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

Theorem pcmptdvds 16827
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 1918 . . . . . . . . . 10 β„²π‘š 𝐴 ∈ β„•0
3 nfcsb1v 3919 . . . . . . . . . . 11 β„²π‘›β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄
43nfel1 2920 . . . . . . . . . 10 β„²π‘›β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0
5 csbeq1a 3908 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = π‘š β†’ 𝐴 = β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄)
65eleq1d 2819 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = π‘š β†’ (𝐴 ∈ β„•0 ↔ β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0))
72, 4, 6cbvralw 3304 . . . . . . . . 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 3897 . . . . . . . . . 10 (π‘š = 𝑝 β†’ β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ = ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄)
109eleq1d 2819 . . . . . . . . 9 (π‘š = 𝑝 β†’ (β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0 ↔ ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0))
1110rspcv 3609 . . . . . . . 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 508 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄ ∈ β„•0)
1312nn0ge0d 12535 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 0 ≀ ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄)
14 0le0 12313 . . . . . 6 0 ≀ 0
15 breq2 5153 . . . . . . 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 5153 . . . . . . 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 4568 . . . . . 6 ((0 ≀ ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄ ∧ 0 ≀ 0) β†’ 0 ≀ if((𝑝 ≀ 𝑀 ∧ Β¬ 𝑝 ≀ 𝑁), ⦋𝑝 / π‘›β¦Œπ΄, 0))
1813, 14, 17sylancl 587 . . . . 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 2904 . . . . . . . 8 β„²π‘šif(𝑛 ∈ β„™, (𝑛↑𝐴), 1)
21 nfv 1918 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑛 π‘š ∈ β„™
22 nfcv 2904 . . . . . . . . . 10 β„²π‘›π‘š
23 nfcv 2904 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑛↑
2422, 23, 3nfov 7439 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑛(π‘šβ†‘β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄)
25 nfcv 2904 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑛1
2621, 24, 25nfif 4559 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑛if(π‘š ∈ β„™, (π‘šβ†‘β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄), 1)
27 eleq1w 2817 . . . . . . . . 9 (𝑛 = π‘š β†’ (𝑛 ∈ β„™ ↔ π‘š ∈ β„™))
28 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = π‘š β†’ 𝑛 = π‘š)
2928, 5oveq12d 7427 . . . . . . . . 9 (𝑛 = π‘š β†’ (𝑛↑𝐴) = (π‘šβ†‘β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄))
3027, 29ifbieq1d 4553 . . . . . . . 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 5260 . . . . . . 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 2761 . . . . . 6 𝐹 = (π‘š ∈ β„• ↦ if(π‘š ∈ β„™, (π‘šβ†‘β¦‹π‘š / π‘›β¦Œπ΄), 1))
338adantr 482 . . . . . 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 482 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 𝑁 ∈ β„•)
36 simpr 486 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 𝑝 ∈ β„™)
37 pcmptdvds.3 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘))
3837adantr 482 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘))
3932, 33, 35, 36, 9, 38pcmpt2 16826 . . . . 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 5177 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑝 ∈ β„™) β†’ 0 ≀ (𝑝 pCnt ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘))))
4140ralrimiva 3147 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘ ∈ β„™ 0 ≀ (𝑝 pCnt ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘))))
4219, 1pcmptcl 16824 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝐹:β„•βŸΆβ„• ∧ seq1( Β· , 𝐹):β„•βŸΆβ„•))
4342simprd 497 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ seq1( Β· , 𝐹):β„•βŸΆβ„•)
44 eluznn 12902 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ β„• ∧ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘)) β†’ 𝑀 ∈ β„•)
4534, 37, 44syl2anc 585 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„•)
4643, 45ffvelcdmd 7088 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) ∈ β„•)
4746nnzd 12585 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) ∈ β„€)
4843, 34ffvelcdmd 7088 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) ∈ β„•)
49 znq 12936 . . . . 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 585 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„š)
51 pcz 16814 . . . 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 257 . 2 (πœ‘ β†’ ((seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘€) / (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘)) ∈ β„€)
5448nnzd 12585 . . 3 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) ∈ β„€)
5548nnne0d 12262 . . 3 (πœ‘ β†’ (seq1( Β· , 𝐹)β€˜π‘) β‰  0)
56 dvdsval2 16200 . . 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 1372 . 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 257 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 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   β‰  wne 2941  βˆ€wral 3062  β¦‹csb 3894  ifcif 4529   class class class wbr 5149   ↦ cmpt 5232  βŸΆwf 6540  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  0cc0 11110  1c1 11111   Β· cmul 11115   ≀ cle 11249   / cdiv 11871  β„•cn 12212  β„•0cn0 12472  β„€cz 12558  β„€β‰₯cuz 12822  β„šcq 12932  seqcseq 13966  β†‘cexp 14027   βˆ₯ cdvds 16197  β„™cprime 16608   pCnt cpc 16769
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 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188
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 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-2o 8467  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9437  df-inf 9438  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-q 12933  df-rp 12975  df-fz 13485  df-fl 13757  df-mod 13835  df-seq 13967  df-exp 14028  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-dvds 16198  df-gcd 16436  df-prm 16609  df-pc 16770
This theorem is referenced by:  bposlem6  26792
  Copyright terms: Public domain W3C validator