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

Theorem prmdvdsprmo 17008
Description: The primorial of a number is divisible by each prime less then or equal to the number. (Contributed by AV, 15-Aug-2020.) (Revised by AV, 28-Aug-2020.)
Assertion
Ref Expression
prmdvdsprmo (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ โˆ€๐‘ โˆˆ โ„™ (๐‘ โ‰ค ๐‘ โ†’ ๐‘ โˆฅ (#pโ€˜๐‘)))
Distinct variable group:   ๐‘,๐‘

Proof of Theorem prmdvdsprmo
Dummy variable ๐‘˜ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fzfi 13967 . . . . . . 7 (1...๐‘) โˆˆ Fin
2 diffi 9200 . . . . . . 7 ((1...๐‘) โˆˆ Fin โ†’ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โˆˆ Fin)
31, 2mp1i 13 . . . . . 6 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โˆˆ Fin)
4 eldifi 4119 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘))
5 elfzelz 13531 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค)
64, 5syl 17 . . . . . . . 8 (๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค)
7 1zzd 12621 . . . . . . . 8 (๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โ†’ 1 โˆˆ โ„ค)
86, 7ifcld 4570 . . . . . . 7 (๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โ†’ if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) โˆˆ โ„ค)
98adantl 480 . . . . . 6 ((((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})) โ†’ if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) โˆˆ โ„ค)
103, 9fprodzcl 15928 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) โˆˆ โ„ค)
11 prmz 16643 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
1211adantl 480 . . . . . 6 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
1312adantr 479 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
14 dvdsmul2 16253 . . . . 5 ((โˆ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐‘ โˆฅ (โˆ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) ยท ๐‘))
1510, 13, 14syl2anc 582 . . . 4 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ ๐‘ โˆฅ (โˆ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) ยท ๐‘))
16 nnnn0 12507 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0)
17 prmoval 16999 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (#pโ€˜๐‘) = โˆ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1))
1816, 17syl 17 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (#pโ€˜๐‘) = โˆ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1))
1918ad2antrr 724 . . . . . 6 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ (#pโ€˜๐‘) = โˆ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1))
2019breq2d 5155 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ (๐‘ โˆฅ (#pโ€˜๐‘) โ†” ๐‘ โˆฅ โˆ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1)))
21 neldifsnd 4792 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ ยฌ ๐‘ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘}))
22 disjsn 4711 . . . . . . . . 9 ((((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โˆฉ {๐‘}) = โˆ… โ†” ยฌ ๐‘ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘}))
2321, 22sylibr 233 . . . . . . . 8 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ (((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โˆฉ {๐‘}) = โˆ…)
24 prmnn 16642 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
2524adantl 480 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
2625anim1i 613 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ (๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘))
27 nnz 12607 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
28 fznn 13599 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘ โˆˆ (1...๐‘) โ†” (๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘)))
2927, 28syl 17 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘ โˆˆ (1...๐‘) โ†” (๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘)))
3029ad2antrr 724 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ (๐‘ โˆˆ (1...๐‘) โ†” (๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘)))
3126, 30mpbird 256 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ ๐‘ โˆˆ (1...๐‘))
32 difsnid 4809 . . . . . . . . . 10 (๐‘ โˆˆ (1...๐‘) โ†’ (((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โˆช {๐‘}) = (1...๐‘))
3332eqcomd 2731 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ (1...๐‘) โ†’ (1...๐‘) = (((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โˆช {๐‘}))
3431, 33syl 17 . . . . . . . 8 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ (1...๐‘) = (((1...๐‘) โˆ– {๐‘}) โˆช {๐‘}))
35 fzfid 13968 . . . . . . . 8 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ (1...๐‘) โˆˆ Fin)
36 1zzd 12621 . . . . . . . . . . 11 (๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘) โ†’ 1 โˆˆ โ„ค)
375, 36ifcld 4570 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘) โ†’ if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) โˆˆ โ„ค)
3837zcnd 12695 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘) โ†’ if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) โˆˆ โ„‚)
3938adantl 480 . . . . . . . 8 ((((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) โˆˆ โ„‚)
4023, 34, 35, 39fprodsplit 15940 . . . . . . 7 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) = (โˆ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) ยท โˆ๐‘˜ โˆˆ {๐‘}if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1)))
