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

Theorem prmind2 16744
Description: A variation on prmind 16745 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 7420 . . . 4 (𝑛 = 1 → (1...𝑛) = (1...1))
32raleqdv 3323 . . 3 (𝑛 = 1 → (∀𝑥 ∈ (1...𝑛)𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ (1...1)𝜑))
4 oveq2 7420 . . . 4 (𝑛 = 𝑘 → (1...𝑛) = (1...𝑘))
54raleqdv 3323 . . 3 (𝑛 = 𝑘 → (∀𝑥 ∈ (1...𝑛)𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑))
6 oveq2 7420 . . . 4 (𝑛 = (𝑘 + 1) → (1...𝑛) = (1...(𝑘 + 1)))
76raleqdv 3323 . . 3 (𝑛 = (𝑘 + 1) → (∀𝑥 ∈ (1...𝑛)𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))𝜑))
8 oveq2 7420 . . . 4 (𝑛 = 𝐴 → (1...𝑛) = (1...𝐴))
98raleqdv 3323 . . 3 (𝑛 = 𝐴 → (∀𝑥 ∈ (1...𝑛)𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ (1...𝐴)𝜑))
10 prmind.6 . . . . 5 𝜓
11 elfz1eq 13564 . . . . . 6 (𝑥 ∈ (1...1) → 𝑥 = 1)
12 prmind.1 . . . . . 6 (𝑥 = 1 → (𝜑𝜓))
1311, 12syl 18 . . . . 5 (𝑥 ∈ (1...1) → (𝜑𝜓))
1410, 13mpbiri 261 . . . 4 (𝑥 ∈ (1...1) → 𝜑)
1514rgen 3081 . . 3 𝑥 ∈ (1...1)𝜑
16 peano2nn 12246 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ → (𝑘 + 1) ∈ ℕ)
1716ad2antrr 738 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ)
1817nncnd 12250 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℂ)
19 elfzuz 13549 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) → 𝑦 ∈ (ℤ‘2))
2019ad2antrl 740 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ (ℤ‘2))
21 eluz2nn 12913 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ (ℤ‘2) → 𝑦 ∈ ℕ)
2220, 21syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ ℕ)
2322nncnd 12250 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ ℂ)
2422nnne0d 12287 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ≠ 0)
2518, 23, 24divcan2d 11994 . . . . . . . . . 10 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) = (𝑘 + 1))
26 simprr 784 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))
2722nnzd 12618 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ ℤ)
2817nnzd 12618 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℤ)
29 dvdsval2 16314 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ≠ 0 ∧ (𝑘 + 1) ∈ ℤ) → (𝑦 ∥ (𝑘 + 1) ↔ ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ))
3027, 24, 28, 29syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑦 ∥ (𝑘 + 1) ↔ ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ))
3126, 30mpbid 235 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ)
3223mullidd 11228 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (1 · 𝑦) = 𝑦)
33 elfzle2 13557 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) → 𝑦 ≤ ((𝑘 + 1) − 1))
3433ad2antrl 740 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ≤ ((𝑘 + 1) − 1))
35 nncn 12242 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℂ)
3635ad2antrr 738 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑘 ∈ ℂ)
37 ax-1cn 11159 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1 ∈ ℂ
38 pncan 11464 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑘 + 1) − 1) = 𝑘)
3936, 37, 38sylancl 597 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) − 1) = 𝑘)
4034, 39breqtrd 5138 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦𝑘)
41 nnz 12613 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℤ)
4241ad2antrr 738 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑘 ∈ ℤ)
43 zleltp1 12646 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑦𝑘𝑦 < (𝑘 + 1)))
4427, 42, 43syl2anc 595 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑦𝑘𝑦 < (𝑘 + 1)))
4540, 44mpbid 235 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 < (𝑘 + 1))
4632, 45eqbrtrd 5134 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (1 · 𝑦) < (𝑘 + 1))
47 1red 11210 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 1 ∈ ℝ)
4817nnred 12249 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℝ)
4922nnred 12249 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ ℝ)
5022nngt0d 12286 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 0 < 𝑦)
51 ltmuldiv 12089 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 ∈ ℝ ∧ (𝑘 + 1) ∈ ℝ ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦)) → ((1 · 𝑦) < (𝑘 + 1) ↔ 1 < ((𝑘 + 1) / 𝑦)))
