Theorem pcprod 16085

Description: The product of the primes taken to their respective powers reconstructs the original number. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2014.)

Hypothesis

Ref	Expression
pcprod.1	⊢ 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑(𝑛 pCnt 𝑁)), 1))

Assertion

Ref	Expression
pcprod	⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑁) = 𝑁)

Distinct variable group:   𝑛,𝑁

Allowed substitution hint:   𝐹(𝑛)

Proof of Theorem pcprod

Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pcprod.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ if(𝑛 ∈ ℙ, (𝑛↑(𝑛 pCnt 𝑁)), 1))
2		pccl 16040	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑛 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑛 pCnt 𝑁) ∈ ℕ0)
3	2	ancoms 451	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℙ) → (𝑛 pCnt 𝑁) ∈ ℕ0)
4	3	ralrimiva 3125	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑛 ∈ ℙ (𝑛 pCnt 𝑁) ∈ ℕ0)
5	4	adantl 474	. . . . . 6 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ∀𝑛 ∈ ℙ (𝑛 pCnt 𝑁) ∈ ℕ0)
6		simpr 477	. . . . . 6 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℕ)
7		simpl 475	. . . . . 6 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑝 ∈ ℙ)
8		oveq1 6981	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑝 → (𝑛 pCnt 𝑁) = (𝑝 pCnt 𝑁))
9	1, 5, 6, 7, 8	pcmpt 16082	. . . . 5 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑝 pCnt (seq1( · , 𝐹)‘𝑁)) = if(𝑝 ≤ 𝑁, (𝑝 pCnt 𝑁), 0))
10		iftrue 4350	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝 ≤ 𝑁 → if(𝑝 ≤ 𝑁, (𝑝 pCnt 𝑁), 0) = (𝑝 pCnt 𝑁))
11	10	adantl 474	. . . . . 6 ⊢ (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ 𝑝 ≤ 𝑁) → if(𝑝 ≤ 𝑁, (𝑝 pCnt 𝑁), 0) = (𝑝 pCnt 𝑁))
12		iffalse 4353	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝑝 ≤ 𝑁 → if(𝑝 ≤ 𝑁, (𝑝 pCnt 𝑁), 0) = 0)
13	12	adantl 474	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁) → if(𝑝 ≤ 𝑁, (𝑝 pCnt 𝑁), 0) = 0)
14		prmz 15873	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ)
15		dvdsle 15518	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑝 ∥ 𝑁 → 𝑝 ≤ 𝑁))
16	14, 15	sylan 572	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑝 ∥ 𝑁 → 𝑝 ≤ 𝑁))
17	16	con3dimp 400	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁) → ¬ 𝑝 ∥ 𝑁)
18		pceq0 16061	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝑝 pCnt 𝑁) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁))
19	18	adantr 473	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁) → ((𝑝 pCnt 𝑁) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁))
20	17, 19	mpbird 249	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁) → (𝑝 pCnt 𝑁) = 0)
21	13, 20	eqtr4d 2810	. . . . . 6 ⊢ (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁) → if(𝑝 ≤ 𝑁, (𝑝 pCnt 𝑁), 0) = (𝑝 pCnt 𝑁))
22	11, 21	pm2.61dan 801	. . . . 5 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → if(𝑝 ≤ 𝑁, (𝑝 pCnt 𝑁), 0) = (𝑝 pCnt 𝑁))
23	9, 22	eqtrd 2807	. . . 4 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑝 pCnt (seq1( · , 𝐹)‘𝑁)) = (𝑝 pCnt 𝑁))
24	23	ancoms 451	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 pCnt (seq1( · , 𝐹)‘𝑁)) = (𝑝 pCnt 𝑁))
25	24	ralrimiva 3125	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt (seq1( · , 𝐹)‘𝑁)) = (𝑝 pCnt 𝑁))
26	1, 4	pcmptcl 16081	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝐹:ℕ⟶ℕ ∧ seq1( · , 𝐹):ℕ⟶ℕ))
27	26	simprd 488	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → seq1( · , 𝐹):ℕ⟶ℕ)
28		ffvelrn 6672	. . . . 5 ⊢ ((seq1( · , 𝐹):ℕ⟶ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (seq1( · , 𝐹)‘𝑁) ∈ ℕ)
29	27, 28	mpancom 676	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑁) ∈ ℕ)
30	29	nnnn0d 11765	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑁) ∈ ℕ0)
31		nnnn0 11713	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
32		pc11 16070	. . 3 ⊢ (((seq1( · , 𝐹)‘𝑁) ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((seq1( · , 𝐹)‘𝑁) = 𝑁 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt (seq1( · , 𝐹)‘𝑁)) = (𝑝 pCnt 𝑁)))
33	30, 31, 32	syl2anc 576	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((seq1( · , 𝐹)‘𝑁) = 𝑁 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt (seq1( · , 𝐹)‘𝑁)) = (𝑝 pCnt 𝑁)))
34	25, 33	mpbird 249	1 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑁) = 𝑁)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 387   = wceq 1508   ∈ wcel 2051  ∀wral 3081  ifcif 4344   class class class wbr 4925   ↦ cmpt 5004  ⟶wf 6181  ‘cfv 6185  (class class class)co 6974  0cc0 10333  1c1 10334   · cmul 10338   ≤ cle 10473  ℕcn 11437  ℕ₀cn0 11705  ℤcz 11791  seqcseq 13182  ↑cexp 13242   ∥ cdvds 15465  ℙcprime 15869   pCnt cpc 16027

