Theorem pcprmpw 16825

Description: Self-referential expression for a prime power. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jan-2015.)

Assertion

Ref	Expression
pcprmpw	⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃↑𝑛) ↔ 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝑃,𝑛

Proof of Theorem pcprmpw

Step	Hyp	Ref	Expression
1		prmz 16616	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
2	1	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → 𝑃 ∈ ℤ)
3		zexpcl 14013	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑𝑛) ∈ ℤ)
4	2, 3	sylan 581	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑𝑛) ∈ ℤ)
5		iddvds 16210	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃↑𝑛) ∈ ℤ → (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑃↑𝑛))
6	4, 5	syl 17	. . . . 5 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑃↑𝑛))
7		breq1 5103	. . . . 5 ⊢ (𝐴 = (𝑃↑𝑛) → (𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ (𝑃↑𝑛) ∥ (𝑃↑𝑛)))
8	6, 7	syl5ibrcom 247	. . . 4 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐴 = (𝑃↑𝑛) → 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛)))
9	8	reximdva 3151	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃↑𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛)))
10		pcprmpw2 16824	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 ∥ (𝑃↑𝑛) ↔ 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
11	9, 10	sylibd 239	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃↑𝑛) → 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))
12		pccl 16791	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0)
13		oveq2 7378	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = (𝑃 pCnt 𝐴) → (𝑃↑𝑛) = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)))
14	13	rspceeqv 3601	. . . 4 ⊢ (((𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃↑𝑛))
15	14	ex 412	. . 3 ⊢ ((𝑃 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0 → (𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃↑𝑛)))
16	12, 15	syl 17	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃↑𝑛)))
17	11, 16	impbid 212	1 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝐴 = (𝑃↑𝑛) ↔ 𝐴 = (𝑃↑(𝑃 pCnt 𝐴))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ∃wrex 3062   class class class wbr 5100  (class class class)co 7370  ℕcn 12159  ℕ₀cn0 12415  ℤcz 12502  ↑cexp 13998   ∥ cdvds 16193  ℙcprime 16612   pCnt cpc 16778

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5314  ax-pr 5381  ax-un 7692  ax-cnex 11096  ax-resscn 11097  ax-1cn 11098  ax-icn 11099  ax-addcl 11100  ax-addrcl 11101  ax-mulcl 11102  ax-mulrcl 11103  ax-mulcom 11104  ax-addass 11105  ax-mulass 11106  ax-distr 11107  ax-i2m1 11108  ax-1ne0 11109  ax-1rid 11110  ax-rnegex 11111  ax-rrecex 11112  ax-cnre 11113  ax-pre-lttri 11114  ax-pre-lttrn 11115  ax-pre-ltadd 11116  ax-pre-mulgt0 11117  ax-pre-sup 11118

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5529  df-eprel 5534  df-po 5542  df-so 5543  df-fr 5587  df-we 5589  df-xp 5640  df-rel 5641  df-cnv 5642  df-co 5643  df-dm 5644  df-rn 5645  df-res 5646  df-ima 5647  df-pred 6269  df-ord 6330  df-on 6331  df-lim 6332  df-suc 6333  df-iota 6458  df-fun 6504  df-fn 6505  df-f 6506  df-f1 6507  df-fo 6508  df-f1o 6509  df-fv 6510  df-riota 7327  df-ov 7373  df-oprab 7374  df-mpo 7375  df-om 7821  df-1st 7945  df-2nd 7946  df-frecs 8235  df-wrecs 8266  df-recs 8315  df-rdg 8353  df-1o 8409  df-2o 8410  df-er 8647  df-en 8898  df-dom 8899  df-sdom 8900  df-fin 8901  df-sup 9359  df-inf 9360  df-pnf 11182  df-mnf 11183  df-xr 11184  df-ltxr 11185  df-le 11186  df-sub 11380  df-neg 11381  df-div 11809  df-nn 12160  df-2 12222  df-3 12223  df-n0 12416  df-z 12503  df-uz 12766  df-q 12876  df-rp 12920  df-fz 13438  df-fl 13726  df-mod 13804  df-seq 13939  df-exp 13999  df-cj 15036  df-re 15037  df-im 15038  df-sqrt 15172  df-abs 15173  df-dvds 16194  df-gcd 16436  df-prm 16613  df-pc 16779

This theorem is referenced by:  pgpfi1  19541  pgpfi  19551  pgpfi2  19552  fislw  19571  aks5lem8  42600