5247, 48, 49, 50, 51syl112anc 1401 . . . . . . . . . . . . 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 235 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 1 < ((𝑘 + 1) / 𝑦))
54 eluz2b1 12944 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ (ℤ‘2) ↔ (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ ∧ 1 < ((𝑘 + 1) / 𝑦)))
5531, 53, 54sylanbrc 594 . . . . . . . . . . 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 780 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑)
58 fznn 13622 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 ∈ ℤ → (𝑦 ∈ (1...𝑘) ↔ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑦𝑘)))
5942, 58syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑦 ∈ (1...𝑘) ↔ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑦𝑘)))
6022, 40, 59mpbir2and 725 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ (1...𝑘))
6156, 57, 60rspcdva 3583 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝜒)
62 vex 3459 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑧 ∈ V
63 prmind.3 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑧 → (𝜑𝜃))
6462, 63sbcie 3786 . . . . . . . . . . . . . 14 ([𝑧 / 𝑥]𝜑𝜃)
65 dfsbcq 3747 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → ([𝑧 / 𝑥]𝜑[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑))
6664, 65bitr3id 288 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → (𝜃[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑))
6763cbvralvw 3243 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 ↔ ∀𝑧 ∈ (1...𝑘)𝜃)
6857, 67sylib 221 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ∀𝑧 ∈ (1...𝑘)𝜃)
6917nnrpd 13059 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℝ+)
7022nnrpd 13059 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 𝑦 ∈ ℝ+)
7169, 70rpdivcld 13078 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℝ+)
7271rpgt0d 13064 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 0 < ((𝑘 + 1) / 𝑦))
73 elnnz 12602 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℕ ↔ (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ ∧ 0 < ((𝑘 + 1) / 𝑦)))
7431, 72, 73sylanbrc 594 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℕ)
7517nnne0d 12287 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ≠ 0)
7618, 75dividd 11990 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / (𝑘 + 1)) = 1)
77 eluz2gt1 12945 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑦 ∈ (ℤ‘2) → 1 < 𝑦)
7820, 77syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 1 < 𝑦)
7976, 78eqbrtrd 5134 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / (𝑘 + 1)) < 𝑦)
8017nngt0d 12286 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → 0 < (𝑘 + 1))
81 ltdiv23 12107 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1406 . . . . . . . . . . . . . . . 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 235 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) < (𝑘 + 1))
84 zleltp1 12646 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (((𝑘 + 1) / 𝑦) ≤ 𝑘 ↔ ((𝑘 + 1) / 𝑦) < (𝑘 + 1)))
8531, 42, 84syl2anc 595 . . . . . . . . . . . . . . 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 260 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ≤ 𝑘)
87 fznn 13622 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 ∈ ℤ → (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ (1...𝑘) ↔ (((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ ℕ ∧ ((𝑘 + 1) / 𝑦) ≤ 𝑘)))
8842, 87syl 18 . . . . . . . . . . . . . 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 725 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → ((𝑘 + 1) / 𝑦) ∈ (1...𝑘))
9066, 68, 89rspcdva 3583 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → [((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑)
9161, 90jca 520 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → (𝜒[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑))
9266anbi2d 641 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → ((𝜒𝜃) ↔ (𝜒[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑)))
93 ovex 7445 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 · 𝑧) ∈ V
94 prmind.4 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = (𝑦 · 𝑧) → (𝜑𝜏))
