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

 Description: The inequality of pcadd 16218 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
pcadd2.4 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵))
Assertion
Ref Expression
pcadd2 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) = (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))

StepHypRef Expression
1 pcadd2.1 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ ℙ)
2 pcadd2.2 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ ℚ)
3 pcxcl 16190 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ*)
41, 2, 3syl2anc 587 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ*)
5 pcadd2.3 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ ℚ)
6 qaddcl 12355 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
72, 5, 6syl2anc 587 . . 3 (𝜑 → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
8 pcxcl 16190 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ∈ ℝ*)
91, 7, 8syl2anc 587 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ∈ ℝ*)
10 pcxcl 16190 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*)
111, 5, 10syl2anc 587 . . . 4 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*)
12 pcadd2.4 . . . 4 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵))
134, 11, 12xrltled 12534 . . 3 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt 𝐵))
141, 2, 5, 13pcadd 16218 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
15 qnegcl 12356 . . . . 5 (𝐵 ∈ ℚ → -𝐵 ∈ ℚ)
165, 15syl 17 . . . 4 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℚ)
17 xrltnle 10700 . . . . . . . . . 10 (((𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℝ* ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ∈ ℝ*) → ((𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵) ↔ ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
184, 11, 17syl2anc 587 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑃 pCnt 𝐴) < (𝑃 pCnt 𝐵) ↔ ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
1912, 18mpbid 235 . . . . . . . 8 (𝜑 → ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴))
201adantr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → 𝑃 ∈ ℙ)
2116adantr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → -𝐵 ∈ ℚ)
227adantr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℚ)
23 pcneg 16203 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝑃 pCnt -𝐵) = (𝑃 pCnt 𝐵))
241, 5, 23syl2anc 587 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑃 pCnt -𝐵) = (𝑃 pCnt 𝐵))
2524breq1d 5041 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ↔ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))))
2625biimpar 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → (𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
2720, 21, 22, 26pcadd 16218 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))) → (𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵))))
2827ex 416 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) → (𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵)))))
29 qcn 12353 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐵 ∈ ℚ → 𝐵 ∈ ℂ)
305, 29syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
3130negcld 10976 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → -𝐵 ∈ ℂ)
32 qcn 12353 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
332, 32syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
3431, 33, 30add12d 10858 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵)) = (𝐴 + (-𝐵 + 𝐵)))
3531, 30addcomd 10834 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (-𝐵 + 𝐵) = (𝐵 + -𝐵))
3630negidd 10979 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐵 + -𝐵) = 0)
3735, 36eqtrd 2833 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (-𝐵 + 𝐵) = 0)
3837oveq2d 7152 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 + (-𝐵 + 𝐵)) = (𝐴 + 0))
3933addid1d 10832 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 + 0) = 𝐴)
4034, 38, 393eqtrd 2837 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵)) = 𝐴)
4140oveq2d 7152 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵))) = (𝑃 pCnt 𝐴))
4224, 41breq12d 5044 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑃 pCnt -𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (-𝐵 + (𝐴 + 𝐵))) ↔ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
4328, 42sylibd 242 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) → (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴)))
4419, 43mtod 201 . . . . . . 7 (𝜑 → ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
45 xrltnle 10700 . . . . . . . 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 587 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) < (𝑃 pCnt 𝐵) ↔ ¬ (𝑃 pCnt 𝐵) ≤ (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵))))
4744, 46mpbird 260 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) < (𝑃 pCnt 𝐵))
489, 11, 47xrltled 12534 . . . . 5 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt 𝐵))
4948, 24breqtrrd 5059 . . . 4 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt -𝐵))
501, 7, 16, 49pcadd 16218 . . 3 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵)))
5133, 30, 31addassd 10655 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵) = (𝐴 + (𝐵 + -𝐵)))
5236oveq2d 7152 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 + (𝐵 + -𝐵)) = (𝐴 + 0))
5351, 52, 393eqtrd 2837 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵) = 𝐴)
5453oveq2d 7152 . . 3 (𝜑 → (𝑃 pCnt ((𝐴 + 𝐵) + -𝐵)) = (𝑃 pCnt 𝐴))
5550, 54breqtrd 5057 . 2 (𝜑 → (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)) ≤ (𝑃 pCnt 𝐴))
564, 9, 14, 55xrletrid 12539 1 (𝜑 → (𝑃 pCnt 𝐴) = (𝑃 pCnt (𝐴 + 𝐵)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2111   class class class wbr 5031  (class class class)co 7136  ℂcc 10527  0cc0 10529   + caddc 10532  ℝ*cxr 10666   < clt 10667   ≤ cle 10668  -cneg 10863  ℚcq 12339  ℙcprime 16008   pCnt cpc 16166 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-sep 5168  ax-nul 5175  ax-pow 5232  ax-pr 5296  ax-un 7444  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606  ax-pre-sup 10607 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4802  df-iun 4884  df-br 5032  df-opab 5094  df-mpt 5112  df-tr 5138  df-id 5426  df-eprel 5431  df-po 5439  df-so 5440  df-fr 5479  df-we 5481  df-xp 5526  df-rel 5527  df-cnv 5528  df-co 5529  df-dm 5530  df-rn 5531  df-res 5532  df-ima 5533  df-pred 6117  df-ord 6163  df-on 6164  df-lim 6165  df-suc 6166  df-iota 6284  df-fun 6327  df-fn 6328  df-f 6329  df-f1 6330  df-fo 6331  df-f1o 6332  df-fv 6333  df-riota 7094  df-ov 7139  df-oprab 7140  df-mpo 7141  df-om 7564  df-1st 7674  df-2nd 7675  df-wrecs 7933  df-recs 7994  df-rdg 8032  df-1o 8088  df-2o 8089  df-er 8275  df-en 8496  df-dom 8497  df-sdom 8498  df-fin 8499  df-sup 8893  df-inf 8894  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11629  df-2 11691  df-3 11692  df-n0 11889  df-z 11973  df-uz 12235  df-q 12340  df-rp 12381  df-fl 13160  df-mod 13236  df-seq 13368  df-exp 13429  df-cj 14453  df-re 14454  df-im 14455  df-sqrt 14589  df-abs 14590  df-dvds 15603  df-gcd 15837  df-prm 16009  df-pc 16167 This theorem is referenced by:  sylow1lem1  18719
 Copyright terms: Public domain W3C validator