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

Theorem pcmptdvds 16823
Description: The partial products of the prime power map form a divisibility chain. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
pcmpt.1 𝐹 = (𝑛 ∈ β„• ↦ if(𝑛 ∈ β„™, (𝑛↑𝐴), 1))
pcmpt.2 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘› ∈ β„™ 𝐴 ∈ β„•0)
pcmpt.3 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„•)
pcmptdvds.3 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘))
Assertion
Ref Expression
pcmptdvds (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) βˆ₯ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€))

Proof of Theorem pcmptdvds
Dummy variables π‘š 𝑝 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pcmpt.2 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘› ∈ β„™ 𝐴 ∈ β„•0)
2 nfv 1917 . . . . . . . . . 10 β„²π‘š 𝐴 ∈ β„•0
3 nfcsb1v 3917 . . . . . . . . . . 11 β„²π‘›β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄
43nfel1 2919 . . . . . . . . . 10 β„²π‘›β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0
5 csbeq1a 3906 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = π‘š β†’ 𝐴 = β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄)
65eleq1d 2818 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = π‘š β†’ (𝐴 ∈ β„•0 ↔ β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0))
72, 4, 6cbvralw 3303 . . . . . . . . 9 (βˆ€π‘› ∈ β„™ 𝐴 ∈ β„•0 ↔ βˆ€π‘š ∈ β„™ β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0)
81, 7sylib 217 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘š ∈ β„™ β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0)
9 csbeq1 3895 . . . . . . . . . 10 (π‘š = 𝑝 β†’ β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ = ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄)
109eleq1d 2818 . . . . . . . . 9 (π‘š = 𝑝 β†’ (β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0 ↔ ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0))
1110rspcv 3608 . . . . . . . 8 (𝑝 ∈ β„™ β†’ (βˆ€π‘š ∈ β„™ β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0 β†’ ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0))
128, 11mpan9 507 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0)
1312nn0ge0d 12531 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 0 ≀ ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄)
14 0le0 12309 . . . . . 6 0 ≀ 0
15 breq2 5151 . . . . . . 7 (⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄ = if((𝑝 ≀ 𝑀 ∧ Β¬ 𝑝 ≀ 𝑁), ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄, 0) β†’ (0 ≀ ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄ ↔ 0 ≀ if((𝑝 ≀ 𝑀 ∧ Β¬ 𝑝 ≀ 𝑁), ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄, 0)))
16 breq2 5151 . . . . . . 7 (0 = if((𝑝 ≀ 𝑀 ∧ Β¬ 𝑝 ≀ 𝑁), ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄, 0) β†’ (0 ≀ 0 ↔ 0 ≀ if((𝑝 ≀ 𝑀 ∧ Β¬ 𝑝 ≀ 𝑁), ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄, 0)))
1715, 16ifboth 4566 . . . . . 6 ((0 ≀ ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄ ∧ 0 ≀ 0) β†’ 0 ≀ if((𝑝 ≀ 𝑀 ∧ Β¬ 𝑝 ≀ 𝑁), ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄, 0))
1813, 14, 17sylancl 586 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 0 ≀ if((𝑝 ≀ 𝑀 ∧ Β¬ 𝑝 ≀ 𝑁), ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄, 0))
19 pcmpt.1 . . . . . . 7 𝐹 = (𝑛 ∈ β„• ↦ if(𝑛 ∈ β„™, (𝑛↑𝐴), 1))
20 nfcv 2903 . . . . . . . 8 β„²π‘šif(𝑛 ∈ β„™, (𝑛↑𝐴), 1)
21 nfv 1917 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑛 π‘š ∈ β„™
22 nfcv 2903 . . . . . . . . . 10 β„²π‘›π‘š
23 nfcv 2903 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑛↑
2422, 23, 3nfov 7435 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑛(π‘šβ†‘β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄)
25 nfcv 2903 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑛1
2621, 24, 25nfif 4557 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑛if(π‘š ∈ β„™, (π‘šβ†‘β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄), 1)
27 eleq1w 2816 . . . . . . . . 9 (𝑛 = π‘š β†’ (𝑛 ∈ β„™ ↔ π‘š ∈ β„™))
28 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = π‘š β†’ 𝑛 = π‘š)
2928, 5oveq12d 7423 . . . . . . . . 9 (𝑛 = π‘š β†’ (𝑛↑𝐴) = (π‘šβ†‘β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄))
3027, 29ifbieq1d 4551 . . . . . . . 8 (𝑛 = π‘š β†’ if(𝑛 ∈ β„™, (𝑛↑𝐴), 1) = if(π‘š ∈ β„™, (π‘šβ†‘β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄), 1))