9593, 94sbcie 3786 . . . . . . . . . . . . . . 15 ([(𝑦 · 𝑧) / 𝑥]𝜑𝜏)
96 oveq2 7420 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → (𝑦 · 𝑧) = (𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)))
9796sbceq1d 3750 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → ([(𝑦 · 𝑧) / 𝑥]𝜑[(𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) / 𝑥]𝜑))
9895, 97bitr3id 288 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → (𝜏[(𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) / 𝑥]𝜑))
9992, 98imbi12d 347 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = ((𝑘 + 1) / 𝑦) → (((𝜒𝜃) → 𝜏) ↔ ((𝜒[((𝑘 + 1) / 𝑦) / 𝑥]𝜑) → [(𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) / 𝑥]𝜑)))
10099imbi2d 343 . . . . . . . . . . . 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 418 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ (ℤ‘2) → (𝑦 ∈ (ℤ‘2) → ((𝜒𝜃) → 𝜏)))
103100, 102vtoclga 3542 . . . . . . . . . . 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 67 . . . . . . . . . 10 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → [(𝑦 · ((𝑘 + 1) / 𝑦)) / 𝑥]𝜑)
10525, 104sbceq1dd 3751 . . . . . . . . 9 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) ∧ (𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ∧ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1))) → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑)
106105rexlimdvaa 3167 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (∃𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1))𝑦 ∥ (𝑘 + 1) → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
107 ralnex 3091 . . . . . . . . 9 (∀𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ¬ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1) ↔ ¬ ∃𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1))𝑦 ∥ (𝑘 + 1))
108 simpl 487 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → 𝑘 ∈ ℕ)
109 elnnuz 12903 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ℕ ↔ 𝑘 ∈ (ℤ‘1))
110108, 109sylib 221 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → 𝑘 ∈ (ℤ‘1))
111 eluzp1p1 12891 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ (ℤ‘1) → (𝑘 + 1) ∈ (ℤ‘(1 + 1)))
112110, 111syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (𝑘 + 1) ∈ (ℤ‘(1 + 1)))
113 df-2 12304 . . . . . . . . . . . . 13 2 = (1 + 1)
114113fveq2i 6886 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ‘2) = (ℤ‘(1 + 1))
115112, 114eleqtrrdi 2874 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (𝑘 + 1) ∈ (ℤ‘2))
116 isprm3 16742 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 + 1) ∈ ℙ ↔ ((𝑘 + 1) ∈ (ℤ‘2) ∧ ∀𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ¬ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1)))
117116baibr 545 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 + 1) ∈ (ℤ‘2) → (∀𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ¬ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1) ↔ (𝑘 + 1) ∈ ℙ))
118115, 117syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (∀𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ¬ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1) ↔ (𝑘 + 1) ∈ ℙ))
11956cbvralvw 3243 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 ↔ ∀𝑦 ∈ (1...𝑘)𝜒)
120119bilani 509 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → ∀𝑦 ∈ (1...𝑘)𝜒)
121108nncnd 12250 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → 𝑘 ∈ ℂ)
122121, 37, 38sylancl 597 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → ((𝑘 + 1) − 1) = 𝑘)
123122oveq2d 7428 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (1...((𝑘 + 1) − 1)) = (1...𝑘))
124120, 123raleqtrrdv 3327 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → ∀𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒)
125 nfcv 2925 . . . . . . . . . . . 12 𝑥(𝑘 + 1)
126 nfv 1944 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒
127 nfsbc1v 3765 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑
128126, 127nfim 1926 . . . . . . . . . . . 12 𝑥(∀𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑)
129 oveq1 7419 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (𝑥 − 1) = ((𝑘 + 1) − 1))
130129oveq2d 7428 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (1...(𝑥 − 1)) = (1...((𝑘 + 1) − 1)))
