MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  prmind2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem prmind2 16662
Description: A variation on prmind 16663 assuming complete induction for primes. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
prmind.1 (𝑥 = 1 → (𝜑𝜓))
prmind.2 (𝑥 = 𝑦 → (𝜑𝜒))
prmind.3 (𝑥 = 𝑧 → (𝜑𝜃))
prmind.4 (𝑥 = (𝑦 · 𝑧) → (𝜑𝜏))
prmind.5 (𝑥 = 𝐴 → (𝜑𝜂))
prmind.6 𝜓
prmind2.7 ((𝑥 ∈ ℙ ∧ ∀𝑦 ∈ (1...(𝑥 − 1))𝜒) → 𝜑)
prmind2.8 ((𝑦 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ‘2)) → ((𝜒𝜃) → 𝜏))
Assertion
Ref Expression
prmind2 (𝐴 ∈ ℕ → 𝜂)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦   𝑥,𝐴   𝑥,𝑧,𝜒   𝜂,𝑥   𝜏,𝑥   𝜃,𝑥   𝑦,𝑧,𝜑
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝜓(𝑥,𝑦,𝑧)   𝜒(𝑦)   𝜃(𝑦,𝑧)   𝜏(𝑦,𝑧)   𝜂(𝑦,𝑧)   𝐴(𝑦,𝑧)

Proof of Theorem prmind2
Dummy variables 𝑘 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prmind.5 . 2 (𝑥 = 𝐴 → (𝜑𝜂))
2 oveq2 7398 . . . 4 (𝑛 = 1 → (1...𝑛) = (1...1))
32raleqdv 3301 . . 3 (𝑛 = 1 → (∀𝑥 ∈ (1...𝑛)𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ (1...1)𝜑))
4 oveq2 7398 . . . 4 (𝑛 = 𝑘 → (1...𝑛) = (1...𝑘))
54raleqdv 3301 . . 3 (𝑛 = 𝑘 → (∀𝑥 ∈ (1...𝑛)𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑))
6 oveq2 7398 . . . 4 (𝑛 = (𝑘 + 1) → (1...𝑛) = (1...(𝑘 + 1)))
76raleqdv 3301 . . 3 (𝑛 = (𝑘 + 1) → (∀𝑥 ∈ (1...𝑛)𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))𝜑))
8 oveq2 7398 . . . 4 (𝑛 = 𝐴 → (1...𝑛) = (1...𝐴))
98raleqdv 3301 . . 3 (𝑛 = 𝐴 → (∀𝑥 ∈ (1...𝑛)𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ (1...𝐴)𝜑))
10 prmind.6 . . . . 5 𝜓
11 elfz1eq 13503 . . . . . 6 (𝑥 ∈ (1...1) → 𝑥 = 1)
12 prmind.1 . . . . . 6 (𝑥 = 1 → (𝜑𝜓))
1311, 12syl 17 . . . . 5 (𝑥 ∈ (1...1) → (𝜑𝜓))
1410, 13mpbiri 258 . . . 4 (𝑥 ∈ (1...1) → 𝜑)
1514rgen 3047 . . 3 𝑥 ∈ (1...1)𝜑
16 peano2nn 12205 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ → (𝑘 + 1) ∈ ℕ)
1716ad2antrr 726 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ)
1817nncnd 12209 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℂ)
19 elfzuz 13488 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) → 𝑦 ∈ (ℤ‘2))
2019ad2antrl 728 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ (ℤ‘2))
21 eluz2nn 12854 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ (ℤ‘2) → 𝑦 ∈ ℕ)
2220, 21syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ ℕ)
2322nncnd 12209 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ ℂ)
2422nnne0d 12243 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ≠ 0)
2518, 23, 24divcan2d 11967 . . . . . . . . . 10 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) = (𝑘 + 1))
26 simprr 772 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))
2722nnzd 12563 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ ℤ)
2817nnzd 12563 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℤ)
29 dvdsval2 16232 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ≠ 0 ∧ (𝑘 + 1) ∈ ℤ) → (𝑦 ∥ (𝑘 + 1) ↔ ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ))
3027, 24, 28, 29syl3anc 1373 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑦 ∥ (𝑘 + 1) ↔ ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ))
3126, 30mpbid 232 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ)
3223mullidd 11199 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (1 · 𝑦) = 𝑦)
33 elfzle2 13496 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) → 𝑦 ≤ ((𝑘 + 1) − 1))
3433ad2antrl 728 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ≤ ((𝑘 + 1) − 1))
35 nncn 12201 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℂ)
3635ad2antrr 726 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑘 ∈ ℂ)
37 ax-1cn 11133 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1 ∈ ℂ
38 pncan 11434 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑘 + 1) − 1) = 𝑘)
3936, 37, 38sylancl 586 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) − 1) = 𝑘)
4034, 39breqtrd 5136 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦𝑘)
41 nnz 12557 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℤ)
4241ad2antrr 726 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑘 ∈ ℤ)
43 zleltp1 12591 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑦𝑘𝑦 < (𝑘 + 1)))
4427, 42, 43syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑦𝑘𝑦 < (𝑘 + 1)))
4540, 44mpbid 232 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 < (𝑘 + 1))
4632, 45eqbrtrd 5132 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (1 · 𝑦) < (𝑘 + 1))
47 1red 11182 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 1 ∈ ℝ)