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1759  ax-4 1773  ax-5 1870  ax-6 1929  ax-7 1966  ax-8 2053  ax-9 2060  ax-10 2080  ax-11 2094  ax-12 2107  ax-13 2302  ax-ext 2743  ax-sep 5056  ax-nul 5063  ax-pow 5115  ax-pr 5182  ax-un 7277  ax-cnex 10389  ax-resscn 10390  ax-1cn 10391  ax-icn 10392  ax-addcl 10393  ax-addrcl 10394  ax-mulcl 10395  ax-mulrcl 10396  ax-mulcom 10397  ax-addass 10398  ax-mulass 10399  ax-distr 10400  ax-i2m1 10401  ax-1ne0 10402  ax-1rid 10403  ax-rnegex 10404  ax-rrecex 10405  ax-cnre 10406  ax-pre-lttri 10407  ax-pre-lttrn 10408  ax-pre-ltadd 10409  ax-pre-mulgt0 10410  ax-pre-sup 10411

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 835  df-3or 1070  df-3an 1071  df-tru 1511  df-fal 1521  df-ex 1744  df-nf 1748  df-sb 2017  df-mo 2548  df-eu 2585  df-clab 2752  df-cleq 2764  df-clel 2839  df-nfc 2911  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3086  df-rex 3087  df-reu 3088  df-rmo 3089  df-rab 3090  df-v 3410  df-sbc 3675  df-csb 3780  df-dif 3825  df-un 3827  df-in 3829  df-ss 3836  df-pss 3838  df-nul 4173  df-if 4345  df-pw 4418  df-sn 4436  df-pr 4438  df-tp 4440  df-op 4442  df-uni 4709  df-iun 4790  df-br 4926  df-opab 4988  df-mpt 5005  df-tr 5027  df-id 5308  df-eprel 5313  df-po 5322  df-so 5323  df-fr 5362  df-we 5364  df-xp 5409  df-rel 5410  df-cnv 5411  df-co 5412  df-dm 5413  df-rn 5414  df-res 5415  df-ima 5416  df-pred 5983  df-ord 6029  df-on 6030  df-lim 6031  df-suc 6032  df-iota 6149  df-fun 6187  df-fn 6188  df-f 6189  df-f1 6190  df-fo 6191  df-f1o 6192  df-fv 6193  df-riota 6935  df-ov 6977  df-oprab 6978  df-mpo 6979  df-om 7395  df-1st 7499  df-2nd 7500  df-wrecs 7748  df-recs 7810  df-rdg 7848  df-1o 7903  df-2o 7904  df-er 8087  df-en 8305  df-dom 8306  df-sdom 8307  df-fin 8308  df-sup 8699  df-inf 8700  df-pnf 10474  df-mnf 10475  df-xr 10476  df-ltxr 10477  df-le 10478  df-sub 10670  df-neg 10671  df-div 11097  df-nn 11438  df-2 11501  df-3 11502  df-n0 11706  df-z 11792  df-uz 12057  df-q 12161  df-rp 12203  df-fz 12707  df-fl 12975  df-mod 13051  df-seq 13183  df-exp 13243  df-cj 14317  df-re 14318  df-im 14319  df-sqrt 14453  df-abs 14454  df-dvds 15466  df-gcd 15702  df-prm 15870  df-pc 16028

This theorem is referenced by:  pclogsum  25508