| Step | Hyp | Ref
| Expression |
| 1 | | elrabi 3671 |
. . . 4
⊢ (𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → 𝑟 ∈ ℙ) |
| 2 | 1 | ad2antlr 727 |
. . 3
⊢ (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}𝑧 ≤ 𝑟) → 𝑟 ∈ ℙ) |
| 3 | | breq1 5127 |
. . . . 5
⊢ (𝑝 = 𝑟 → (𝑝 < 𝑁 ↔ 𝑟 < 𝑁)) |
| 4 | | oveq1 7417 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑝 = 𝑟 → (𝑝 + 1) = (𝑟 + 1)) |
| 5 | 4 | oveq1d 7425 |
. . . . . 6
⊢ (𝑝 = 𝑟 → ((𝑝 + 1)..^𝑁) = ((𝑟 + 1)..^𝑁)) |
| 6 | 5 | raleqdv 3309 |
. . . . 5
⊢ (𝑝 = 𝑟 → (∀𝑧 ∈ ((𝑝 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ ↔ ∀𝑧 ∈ ((𝑟 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ)) |
| 7 | 3, 6 | anbi12d 632 |
. . . 4
⊢ (𝑝 = 𝑟 → ((𝑝 < 𝑁 ∧ ∀𝑧 ∈ ((𝑝 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ) ↔ (𝑟 < 𝑁 ∧ ∀𝑧 ∈ ((𝑟 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ))) |
| 8 | 7 | adantl 481 |
. . 3
⊢ ((((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}𝑧 ≤ 𝑟) ∧ 𝑝 = 𝑟) → ((𝑝 < 𝑁 ∧ ∀𝑧 ∈ ((𝑝 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ) ↔ (𝑟 < 𝑁 ∧ ∀𝑧 ∈ ((𝑟 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ))) |
| 9 | | breq1 5127 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑞 = 𝑟 → (𝑞 < 𝑁 ↔ 𝑟 < 𝑁)) |
| 10 | 9 | elrab 3676 |
. . . . . 6
⊢ (𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} ↔ (𝑟 ∈ ℙ ∧ 𝑟 < 𝑁)) |
| 11 | 10 | simprbi 496 |
. . . . 5
⊢ (𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → 𝑟 < 𝑁) |
| 12 | 11 | ad2antlr 727 |
. . . 4
⊢ (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}𝑧 ≤ 𝑟) → 𝑟 < 𝑁) |
| 13 | | elfzo2 13684 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑧 ∈ ((𝑟 + 1)..^𝑁) ↔ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁)) |
| 14 | | breq1 5127 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑞 = 𝑧 → (𝑞 < 𝑁 ↔ 𝑧 < 𝑁)) |
| 15 | | simpl 482 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑧 ∈ ℙ ∧ (𝑧 ∈
(ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁)) → 𝑧 ∈ ℙ) |
| 16 | | simpr3 1197 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑧 ∈ ℙ ∧ (𝑧 ∈
(ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁)) → 𝑧 < 𝑁) |
| 17 | 14, 15, 16 | elrabd 3678 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑧 ∈ ℙ ∧ (𝑧 ∈
(ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁)) → 𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) |
| 18 | 17 | adantrl 716 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑧 ∈ ℙ ∧ ((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁))) → 𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) |
| 19 | | eluz2 12863 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (𝑧 ∈
(ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ↔ ((𝑟 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ ∧ (𝑟 + 1) ≤ 𝑧)) |
| 20 | | prmz 16699 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢ (𝑟 ∈ ℙ → 𝑟 ∈
ℤ) |
| 21 | | zltp1le 12647 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢ ((𝑟 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑟 < 𝑧 ↔ (𝑟 + 1) ≤ 𝑧)) |
| 22 | 20, 21 | sylan 580 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
⊢ ((𝑟 ∈ ℙ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑟 < 𝑧 ↔ (𝑟 + 1) ≤ 𝑧)) |
| 23 | | prmnn 16698 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
⊢ (𝑟 ∈ ℙ → 𝑟 ∈
ℕ) |
| 24 | 23 | nnred 12260 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢ (𝑟 ∈ ℙ → 𝑟 ∈
ℝ) |
| 25 | | zre 12597 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢ (𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ∈
ℝ) |
| 26 | | ltnle 11319 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
⊢ ((𝑟 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑟 < 𝑧 ↔ ¬ 𝑧 ≤ 𝑟)) |
| 27 | 26 | biimpd 229 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢ ((𝑟 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑟 < 𝑧 → ¬ 𝑧 ≤ 𝑟)) |
| 28 | 24, 25, 27 | syl2an 596 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢ ((𝑟 ∈ ℙ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑟 < 𝑧 → ¬ 𝑧 ≤ 𝑟)) |
| 29 | | pm2.21 123 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢ (¬
𝑧 ≤ 𝑟 → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ)) |
| 30 | 28, 29 | syl6 35 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
⊢ ((𝑟 ∈ ℙ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑟 < 𝑧 → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 31 | 22, 30 | sylbird 260 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
⊢ ((𝑟 ∈ ℙ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((𝑟 + 1) ≤ 𝑧 → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 32 | 31 | expcom 413 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢ (𝑧 ∈ ℤ → (𝑟 ∈ ℙ → ((𝑟 + 1) ≤ 𝑧 → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ)))) |