4817nnred 12208 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℝ)
4922nnred 12208 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ ℝ)
5022nngt0d 12242 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 0 < 𝑦)
51 ltmuldiv 12063 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 ∈ ℝ ∧ (𝑘 + 1) ∈ ℝ ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦)) → ((1 · 𝑦) < (𝑘 + 1) ↔ 1 < ((𝑘 + 1) / 𝑦)))
5247, 48, 49, 50, 51syl112anc 1376 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((1 · 𝑦) < (𝑘 + 1) ↔ 1 < ((𝑘 + 1) / 𝑦)))
5346, 52mpbid 232 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 1 < ((𝑘 + 1) / 𝑦))
54 eluz2b1 12885 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ (ℤ‘2) ↔ (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ ∧ 1 < ((𝑘 + 1) / 𝑦)))
5531, 53, 54sylanbrc 583 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ (ℤ‘2))
56 prmind.2 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑦 → (𝜑𝜒))
57 simplr 768 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑)
58 fznn 13560 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 ∈ ℤ → (𝑦 ∈ (1...𝑘) ↔ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑦𝑘)))
5942, 58syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑦 ∈ (1...𝑘) ↔ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑦𝑘)))
6022, 40, 59mpbir2and 713 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ (1...𝑘))
6156, 57, 60rspcdva 3592 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝜒)
62 vex 3454 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑧 ∈ V
63 prmind.3 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑧 → (𝜑𝜃))
6462, 63sbcie 3798 . . . . . . . . . . . . . 14 ([𝑧 / 𝑥]𝜑𝜃)
65 dfsbcq 3758 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → ([𝑧 / 𝑥]𝜑[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑))
6664, 65bitr3id 285 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → (𝜃[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑))
6763cbvralvw 3216 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 ↔ ∀𝑧 ∈ (1...𝑘)𝜃)
6857, 67sylib 218 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ∀𝑧 ∈ (1...𝑘)𝜃)
6917nnrpd 13000 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℝ+)
7022nnrpd 13000 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ ℝ+)
7169, 70rpdivcld 13019 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℝ+)
7271rpgt0d 13005 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 0 < ((𝑘 + 1) / 𝑦))
73 elnnz 12546 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℕ ↔ (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ ∧ 0 < ((𝑘 + 1) / 𝑦)))
7431, 72, 73sylanbrc 583 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℕ)
7517nnne0d 12243 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ≠ 0)
7618, 75dividd 11963 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / (𝑘 + 1)) = 1)
77 eluz2gt1 12886 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑦 ∈ (ℤ‘2) → 1 < 𝑦)
7820, 77syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 1 < 𝑦)
7976, 78eqbrtrd 5132 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / (𝑘 + 1)) < 𝑦)
8017nngt0d 12242 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 0 < (𝑘 + 1))
81 ltdiv23 12081 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 + 1) ∈ ℝ ∧ ((𝑘 + 1) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑘 + 1)) ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦)) → (((𝑘 + 1) / (𝑘 + 1)) < 𝑦 ↔ ((𝑘 + 1) / 𝑦) < (𝑘 + 1)))
8248, 48, 80, 49, 50, 81syl122anc 1381 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (((𝑘 + 1) / (𝑘 + 1)) < 𝑦 ↔ ((𝑘 + 1) / 𝑦) < (𝑘 + 1)))
8379, 82mpbid 232 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) < (𝑘 + 1))
84 zleltp1 12591 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (((𝑘 + 1) / 𝑦) ≤ 𝑘 ↔ ((𝑘 + 1) / 𝑦) < (𝑘 + 1)))
8531, 42, 84syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (((𝑘 + 1) / 𝑦) ≤ 𝑘 ↔ ((𝑘 + 1) / 𝑦) < (𝑘 + 1)))
8683, 85mpbird 257 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ≤ 𝑘)
87 fznn 13560 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 ∈ ℤ → (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ (1...𝑘) ↔ (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℕ ∧ ((𝑘 + 1) / 𝑦) ≤ 𝑘)))
8842, 87syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ (1...𝑘) ↔ (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℕ ∧ ((𝑘 + 1) / 𝑦) ≤ 𝑘)))
8974, 86, 88mpbir2and 713 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ (1...𝑘))
9066, 68, 89rspcdva 3592 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → [((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑)