41 simplr 767 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„™)
4225adantr 479 . . . . . . . . . . . 12 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
4342nncnd 12256 . . . . . . . . . . 11 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
44 1cnd 11237 . . . . . . . . . . 11 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
4543, 44ifcld 4570 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ if(๐‘ โˆˆ โ„™, ๐‘, 1) โˆˆ โ„‚)
46 eleq1w 2808 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘˜ = ๐‘ โ†’ (๐‘˜ โˆˆ โ„™ โ†” ๐‘ โˆˆ โ„™))
47 id 22 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘˜ = ๐‘ โ†’ ๐‘˜ = ๐‘)
4846, 47ifbieq1d 4548 . . . . . . . . . . 11 (๐‘˜ = ๐‘ โ†’ if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) = if(๐‘ โˆˆ โ„™, ๐‘, 1))
4948prodsn 15936 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง if(๐‘ โˆˆ โ„™, ๐‘, 1) โˆˆ โ„‚) โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ {๐‘}if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) = if(๐‘ โˆˆ โ„™, ๐‘, 1))
5041, 45, 49syl2anc 582 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ {๐‘}if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) = if(๐‘ โˆˆ โ„™, ๐‘, 1))
51 simpr 483 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„™)
5251iftrued 4532 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ if(๐‘ โˆˆ โ„™, ๐‘, 1) = ๐‘)
5352adantr 479 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ if(๐‘ โˆˆ โ„™, ๐‘, 1) = ๐‘)
5450, 53eqtrd 2765 . . . . . . . 8 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ {๐‘}if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) = ๐‘)
5554oveq2d 7431 . . . . . . 7 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ (โˆ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) ยท โˆ๐‘˜ โˆˆ {๐‘}if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1)) = (โˆ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) ยท ๐‘))
5640, 55eqtrd 2765 . . . . . 6 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ โˆ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) = (โˆ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) ยท ๐‘))
5756breq2d 5155 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ (๐‘ โˆฅ โˆ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) โ†” ๐‘ โˆฅ (โˆ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) ยท ๐‘)))
5820, 57bitrd 278 . . . 4 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ (๐‘ โˆฅ (#pโ€˜๐‘) โ†” ๐‘ โˆฅ (โˆ๐‘˜ โˆˆ ((1...๐‘) โˆ– {๐‘})if(๐‘˜ โˆˆ โ„™, ๐‘˜, 1) ยท ๐‘)))
5915, 58mpbird 256 . . 3 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐‘) โ†’ ๐‘ โˆฅ (#pโ€˜๐‘))
6059ex 411 . 2 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘ โ‰ค ๐‘ โ†’ ๐‘ โˆฅ (#pโ€˜๐‘)))
6160ralrimiva 3136 1 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ โˆ€๐‘ โˆˆ โ„™ (๐‘ โ‰ค ๐‘ โ†’ ๐‘ โˆฅ (#pโ€˜๐‘)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 394   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098  โˆ€wral 3051   โˆ– cdif 3937   โˆช cun 3938   โˆฉ cin 3939  โˆ…c0 4318  ifcif 4524  {csn 4624   class class class wbr 5143  โ€˜cfv 6542  (class class class)co 7415  Fincfn 8960  โ„‚cc 11134  1c1 11137   ยท cmul 11141   โ‰ค cle 11277  โ„•cn 12240  โ„•0cn0 12500  โ„คcz 12586  ...cfz 13514  โˆcprod 15879   โˆฅ cdvds 16228  โ„™cprime 16639  #pcprmo 16997
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 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5280  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7737  ax-inf2 9662  ax-cnex 11192  ax-resscn 11193  ax-1cn 11194  ax-icn 11195  ax-addcl 11196  ax-addrcl 11197  ax-mulcl 11198  ax-mulrcl 11199  ax-mulcom 11200  ax-addass 11201  ax-mulass 11202  ax-distr 11203  ax-i2m1 11204  ax-1ne0 11205  ax-1rid 11206  ax-rnegex 11207  ax-rrecex 11208  ax-cnre 11209  ax-pre-lttri 11210  ax-pre-lttrn 11211  ax-pre-ltadd 11212  ax-pre-mulgt0 11213  ax-pre-sup 11214
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  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 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3960  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-int 4945  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-tr 5261  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-se 5628  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-isom 6551  df-riota 7371  df-ov 7418  df-oprab 7419  df-mpo 7420  df-om 7868  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8388  df-rdg 8427  df-1o 8483  df-er 8721  df-en 8961  df-dom 8962  df-sdom 8963  df-fin 8964  df-sup 9463  df-oi 9531  df-card 9960  df-pnf 11278  df-mnf 11279  df-xr 11280  df-ltxr 11281  df-le 11282  df-sub 11474  df-neg 11475  df-div 11900  df-nn 12241  df-2 12303  df-3 12304  df-n0 12501  df-z 12587  df-uz 12851  df-rp 13005  df-fz 13515  df-fzo 13658  df-seq 13997  df-exp 14057  df-hash 14320  df-cj 15076  df-re 15077  df-im 15078  df-sqrt 15212  df-abs 15213  df-clim 15462  df-prod 15880  df-dvds 16229  df-prm 16640  df-prmo 16998
This theorem is referenced by:  prmdvdsprmop  17009
  Copyright terms: Public domain W3C validator