MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pcadd2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pcadd2 16810
Description: The inequality of pcadd 16809 becomes an equality when one of the factors has prime count strictly less than the other. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jan-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
pcadd2.1 (𝜑𝑃 ∈ ℙ)
pcadd2.2 (𝜑𝐴 ∈ ℚ)
pcadd2.3 (𝜑𝐵 ∈ ℚ)
pcadd2.4 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵))
Assertion
Ref Expression
pcadd2 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) = (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))

Proof of Theorem pcadd2
StepHypRef Expression
1 pcadd2.1 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ ℙ)
2 pcadd2.2 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ ℚ)
3 pcxcl 16781 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ*)
41, 2, 3syl2anc 585 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ*)
5 pcadd2.3 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ ℚ)
6 qaddcl 12936 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
72, 5, 6syl2anc 585 . . 3 (𝜑 → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
8 pcxcl 16781 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ∈ ℝ*)
91, 7, 8syl2anc 585 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ∈ ℝ*)
10 pcxcl 16781 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*)
111, 5, 10syl2anc 585 . . . 4 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*)
12 pcadd2.4 . . . 4 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵))
134, 11, 12xrltled 13116 . . 3 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt 𝐵))
141, 2, 5, 13pcadd 16809 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
15 qnegcl 12937 . . . . 5 (𝐵 ∈ ℚ → -𝐵 ∈ ℚ)
165, 15syl 17 . . . 4 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℚ)
17 xrltnle 11268 . . . . . . . . . 10 (((𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ* ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*) → ((𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵) ↔ ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
184, 11, 17syl2anc 585 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵) ↔ ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
1912, 18mpbid 231 . . . . . . . 8 (𝜑 → ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴))
201adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → 𝑃 ∈ ℙ)
2116adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → -𝐵 ∈ ℚ)
227adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
23 pcneg 16794 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt -𝐵) = (𝑃 pCnt 𝐵))
241, 5, 23syl2anc 585 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑃 pCnt -𝐵) = (𝑃 pCnt 𝐵))
2524breq1d 5154 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ↔ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))))
2625biimpar 479 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → (𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
2720, 21, 22, 26pcadd 16809 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → (𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵))))
2827ex 414 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) → (𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵)))))
29 qcn 12934 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐵 ∈ ℚ → 𝐵 ∈ ℂ)
305, 29syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
3130negcld 11545 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℂ)
32 qcn 12934 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
332, 32syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
3431, 33, 30add12d 11427 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵)) = (𝐴 + (-𝐵 + 𝐵)))
3531, 30addcomd 11403 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (-𝐵 + 𝐵) = (𝐵 + -𝐵))
3630negidd 11548 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐵 + -𝐵) = 0)
3735, 36eqtrd 2773 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (-𝐵 + 𝐵) = 0)
3837oveq2d 7412 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 + (-𝐵 + 𝐵)) = (𝐴 + 0))
3933addridd 11401 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 + 0) = 𝐴)
4034, 38, 393eqtrd 2777 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵)) = 𝐴)
4140oveq2d 7412 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵))) = (𝑃 pCnt 𝐴))
4224, 41breq12d 5157 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵))) ↔ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
4328, 42sylibd 238 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) → (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
4419, 43mtod 197 . . . . . . 7 (𝜑 → ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
45 xrltnle 11268 . . . . . . . 8 (((𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ∈ ℝ* ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*) → ((𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) < (𝑃 pCnt 𝐵) ↔ ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))))
469, 11, 45syl2anc 585 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) < (𝑃 pCnt 𝐵) ↔ ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))))
4744, 46mpbird 257 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) < (𝑃 pCnt 𝐵))
489, 11, 47xrltled 13116 . . . . 5 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt 𝐵))
4948, 24breqtrrd 5172 . . . 4 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt -𝐵))
501, 7, 16, 49pcadd 16809 . . 3 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵)))
5133, 30, 31addassd 11223 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵) = (𝐴 + (𝐵 + -𝐵)))
5236oveq2d 7412 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 + (𝐵 + -𝐵)) = (𝐴 + 0))
5351, 52, 393eqtrd 2777 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵) = 𝐴)
5453oveq2d 7412 . . 3 (𝜑 → (𝑃 pCnt ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵)) = (𝑃 pCnt 𝐴))
5550, 54breqtrd 5170 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴))
564, 9, 14, 55xrletrid 13121 1 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) = (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 397   = wceq 1542  wcel 2107   class class class wbr 5144  (class class class)co 7396  cc 11095  0cc0 11097   + caddc 11100  *cxr 11234   < clt 11235  cle 11236  -cneg 11432  cq 12919  cprime 16595   pCnt cpc 16756
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 2704  ax-sep 5295  ax-nul 5302  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7712  ax-cnex 11153  ax-resscn 11154  ax-1cn 11155  ax-icn 11156  ax-addcl 11157  ax-addrcl 11158  ax-mulcl 11159  ax-mulrcl 11160  ax-mulcom 11161  ax-addass 11162  ax-mulass 11163  ax-distr 11164  ax-i2m1 11165  ax-1ne0 11166  ax-1rid 11167  ax-rnegex 11168  ax-rrecex 11169  ax-cnre 11170  ax-pre-lttri 11171  ax-pre-lttrn 11172  ax-pre-ltadd 11173  ax-pre-mulgt0 11174  ax-pre-sup 11175
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 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3776  df-csb 3892  df-dif 3949  df-un 3951  df-in 3953  df-ss 3963  df-pss 3965  df-nul 4321  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4905  df-iun 4995  df-br 5145  df-opab 5207  df-mpt 5228  df-tr 5262  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6292  df-ord 6359  df-on 6360  df-lim 6361  df-suc 6362  df-iota 6487  df-fun 6537  df-fn 6538  df-f 6539  df-f1 6540  df-fo 6541  df-f1o 6542  df-fv 6543  df-riota 7352  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-om 7843  df-1st 7962  df-2nd 7963  df-frecs 8253  df-wrecs 8284  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-2o 8454  df-er 8691  df-en 8928  df-dom 8929  df-sdom 8930  df-fin 8931  df-sup 9424  df-inf 9425  df-pnf 11237  df-mnf 11238  df-xr 11239  df-ltxr 11240  df-le 11241  df-sub 11433  df-neg 11434  df-div 11859  df-nn 12200  df-2 12262  df-3 12263  df-n0 12460  df-z 12546  df-uz 12810  df-q 12920  df-rp 12962  df-fl 13744  df-mod 13822  df-seq 13954  df-exp 14015  df-cj 15033  df-re 15034  df-im 15035  df-sqrt 15169  df-abs 15170  df-dvds 16185  df-gcd 16423  df-prm 16596  df-pc 16757
This theorem is referenced by:  sylow1lem1  19450
  Copyright terms: Public domain W3C validator