9161, 90jca 511 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝜒[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑))
9266anbi2d 630 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → ((𝜒𝜃) ↔ (𝜒[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑)))
93 ovex 7423 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 · 𝑧) ∈ V
94 prmind.4 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = (𝑦 · 𝑧) → (𝜑𝜏))
9593, 94sbcie 3798 . . . . . . . . . . . . . . 15 ([(𝑦 · 𝑧) / 𝑥]𝜑𝜏)
96 oveq2 7398 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → (𝑦 · 𝑧) = (𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)))
9796sbceq1d 3761 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → ([(𝑦 · 𝑧) / 𝑥]𝜑[(𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) / 𝑥]𝜑))
9895, 97bitr3id 285 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → (𝜏[(𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) / 𝑥]𝜑))
9992, 98imbi12d 344 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → (((𝜒𝜃) → 𝜏) ↔ ((𝜒[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑) → [(𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) / 𝑥]𝜑)))
10099imbi2d 340 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → ((𝑦 ∈ (ℤ‘2) → ((𝜒𝜃) → 𝜏)) ↔ (𝑦 ∈ (ℤ‘2) → ((𝜒[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑) → [(𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) / 𝑥]𝜑))))
101 prmind2.8 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ‘2)) → ((𝜒𝜃) → 𝜏))
102101expcom 413 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ (ℤ‘2) → (𝑦 ∈ (ℤ‘2) → ((𝜒𝜃) → 𝜏)))
103100, 102vtoclga 3546 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ (ℤ‘2) → (𝑦 ∈ (ℤ‘2) → ((𝜒[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑) → [(𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) / 𝑥]𝜑)))
10455, 20, 91, 103syl3c 66 . . . . . . . . . 10 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → [(𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) / 𝑥]𝜑)
10525, 104sbceq1dd 3762 . . . . . . . . 9 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑)
106105rexlimdvaa 3136 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (∃𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1))𝑦 ∥ (𝑘 + 1) → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
107 ralnex 3056 . . . . . . . . 9 (∀𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ¬ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1) ↔ ¬ ∃𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1))𝑦 ∥ (𝑘 + 1))
108 simpl 482 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → 𝑘 ∈ ℕ)
109 elnnuz 12844 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ℕ ↔ 𝑘 ∈ (ℤ‘1))
110108, 109sylib 218 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → 𝑘 ∈ (ℤ‘1))
111 eluzp1p1 12828 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ (ℤ‘1) → (𝑘 + 1) ∈ (ℤ‘(1 + 1)))
112110, 111syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (𝑘 + 1) ∈ (ℤ‘(1 + 1)))
113 df-2 12256 . . . . . . . . . . . . 13 2 = (1 + 1)
114113fveq2i 6864 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ‘2) = (ℤ‘(1 + 1))
115112, 114eleqtrrdi 2840 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (𝑘 + 1) ∈ (ℤ‘2))
116 isprm3 16660 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 + 1) ∈ ℙ ↔ ((𝑘 + 1) ∈ (ℤ‘2) ∧ ∀𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ¬ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1)))
117116baibr 536 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 + 1) ∈ (ℤ‘2) → (∀𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ¬ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1) ↔ (𝑘 + 1) ∈ ℙ))
118115, 117syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (∀𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ¬ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1) ↔ (𝑘 + 1) ∈ ℙ))
119 simpr 484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑)
12056cbvralvw 3216 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 ↔ ∀𝑦 ∈ (1...𝑘)𝜒)
121119, 120sylib 218 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → ∀𝑦 ∈ (1...𝑘)𝜒)
122108nncnd 12209 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → 𝑘 ∈ ℂ)
123122, 37, 38sylancl 586 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → ((𝑘 + 1) − 1) = 𝑘)
124123oveq2d 7406 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (1...((𝑘 + 1) − 1)) = (1...𝑘))
125121, 124raleqtrrdv 3305 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → ∀𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒)
