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

Theorem prmdvdsexp 16659
Description: A prime divides a positive power of an integer iff it divides the integer. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 17-Jul-2014.)
Assertion
Ref Expression
prmdvdsexp ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))

Proof of Theorem prmdvdsexp
Dummy variables ๐‘š ๐‘˜ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 7413 . . . . . . 7 (๐‘š = 1 โ†’ (๐ดโ†‘๐‘š) = (๐ดโ†‘1))
21breq2d 5153 . . . . . 6 (๐‘š = 1 โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘1)))
32bibi1d 343 . . . . 5 (๐‘š = 1 โ†’ ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†” (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘1) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
43imbi2d 340 . . . 4 (๐‘š = 1 โ†’ (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)) โ†” ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘1) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))))
5 oveq2 7413 . . . . . . 7 (๐‘š = ๐‘˜ โ†’ (๐ดโ†‘๐‘š) = (๐ดโ†‘๐‘˜))
65breq2d 5153 . . . . . 6 (๐‘š = ๐‘˜ โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜)))
76bibi1d 343 . . . . 5 (๐‘š = ๐‘˜ โ†’ ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†” (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
87imbi2d 340 . . . 4 (๐‘š = ๐‘˜ โ†’ (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)) โ†” ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))))
9 oveq2 7413 . . . . . . 7 (๐‘š = (๐‘˜ + 1) โ†’ (๐ดโ†‘๐‘š) = (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)))
109breq2d 5153 . . . . . 6 (๐‘š = (๐‘˜ + 1) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1))))
1110bibi1d 343 . . . . 5 (๐‘š = (๐‘˜ + 1) โ†’ ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†” (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
1211imbi2d 340 . . . 4 (๐‘š = (๐‘˜ + 1) โ†’ (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)) โ†” ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))))
13 oveq2 7413 . . . . . . 7 (๐‘š = ๐‘ โ†’ (๐ดโ†‘๐‘š) = (๐ดโ†‘๐‘))
1413breq2d 5153 . . . . . 6 (๐‘š = ๐‘ โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘)))
1514bibi1d 343 . . . . 5 (๐‘š = ๐‘ โ†’ ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†” (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
1615imbi2d 340 . . . 4 (๐‘š = ๐‘ โ†’ (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘š) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)) โ†” ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))))
17 zcn 12567 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ โ„ค โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
1817adantl 481 . . . . . 6 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
1918exp1d 14111 . . . . 5 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐ดโ†‘1) = ๐ด)
2019breq2d 5153 . . . 4 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘1) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))
21 nnnn0 12483 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0)
22 expp1 14039 . . . . . . . . . 10 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) = ((๐ดโ†‘๐‘˜) ยท ๐ด))
2318, 21, 22syl2an 595 . . . . . . . . 9 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) = ((๐ดโ†‘๐‘˜) ยท ๐ด))
2423breq2d 5153 . . . . . . . 8 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ((๐ดโ†‘๐‘˜) ยท ๐ด)))
25 simpll 764 . . . . . . . . 9 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™)
26 simpr 484 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
27 zexpcl 14047 . . . . . . . . . 10 ((๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐ดโ†‘๐‘˜) โˆˆ โ„ค)
2826, 21, 27syl2an 595 . . . . . . . . 9 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐ดโ†‘๐‘˜) โˆˆ โ„ค)
29 simplr 766 . . . . . . . . 9 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
30 euclemma 16657 . . . . . . . . 9 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง (๐ดโ†‘๐‘˜) โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ ((๐ดโ†‘๐‘˜) ยท ๐ด) โ†” (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โˆจ ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
3125, 28, 29, 30syl3anc 1368 . . . . . . . 8 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ ((๐ดโ†‘๐‘˜) ยท ๐ด) โ†” (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โˆจ ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
3224, 31bitrd 279 . . . . . . 7 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) โ†” (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โˆจ ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
33 orbi1 914 . . . . . . . . 9 ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†’ ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โˆจ ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†” (๐‘ƒ โˆฅ ๐ด โˆจ ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
34 oridm 901 . . . . . . . . 9 ((๐‘ƒ โˆฅ ๐ด โˆจ ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)
3533, 34bitrdi 287 . . . . . . . 8 ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†’ ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โˆจ ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))
3635bibi2d 342 . . . . . . 7 ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†’ ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) โ†” (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โˆจ ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)) โ†” (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
3732, 36syl5ibcom 244 . . . . . 6 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
3837expcom 413 . . . . 5 (๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†’ ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))))
3938a2d 29 . . . 4 (๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†’ (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘˜) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)) โ†’ ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘(๐‘˜ + 1)) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))))
404, 8, 12, 16, 20, 39nnind 12234 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด)))
4140impcom 407 . 2 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))
42413impa 1107 1 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ƒ โˆฅ (๐ดโ†‘๐‘) โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ๐ด))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 395   โˆจ wo 844   โˆง w3a 1084   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098   class class class wbr 5141  (class class class)co 7405  โ„‚cc 11110  1c1 11113   + caddc 11115   ยท cmul 11117  โ„•cn 12216  โ„•0cn0 12476  โ„คcz 12562  โ†‘cexp 14032   โˆฅ cdvds 16204  โ„™cprime 16615
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7853  df-2nd 7975  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-2o 8468  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-rp 12981  df-fl 13763  df-mod 13841  df-seq 13973  df-exp 14033  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-dvds 16205  df-gcd 16443  df-prm 16616
This theorem is referenced by:  prmdvdsexpb  16660  prmdvdssq  16662  rpexp  16667  pythagtriplem4  16761  lgslem4  27188  lgsqr  27239  lgsqrmodndvds  27241  2sqlem3  27308  etransclem41  45568  lighneallem4  46855
  Copyright terms: Public domain W3C validator