Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  nfermltlrev Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nfermltlrev 48304
Description: Fermat's little theorem reversed is not generally true: There are integers 𝑎 and 𝑝 so that "𝑝 is prime" does not follow from 𝑎𝑝𝑎 (mod 𝑝). (Contributed by AV, 3-Jun-2023.)
Assertion
Ref Expression
nfermltlrev 𝑎 ∈ ℤ ∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((𝑎𝑝) mod 𝑝) = (𝑎 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)
Distinct variable group:   𝑝,𝑎

Proof of Theorem nfermltlrev
StepHypRef Expression
1 8nn 12299 . . . 4 8 ∈ ℕ
21elexi 3466 . . 3 8 ∈ V
3 eleq1 2840 . . . 4 (𝑎 = 8 → (𝑎 ∈ ℤ ↔ 8 ∈ ℤ))
4 oveq1 7388 . . . . . . . . 9 (𝑎 = 8 → (𝑎𝑝) = (8↑𝑝))
54oveq1d 7396 . . . . . . . 8 (𝑎 = 8 → ((𝑎𝑝) mod 𝑝) = ((8↑𝑝) mod 𝑝))
6 oveq1 7388 . . . . . . . 8 (𝑎 = 8 → (𝑎 mod 𝑝) = (8 mod 𝑝))
75, 6eqeq12d 2768 . . . . . . 7 (𝑎 = 8 → (((𝑎𝑝) mod 𝑝) = (𝑎 mod 𝑝) ↔ ((8↑𝑝) mod 𝑝) = (8 mod 𝑝)))
87imbi1d 343 . . . . . 6 (𝑎 = 8 → ((((𝑎𝑝) mod 𝑝) = (𝑎 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ) ↔ (((8↑𝑝) mod 𝑝) = (8 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)))
98notbid 320 . . . . 5 (𝑎 = 8 → (¬ (((𝑎𝑝) mod 𝑝) = (𝑎 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ) ↔ ¬ (((8↑𝑝) mod 𝑝) = (8 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)))
109rexbidv 3176 . . . 4 (𝑎 = 8 → (∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((𝑎𝑝) mod 𝑝) = (𝑎 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ) ↔ ∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((8↑𝑝) mod 𝑝) = (8 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)))
113, 10anbi12d 640 . . 3 (𝑎 = 8 → ((𝑎 ∈ ℤ ∧ ∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((𝑎𝑝) mod 𝑝) = (𝑎 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)) ↔ (8 ∈ ℤ ∧ ∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((8↑𝑝) mod 𝑝) = (8 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ))))
121nnzi 12581 . . . 4 8 ∈ ℤ
13 nfermltl8rev 48302 . . . 4 𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((8↑𝑝) mod 𝑝) = (8 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)
1412, 13pm3.2i 473 . . 3 (8 ∈ ℤ ∧ ∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((8↑𝑝) mod 𝑝) = (8 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ))
152, 11, 14ceqsexv2d 3493 . 2 𝑎(𝑎 ∈ ℤ ∧ ∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((𝑎𝑝) mod 𝑝) = (𝑎 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ))
16 df-rex 3077 . 2 (∃𝑎 ∈ ℤ ∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((𝑎𝑝) mod 𝑝) = (𝑎 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ) ↔ ∃𝑎(𝑎 ∈ ℤ ∧ ∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((𝑎𝑝) mod 𝑝) = (𝑎 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)))
1715, 16mpbir 233 1 𝑎 ∈ ℤ ∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((𝑎𝑝) mod 𝑝) = (𝑎 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 398   = wceq 1550  wex 1789  wcel 2132  wrex 3076  cfv 6506  (class class class)co 7381  cn 12196  3c3 12259  8c8 12264  cz 12554  cuz 12825   mod cmo 13865  cexp 14060  cprime 16677
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1805  ax-4 1819  ax-5 1920  ax-6 1977  ax-7 2018  ax-8 2134  ax-9 2142  ax-10 2165  ax-11 2181  ax-12 2202  ax-ext 2724  ax-sep 5236  ax-nul 5246  ax-pow 5312  ax-pr 5380  ax-un 7703  ax-cnex 11115  ax-resscn 11116  ax-1cn 11117  ax-icn 11118  ax-addcl 11119  ax-addrcl 11120  ax-mulcl 11121  ax-mulrcl 11122  ax-mulcom 11123  ax-addass 11124  ax-mulass 11125  ax-distr 11126  ax-i2m1 11127  ax-1ne0 11128  ax-1rid 11129  ax-rnegex 11130  ax-rrecex 11131  ax-cnre 11132  ax-pre-lttri 11133  ax-pre-lttrn 11134  ax-pre-ltadd 11135  ax-pre-mulgt0 11136  ax-pre-sup 11137
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 857  df-3or 1096  df-3an 1097  df-tru 1553  df-fal 1563  df-ex 1790  df-nf 1794  df-sb 2081  df-mo 2556  df-eu 2586  df-clab 2731  df-cleq 2744  df-clel 2827  df-nfc 2901  df-ne 2948  df-nel 3052  df-ral 3067  df-rex 3077  df-rmo 3357  df-reu 3358  df-rab 3405  df-v 3446  df-sbc 3736  df-csb 3844  df-dif 3898  df-un 3900  df-in 3902  df-ss 3912  df-pss 3915  df-nul 4277  df-if 4471  df-pw 4547  df-sn 4573  df-pr 4575  df-op 4579  df-uni 4856  df-iun 4941  df-br 5091  df-opab 5153  df-mpt 5172  df-tr 5198  df-id 5531  df-eprel 5536  df-po 5544  df-so 5545  df-fr 5589  df-we 5591  df-xp 5642  df-rel 5643  df-cnv 5644  df-co 5645  df-dm 5646  df-rn 5647  df-res 5648  df-ima 5649  df-pred 6273  df-ord 6334  df-on 6335  df-lim 6336  df-suc 6337  df-iota 6462  df-fun 6508  df-fn 6509  df-f 6510  df-f1 6511  df-fo 6512  df-f1o 6513  df-fv 6514  df-riota 7338  df-ov 7384  df-oprab 7385  df-mpo 7386  df-om 7832  df-2nd 7956  df-frecs 8246  df-wrecs 8277  df-recs 8326  df-rdg 8365  df-1o 8421  df-2o 8422  df-er 8662  df-en 8913  df-dom 8914  df-sdom 8915  df-fin 8916  df-sup 9374  df-inf 9375  df-pnf 11204  df-mnf 11205  df-xr 11206  df-ltxr 11207  df-le 11208  df-sub 11402  df-neg 11403  df-div 11831  df-nn 12197  df-2 12266  df-3 12267  df-4 12268  df-5 12269  df-6 12270  df-7 12271  df-8 12272  df-9 12273  df-n0 12468  df-z 12555  df-dec 12675  df-uz 12826  df-rp 12980  df-fl 13788  df-mod 13866  df-seq 14001  df-exp 14061  df-cj 15098  df-re 15099  df-im 15100  df-sqrt 15234  df-abs 15235  df-dvds 16259  df-prm 16678
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator