Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ppiublem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ppiublem1 25786
 Description: Lemma for ppiub 25788. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
ppiublem1.1 (𝑁 ≤ 6 ∧ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) ∈ (𝑁...5) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
ppiublem1.2 𝑀 ∈ ℕ0
ppiublem1.3 𝑁 = (𝑀 + 1)
ppiublem1.4 (2 ∥ 𝑀 ∨ 3 ∥ 𝑀𝑀 ∈ {1, 5})
Assertion
Ref Expression
ppiublem1 (𝑀 ≤ 6 ∧ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) ∈ (𝑀...5) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))

Proof of Theorem ppiublem1
StepHypRef Expression
1 ppiublem1.1 . . . . . 6 (𝑁 ≤ 6 ∧ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) ∈ (𝑁...5) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
21simpli 487 . . . . 5 𝑁 ≤ 6
3 ppiublem1.3 . . . . 5 𝑁 = (𝑀 + 1)
4 df-6 11692 . . . . 5 6 = (5 + 1)
52, 3, 43brtr3i 5059 . . . 4 (𝑀 + 1) ≤ (5 + 1)
6 ppiublem1.2 . . . . . 6 𝑀 ∈ ℕ0
76nn0rei 11896 . . . . 5 𝑀 ∈ ℝ
8 5re 11712 . . . . 5 5 ∈ ℝ
9 1re 10630 . . . . 5 1 ∈ ℝ
107, 8, 9leadd1i 11184 . . . 4 (𝑀 ≤ 5 ↔ (𝑀 + 1) ≤ (5 + 1))
115, 10mpbir 234 . . 3 𝑀 ≤ 5
12 6re 11715 . . . 4 6 ∈ ℝ
13 5lt6 11806 . . . 4 5 < 6
148, 12, 13ltleii 10752 . . 3 5 ≤ 6
157, 8, 12letri 10758 . . 3 ((𝑀 ≤ 5 ∧ 5 ≤ 6) → 𝑀 ≤ 6)
1611, 14, 15mp2an 691 . 2 𝑀 ≤ 6
176nn0zi 11995 . . . . 5 𝑀 ∈ ℤ
18 5nn 11711 . . . . . 6 5 ∈ ℕ
1918nnzi 11994 . . . . 5 5 ∈ ℤ
20 eluz2 12237 . . . . 5 (5 ∈ (ℤ𝑀) ↔ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 5 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 5))
2117, 19, 11, 20mpbir3an 1338 . . . 4 5 ∈ (ℤ𝑀)
22 elfzp12 12981 . . . 4 (5 ∈ (ℤ𝑀) → ((𝑃 mod 6) ∈ (𝑀...5) ↔ ((𝑃 mod 6) = 𝑀 ∨ (𝑃 mod 6) ∈ ((𝑀 + 1)...5))))
2321, 22ax-mp 5 . . 3 ((𝑃 mod 6) ∈ (𝑀...5) ↔ ((𝑃 mod 6) = 𝑀 ∨ (𝑃 mod 6) ∈ ((𝑀 + 1)...5)))
24 ppiublem1.4 . . . . 5 (2 ∥ 𝑀 ∨ 3 ∥ 𝑀𝑀 ∈ {1, 5})
25 2nn 11698 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℕ
26 6nn 11714 . . . . . . . . . . 11 6 ∈ ℕ
27 prmz 16009 . . . . . . . . . . . 12 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
2827adantr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → 𝑃 ∈ ℤ)
29 3z 12003 . . . . . . . . . . . . . 14 3 ∈ ℤ
30 2z 12002 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℤ
31 dvdsmul2 15624 . . . . . . . . . . . . . 14 ((3 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ) → 2 ∥ (3 · 2))
3229, 30, 31mp2an 691 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∥ (3 · 2)
33 3t2e6 11791 . . . . . . . . . . . . 13 (3 · 2) = 6
3432, 33breqtri 5055 . . . . . . . . . . . 12 2 ∥ 6
35 dvdsmod 15670 . . . . . . . . . . . 12 (((2 ∈ ℕ ∧ 6 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℤ) ∧ 2 ∥ 6) → (2 ∥ (𝑃 mod 6) ↔ 2 ∥ 𝑃))
3634, 35mpan2 690 . . . . . . . . . . 11 ((2 ∈ ℕ ∧ 6 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℤ) → (2 ∥ (𝑃 mod 6) ↔ 2 ∥ 𝑃))
3725, 26, 28, 36mp3an12i 1462 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (2 ∥ (𝑃 mod 6) ↔ 2 ∥ 𝑃))
38 uzid 12246 . . . . . . . . . . . 12 (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ‘2))
3930, 38ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ (ℤ‘2)
40 simpl 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → 𝑃 ∈ ℙ)
41 dvdsprm 16037 . . . . . . . . . . 11 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 ∥ 𝑃 ↔ 2 = 𝑃))
4239, 40, 41sylancr 590 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (2 ∥ 𝑃 ↔ 2 = 𝑃))
4337, 42bitrd 282 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (2 ∥ (𝑃 mod 6) ↔ 2 = 𝑃))
44 simpr 488 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → 4 ≤ 𝑃)
45 breq2 5034 . . . . . . . . . . 11 (2 = 𝑃 → (4 ≤ 2 ↔ 4 ≤ 𝑃))
4644, 45syl5ibrcom 250 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (2 = 𝑃 → 4 ≤ 2))
47 2lt4 11800 . . . . . . . . . . . 12 2 < 4
48 2re 11699 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℝ
49 4re 11709 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℝ
5048, 49ltnlei 10750 . . . . . . . . . . . 12 (2 < 4 ↔ ¬ 4 ≤ 2)
5147, 50mpbi 233 . . . . . . . . . . 11 ¬ 4 ≤ 2
5251pm2.21i 119 . . . . . . . . . 10 (4 ≤ 2 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})
5346, 52syl6 35 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (2 = 𝑃 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}))
5443, 53sylbid 243 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (2 ∥ (𝑃 mod 6) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}))
55 breq2 5034 . . . . . . . . 9 ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → (2 ∥ (𝑃 mod 6) ↔ 2 ∥ 𝑀))
5655imbi1d 345 . . . . . . . 8 ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → ((2 ∥ (𝑃 mod 6) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}) ↔ (2 ∥ 𝑀 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
5754, 56syl5ibcom 248 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → (2 ∥ 𝑀 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
5857com3r 87 . . . . . 6 (2 ∥ 𝑀 → ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
59 3nn 11704 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ ℕ
60 dvdsmul1 15623 . . . . . . . . . . . . . 14 ((3 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ) → 3 ∥ (3 · 2))
6129, 30, 60mp2an 691 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∥ (3 · 2)
6261, 33breqtri 5055 . . . . . . . . . . . 12 3 ∥ 6
63 dvdsmod 15670 . . . . . . . . . . . 12 (((3 ∈ ℕ ∧ 6 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℤ) ∧ 3 ∥ 6) → (3 ∥ (𝑃 mod 6) ↔ 3 ∥ 𝑃))
6462, 63mpan2 690 . . . . . . . . . . 11 ((3 ∈ ℕ ∧ 6 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℤ) → (3 ∥ (𝑃 mod 6) ↔ 3 ∥ 𝑃))
6559, 26, 28, 64mp3an12i 1462 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (3 ∥ (𝑃 mod 6) ↔ 3 ∥ 𝑃))
66 df-3 11689 . . . . . . . . . . . 12 3 = (2 + 1)
67 peano2uz 12289 . . . . . . . . . . . . 13 (2 ∈ (ℤ‘2) → (2 + 1) ∈ (ℤ‘2))
6839, 67ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (2 + 1) ∈ (ℤ‘2)
6966, 68eqeltri 2886 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ (ℤ‘2)
70 dvdsprm 16037 . . . . . . . . . . 11 ((3 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (3 ∥ 𝑃 ↔ 3 = 𝑃))
7169, 40, 70sylancr 590 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (3 ∥ 𝑃 ↔ 3 = 𝑃))
7265, 71bitrd 282 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (3 ∥ (𝑃 mod 6) ↔ 3 = 𝑃))
73 breq2 5034 . . . . . . . . . . 11 (3 = 𝑃 → (4 ≤ 3 ↔ 4 ≤ 𝑃))
7444, 73syl5ibrcom 250 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (3 = 𝑃 → 4 ≤ 3))
75 3lt4 11799 . . . . . . . . . . . 12 3 < 4
76 3re 11705 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℝ
7776, 49ltnlei 10750 . . . . . . . . . . . 12 (3 < 4 ↔ ¬ 4 ≤ 3)
7875, 77mpbi 233 . . . . . . . . . . 11 ¬ 4 ≤ 3
7978pm2.21i 119 . . . . . . . . . 10 (4 ≤ 3 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})
8074, 79syl6 35 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (3 = 𝑃 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}))
8172, 80sylbid 243 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (3 ∥ (𝑃 mod 6) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}))
82 breq2 5034 . . . . . . . . 9 ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → (3 ∥ (𝑃 mod 6) ↔ 3 ∥ 𝑀))
8382imbi1d 345 . . . . . . . 8 ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → ((3 ∥ (𝑃 mod 6) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}) ↔ (3 ∥ 𝑀 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
8481, 83syl5ibcom 248 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → (3 ∥ 𝑀 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
8584com3r 87 . . . . . 6 (3 ∥ 𝑀 → ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
86 eleq1a 2885 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ {1, 5} → ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}))
8786a1d 25 . . . . . 6 (𝑀 ∈ {1, 5} → ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
8858, 85, 873jaoi 1424 . . . . 5 ((2 ∥ 𝑀 ∨ 3 ∥ 𝑀𝑀 ∈ {1, 5}) → ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
8924, 88ax-mp 5 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) = 𝑀 → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}))
903oveq1i 7145 . . . . . 6 (𝑁...5) = ((𝑀 + 1)...5)
9190eleq2i 2881 . . . . 5 ((𝑃 mod 6) ∈ (𝑁...5) ↔ (𝑃 mod 6) ∈ ((𝑀 + 1)...5))
921simpri 489 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) ∈ (𝑁...5) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}))
9391, 92syl5bir 246 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) ∈ ((𝑀 + 1)...5) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}))
9489, 93jaod 856 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → (((𝑃 mod 6) = 𝑀 ∨ (𝑃 mod 6) ∈ ((𝑀 + 1)...5)) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}))
9523, 94syl5bi 245 . 2 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) ∈ (𝑀...5) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5}))
9616, 95pm3.2i 474 1 (𝑀 ≤ 6 ∧ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 4 ≤ 𝑃) → ((𝑃 mod 6) ∈ (𝑀...5) → (𝑃 mod 6) ∈ {1, 5})))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∨ wo 844   ∨ w3o 1083   ∧ w3a 1084   = wceq 1538   ∈ wcel 2111  {cpr 4527   class class class wbr 5030  ‘cfv 6324  (class class class)co 7135  1c1 10527   + caddc 10529   · cmul 10531   < clt 10664   ≤ cle 10665  ℕcn 11625  2c2 11680  3c3 11681  4c4 11682  5c5 11683  6c6 11684  ℕ0cn0 11885  ℤcz 11969  ℤ≥cuz 12231  ...cfz 12885   mod cmo 13232   ∥ cdvds 15599  ℙcprime 16005 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 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604 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 4801  df-iun 4883  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-1o 8085  df-2o 8086  df-er 8272  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496  df-sup 8890  df-inf 8891  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-4 11690  df-5 11691  df-6 11692  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-rp 12378  df-fz 12886  df-fl 13157  df-mod 13233  df-seq 13365  df-exp 13426  df-cj 14450  df-re 14451  df-im 14452  df-sqrt 14586  df-abs 14587  df-dvds 15600  df-prm 16006 This theorem is referenced by:  ppiublem2  25787
 Copyright terms: Public domain W3C validator