126 nfcv 2892 . . . . . . . . . . . 12 𝑥(𝑘 + 1)
127 nfv 1914 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒
128 nfsbc1v 3776 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑
129127, 128nfim 1896 . . . . . . . . . . . 12 𝑥(∀𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑)
130 oveq1 7397 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (𝑥 − 1) = ((𝑘 + 1) − 1))
131130oveq2d 7406 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (1...(𝑥 − 1)) = (1...((𝑘 + 1) − 1)))
132131raleqdv 3301 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (∀𝑦 ∈ (1...(𝑥 − 1))𝜒 ↔ ∀𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒))
133 sbceq1a 3767 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (𝜑[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
134132, 133imbi12d 344 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑘 + 1) → ((∀𝑦 ∈ (1...(𝑥 − 1))𝜒𝜑) ↔ (∀𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑)))
135 prmind2.7 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ ℙ ∧ ∀𝑦 ∈ (1...(𝑥 − 1))𝜒) → 𝜑)
136135ex 412 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℙ → (∀𝑦 ∈ (1...(𝑥 − 1))𝜒𝜑))
137126, 129, 134, 136vtoclgaf 3545 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 + 1) ∈ ℙ → (∀𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
138125, 137syl5com 31 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → ((𝑘 + 1) ∈ ℙ → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
139118, 138sylbid 240 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (∀𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ¬ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1) → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
140107, 139biimtrrid 243 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (¬ ∃𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1))𝑦 ∥ (𝑘 + 1) → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
141106, 140pm2.61d 179 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑)
142141ex 412 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
143 ralsnsg 4637 . . . . . . 7 ((𝑘 + 1) ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
14416, 143syl 17 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
145142, 144sylibrd 259 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 → ∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑))
146145ancld 550 . . . 4 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 → (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑)))
147 fzsuc 13539 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (ℤ‘1) → (1...(𝑘 + 1)) = ((1...𝑘) ∪ {(𝑘 + 1)}))
148109, 147sylbi 217 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℕ → (1...(𝑘 + 1)) = ((1...𝑘) ∪ {(𝑘 + 1)}))
149148raleqdv 3301 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ ((1...𝑘) ∪ {(𝑘 + 1)})𝜑))
150 ralunb 4163 . . . . 5 (∀𝑥 ∈ ((1...𝑘) ∪ {(𝑘 + 1)})𝜑 ↔ (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑))
151149, 150bitrdi 287 . . . 4 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))𝜑 ↔ (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑)))
152146, 151sylibrd 259 . . 3 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 → ∀𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))𝜑))
1533, 5, 7, 9, 15, 152nnind 12211 . 2 (𝐴 ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ (1...𝐴)𝜑)
154 elfz1end 13522 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ ↔ 𝐴 ∈ (1...𝐴))
155154biimpi 216 . 2 (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ (1...𝐴))
1561, 153, 155rspcdva 3592 1 (𝐴 ∈ ℕ → 𝜂)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  wne 2926  wral 3045  wrex 3054  [wsbc 3756  cun 3915  {csn 4592   class class class wbr 5110  cfv 6514  (class class class)co 7390  cc 11073  cr 11074  0cc0 11075  1c1 11076   + caddc 11078   · cmul 11080   < clt 11215  cle 11216  cmin 11412   / cdiv 11842  cn 12193  2c2 12248  cz 12536  cuz 12800  ...cfz 13475  cdvds 16229  cprime 16648
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-om 7846  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-er 8674  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-sup 9400  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-div 11843  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-n0 12450  df-z 12537  df-uz 12801  df-rp 12959  df-fz 13476  df-seq 13974  df-exp 14034  df-cj 15072  df-re 15073  df-im 15074  df-sqrt 15208  df-abs 15209  df-dvds 16230  df-prm 16649
This theorem is referenced by:  prmind  16663  4sqlem19  16941
  Copyright terms: Public domain W3C validator