3120, 26, 30cbvmpt 5258 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ β„• ↦ if(𝑛 ∈ β„™, (𝑛↑𝐴), 1)) = (π‘š ∈ β„• ↦ if(π‘š ∈ β„™, (π‘šβ†‘β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄), 1))
3219, 31eqtri 2760 . . . . . 6 𝐹 = (π‘š ∈ β„• ↦ if(π‘š ∈ β„™, (π‘šβ†‘β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄), 1))
338adantr 481 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ βˆ€π‘š ∈ β„™ β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0)
34 pcmpt.3 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„•)
3534adantr 481 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 𝑁 ∈ β„•)
36 simpr 485 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 𝑝 ∈ β„™)
37 pcmptdvds.3 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘))
3837adantr 481 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘))
3932, 33, 35, 36, 9, 38pcmpt2 16822 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ (𝑝 pCnt ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘))) = if((𝑝 ≀ 𝑀 ∧ Β¬ 𝑝 ≀ 𝑁), ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄, 0))
4018, 39breqtrrd 5175 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 0 ≀ (𝑝 pCnt ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘))))
4140ralrimiva 3146 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘ ∈ β„™ 0 ≀ (𝑝 pCnt ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘))))
4219, 1pcmptcl 16820 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝐹:β„•βŸΆβ„• ∧ seq1( Β· , 𝐹):β„•βŸΆβ„•))
4342simprd 496 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ seq1( Β· , 𝐹):β„•βŸΆβ„•)
44 eluznn 12898 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ β„• ∧ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘)) β†’ 𝑀 ∈ β„•)
4534, 37, 44syl2anc 584 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„•)
4643, 45ffvelcdmd 7084 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) ∈ β„•)
4746nnzd 12581 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) ∈ β„€)
4843, 34ffvelcdmd 7084 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) ∈ β„•)
49 znq 12932 . . . . 5 (((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) ∈ β„€ ∧ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) ∈ β„•) β†’ ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„š)
5047, 48, 49syl2anc 584 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„š)
51 pcz 16810 . . . 4 (((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„š β†’ (((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„€ ↔ βˆ€π‘ ∈ β„™ 0 ≀ (𝑝 pCnt ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)))))
5250, 51syl 17 . . 3 (πœ‘ β†’ (((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„€ ↔ βˆ€π‘ ∈ β„™ 0 ≀ (𝑝 pCnt ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)))))
5341, 52mpbird 256 . 2 (πœ‘ β†’ ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„€)
5448nnzd 12581 . . 3 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) ∈ β„€)
5548nnne0d 12258 . . 3 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) β‰  0)
56 dvdsval2 16196 . . 3 (((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) ∈ β„€ ∧ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) β‰  0 ∧ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) ∈ β„€) β†’ ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) βˆ₯ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) ↔ ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„€))
5754, 55, 47, 56syl3anc 1371 . 2 (πœ‘ β†’ ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) βˆ₯ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) ↔ ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„€))
5853, 57mpbird 256 1 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) βˆ₯ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2940  βˆ€wral 3061  β¦‹csb 3892  ifcif 4527   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  0cc0 11106  1c1 11107   Β· cmul 11111   ≀ cle 11245   / cdiv 11867  β„•cn 12208  β„•0cn0 12468  β„€cz 12554  β„€β‰₯cuz 12818  β„šcq 12928  seqcseq 13962  β†‘cexp 14023   βˆ₯ cdvds 16193  β„™cprime 16604   pCnt cpc 16765
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-inf 9434  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-fz 13481  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-dvds 16194  df-gcd 16432  df-prm 16605  df-pc 16766
This theorem is referenced by:  bposlem6  26781
  Copyright terms: Public domain W3C validator