131130raleqdv 3323 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (∀𝑦 ∈ (1...(𝑥 − 1))𝜒 ↔ ∀𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒))
132 sbceq1a 3756 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (𝜑[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
133131, 132imbi12d 347 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑘 + 1) → ((∀𝑦 ∈ (1...(𝑥 − 1))𝜒𝜑) ↔ (∀𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑)))
134 prmind2.7 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ ℙ ∧ ∀𝑦 ∈ (1...(𝑥 − 1))𝜒) → 𝜑)
135134ex 417 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℙ → (∀𝑦 ∈ (1...(𝑥 − 1))𝜒𝜑))
136125, 128, 133, 135vtoclgaf 3541 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 + 1) ∈ ℙ → (∀𝑦 ∈ (1...((𝑘 + 1) − 1))𝜒[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
137124, 136syl5com 32 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → ((𝑘 + 1) ∈ ℙ → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
138118, 137sylbid 243 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (∀𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1)) ¬ 𝑦 ∥ (𝑘 + 1) → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
139107, 138biimtrrid 246 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → (¬ ∃𝑦 ∈ (2...((𝑘 + 1) − 1))𝑦 ∥ (𝑘 + 1) → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
140106, 139pm2.61d 181 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑) → [(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑)
141140ex 417 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
142 ralsnsg 4637 . . . . . . 7 ((𝑘 + 1) ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
14316, 142syl 18 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑[(𝑘 + 1) / 𝑥]𝜑))
144141, 143sylibrd 262 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 → ∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑))
145144ancld 559 . . . 4 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 → (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑)))
146 fzsuc 13601 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (ℤ‘1) → (1...(𝑘 + 1)) = ((1...𝑘) ∪ {(𝑘 + 1)}))
147109, 146sylbi 220 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℕ → (1...(𝑘 + 1)) = ((1...𝑘) ∪ {(𝑘 + 1)}))
148147raleqdv 3323 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ ((1...𝑘) ∪ {(𝑘 + 1)})𝜑))
149 ralunb 4151 . . . . 5 (∀𝑥 ∈ ((1...𝑘) ∪ {(𝑘 + 1)})𝜑 ↔ (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑))
150148, 149bitrdi 290 . . . 4 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))𝜑 ↔ (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ {(𝑘 + 1)}𝜑)))
151145, 150sylibrd 262 . . 3 (𝑘 ∈ ℕ → (∀𝑥 ∈ (1...𝑘)𝜑 → ∀𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))𝜑))
1523, 5, 7, 9, 15, 151nnind 12252 . 2 (𝐴 ∈ ℕ → ∀𝑥 ∈ (1...𝐴)𝜑)
153 elfz1end 13584 . . 3 (𝐴 ∈ ℕ ↔ 𝐴 ∈ (1...𝐴))
154153biimpi 219 . 2 (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ (1...𝐴))
1551, 152, 154rspcdva 3583 1 (𝐴 ∈ ℕ → 𝜂)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 400   = wceq 1570  wcel 2143  wne 2958  wral 3079  wrex 3089  [wsbc 3745  cun 3904  {csn 4590   class class class wbr 5110  cfv 6538  (class class class)co 7412  cc 11099  cr 11100  0cc0 11101  1c1 11102   + caddc 11104   · cmul 11106   < clt 11244  cle 11245  cmin 11442   / cdiv 11872  cn 12234  2c2 12296  cz 12592  cuz 12863  ...cfz 13536  cdvds 16311  cprime 16730
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-cnex 11157  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178  ax-pre-sup 11179
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-op 4597  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-1o 8454  df-2o 8455  df-er 8695  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-fin 8948  df-sup 9403  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445  df-div 11873  df-nn 12235  df-2 12304  df-3 12305  df-n0 12506  df-z 12593  df-uz 12864  df-rp 13018  df-fz 13537  df-seq 14040  df-exp 14100  df-cj 15152  df-re 15153  df-im 15154  df-sqrt 15288  df-abs 15289  df-dvds 16312  df-prm 16731
This theorem is referenced by:  prmind  16745  4sqlem19  17024
  Copyright terms: Public domain W3C validator