฌ ๐ โฅ (๐ / (๐โ(๐ pCnt ๐)))) | ||
Theorem | pcndvds2 16800 | The remainder after dividing out all factors of ๐ is not divisible by ๐. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.) |
โข ((๐ โ โ โง ๐ โ โ) โ ยฌ ๐ โฅ (๐ / (๐โ(๐ pCnt ๐)))) |
< Previous Next > |
Copyright terms: Public domain | < Previous Next > |