| 33 | 32 | com23 86 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢ (𝑧 ∈ ℤ → ((𝑟 + 1) ≤ 𝑧 → (𝑟 ∈ ℙ → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ)))) |
| 34 | 33 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((𝑟 + 1) ∈ ℤ →
(𝑧 ∈ ℤ →
((𝑟 + 1) ≤ 𝑧 → (𝑟 ∈ ℙ → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ))))) |
| 35 | 34 | 3imp 1110 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (((𝑟 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ ∧ (𝑟 + 1) ≤ 𝑧) → (𝑟 ∈ ℙ → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 36 | 19, 35 | sylbi 217 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑧 ∈
(ℤ≥‘(𝑟 + 1)) → (𝑟 ∈ ℙ → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 37 | 36 | 3ad2ant1 1133 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((𝑧 ∈
(ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁) → (𝑟 ∈ ℙ → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 38 | 1, 37 | syl5com 31 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → ((𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁) → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 39 | 38 | adantl 481 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) → ((𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁) → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 40 | 39 | imp 406 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁)) → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ)) |
| 41 | 40 | adantl 481 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑧 ∈ ℙ ∧ ((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁))) → (𝑧 ≤ 𝑟 → 𝑧 ∉ ℙ)) |
| 42 | 18, 41 | embantd 59 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑧 ∈ ℙ ∧ ((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁))) → ((𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → 𝑧 ≤ 𝑟) → 𝑧 ∉ ℙ)) |
| 43 | 42 | ex 412 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑧 ∈ ℙ → (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁)) → ((𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → 𝑧 ≤ 𝑟) → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 44 | | df-nel 3038 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑧 ∉ ℙ ↔ ¬
𝑧 ∈
ℙ) |
| 45 | | 2a1 28 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑧 ∉ ℙ → (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁)) → ((𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → 𝑧 ≤ 𝑟) → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 46 | 44, 45 | sylbir 235 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (¬
𝑧 ∈ ℙ →
(((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁)) → ((𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → 𝑧 ≤ 𝑟) → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 47 | 43, 46 | pm2.61i 182 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁)) → ((𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → 𝑧 ≤ 𝑟) → 𝑧 ∉ ℙ)) |
| 48 | 47 | impancom 451 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ (𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → 𝑧 ≤ 𝑟)) → ((𝑧 ∈ (ℤ≥‘(𝑟 + 1)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 < 𝑁) → 𝑧 ∉ ℙ)) |
| 49 | 13, 48 | biimtrid 242 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ (𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → 𝑧 ≤ 𝑟)) → (𝑧 ∈ ((𝑟 + 1)..^𝑁) → 𝑧 ∉ ℙ)) |
| 50 | 49 | ex 412 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) → ((𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} → 𝑧 ≤ 𝑟) → (𝑧 ∈ ((𝑟 + 1)..^𝑁) → 𝑧 ∉ ℙ))) |
| 51 | 50 | ralimdv2 3150 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) → (∀𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}𝑧 ≤ 𝑟 → ∀𝑧 ∈ ((𝑟 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ)) |
| 52 | 51 | imp 406 |
. . . 4
⊢ (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}𝑧 ≤ 𝑟) → ∀𝑧 ∈ ((𝑟 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ) |
| 53 | 12, 52 | jca 511 |
. . 3
⊢ (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}𝑧 ≤ 𝑟) → (𝑟 < 𝑁 ∧ ∀𝑧 ∈ ((𝑟 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ)) |
| 54 | 2, 8, 53 | rspcedvd 3608 |
. 2
⊢ (((𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) ∧ 𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}) ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}𝑧 ≤ 𝑟) → ∃𝑝 ∈ ℙ (𝑝 < 𝑁 ∧ ∀𝑧 ∈ ((𝑝 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ)) |
| 55 | | eqid 2736 |
. . 3
⊢ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} = {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁} |
| 56 | 55 | prmgaplem3 17078 |
. 2
⊢ (𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) → ∃𝑟 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}∀𝑧 ∈ {𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 < 𝑁}𝑧 ≤ 𝑟) |
| 57 | 54, 56 | r19.29a 3149 |
1
⊢ (𝑁 ∈
(ℤ≥‘3) → ∃𝑝 ∈ ℙ (𝑝 < 𝑁 ∧ ∀𝑧 ∈ ((𝑝 + 1)..^𝑁)𝑧 ∉ ℙ)) |