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

Theorem pcadd2 16924
Description: The inequality of pcadd 16923 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 16895 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ*)
41, 2, 3syl2anc 584 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ*)
5 pcadd2.3 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ ℚ)
6 qaddcl 13005 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
72, 5, 6syl2anc 584 . . 3 (𝜑 → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
8 pcxcl 16895 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ∈ ℝ*)
91, 7, 8syl2anc 584 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ∈ ℝ*)
10 pcxcl 16895 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*)
111, 5, 10syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*)
12 pcadd2.4 . . . 4 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵))
134, 11, 12xrltled 13189 . . 3 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt 𝐵))
141, 2, 5, 13pcadd 16923 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
15 qnegcl 13006 . . . . 5 (𝐵 ∈ ℚ → -𝐵 ∈ ℚ)
165, 15syl 17 . . . 4 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℚ)
17 xrltnle 11326 . . . . . . . . . 10 (((𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ* ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*) → ((𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵) ↔ ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
184, 11, 17syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵) ↔ ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
1912, 18mpbid 232 . . . . . . . 8 (𝜑 → ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴))
201adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → 𝑃 ∈ ℙ)
2116adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → -𝐵 ∈ ℚ)
227adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
23 pcneg 16908 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt -𝐵) = (𝑃 pCnt 𝐵))
241, 5, 23syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑃 pCnt -𝐵) = (𝑃 pCnt 𝐵))
2524breq1d 5158 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ↔ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))))
2625biimpar 477 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → (𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
2720, 21, 22, 26pcadd 16923 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → (𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵))))
2827ex 412 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) → (𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵)))))
29 qcn 13003 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐵 ∈ ℚ → 𝐵 ∈ ℂ)
305, 29syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
3130negcld 11605 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℂ)
32 qcn 13003 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
332, 32syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
3431, 33, 30add12d 11486 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵)) = (𝐴 + (-𝐵 + 𝐵)))
3531, 30addcomd 11461 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (-𝐵 + 𝐵) = (𝐵 + -𝐵))
3630negidd 11608 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐵 + -𝐵) = 0)
3735, 36eqtrd 2775 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (-𝐵 + 𝐵) = 0)
3837oveq2d 7447 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 + (-𝐵 + 𝐵)) = (𝐴 + 0))
3933addridd 11459 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 + 0) = 𝐴)
4034, 38, 393eqtrd 2779 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵)) = 𝐴)
4140oveq2d 7447 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵))) = (𝑃 pCnt 𝐴))
4224, 41breq12d 5161 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵))) ↔ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
4328, 42sylibd 239 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) → (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
4419, 43mtod 198 . . . . . . 7 (𝜑 → ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
45 xrltnle 11326 . . . . . . . 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 584 . . . . . . 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 13189 . . . . 5 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt 𝐵))
4948, 24breqtrrd 5176 . . . 4 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt -𝐵))
501, 7, 16, 49pcadd 16923 . . 3 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵)))
5133, 30, 31addassd 11281 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵) = (𝐴 + (𝐵 + -𝐵)))
5236oveq2d 7447 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 + (𝐵 + -𝐵)) = (𝐴 + 0))
5351, 52, 393eqtrd 2779 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵) = 𝐴)
5453oveq2d 7447 . . 3 (𝜑 → (𝑃 pCnt ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵)) = (𝑃 pCnt 𝐴))
5550, 54breqtrd 5174 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴))
564, 9, 14, 55xrletrid 13194 1 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) = (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1537  wcel 2106   class class class wbr 5148  (class class class)co 7431  cc 11151  0cc0 11153   + caddc 11156  *cxr 11292   < clt 11293  cle 11294  -cneg 11491  cq 12988  cprime 16705   pCnt cpc 16870
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-2o 8506  df-er 8744  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-sup 9480  df-inf 9481  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-n0 12525  df-z 12612  df-uz 12877  df-q 12989  df-rp 13033  df-fl 13829  df-mod 13907  df-seq 14040  df-exp 14100  df-cj 15135  df-re 15136  df-im 15137  df-sqrt 15271  df-abs 15272  df-dvds 16288  df-gcd 16529  df-prm 16706  df-pc 16871
This theorem is referenced by:  sylow1lem1  19631
  Copyright terms: Public domain W3C validator