Theorem prminf2 44105

Description: The set of prime numbers is infinite. The proof of this variant of prminf 16241 is based on Goldbach's theorem goldbachth 44064 (via prmdvdsfmtnof1 44104 and prmdvdsfmtnof1lem2 44102), see Wikipedia "Fermat number", 4-Aug-2021, https://en.wikipedia.org/wiki/Fermat_number#Basic_properties 44102. (Contributed by AV, 4-Aug-2021.)

Assertion

Ref	Expression
prminf2	⊢ ℙ ∉ Fin

Proof of Theorem prminf2

Dummy variables 𝑓 𝑝 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2798	. . 3 ⊢ (𝑓 ∈ ran FermatNo ↦ inf({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑓}, ℝ, < )) = (𝑓 ∈ ran FermatNo ↦ inf({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑓}, ℝ, < ))
2	1	prmdvdsfmtnof1 44104	. 2 ⊢ (𝑓 ∈ ran FermatNo ↦ inf({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑓}, ℝ, < )):ran FermatNo–1-1→ℙ
3		ax-1 6	. . 3 ⊢ (ℙ ∉ Fin → ((𝑓 ∈ ran FermatNo ↦ inf({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑓}, ℝ, < )):ran FermatNo–1-1→ℙ → ℙ ∉ Fin))
4		nnel 3100	. . . 4 ⊢ (¬ ℙ ∉ Fin ↔ ℙ ∈ Fin)
5		fmtnoinf 44053	. . . . . 6 ⊢ ran FermatNo ∉ Fin
6		f1fi 8795	. . . . . 6 ⊢ ((ℙ ∈ Fin ∧ (𝑓 ∈ ran FermatNo ↦ inf({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑓}, ℝ, < )):ran FermatNo–1-1→ℙ) → ran FermatNo ∈ Fin)
7		df-nel 3092	. . . . . . 7 ⊢ (ran FermatNo ∉ Fin ↔ ¬ ran FermatNo ∈ Fin)
8		pm2.21 123	. . . . . . 7 ⊢ (¬ ran FermatNo ∈ Fin → (ran FermatNo ∈ Fin → ℙ ∉ Fin))
9	7, 8	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (ran FermatNo ∉ Fin → (ran FermatNo ∈ Fin → ℙ ∉ Fin))
10	5, 6, 9	mpsyl 68	. . . . 5 ⊢ ((ℙ ∈ Fin ∧ (𝑓 ∈ ran FermatNo ↦ inf({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑓}, ℝ, < )):ran FermatNo–1-1→ℙ) → ℙ ∉ Fin)
11	10	ex 416	. . . 4 ⊢ (ℙ ∈ Fin → ((𝑓 ∈ ran FermatNo ↦ inf({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑓}, ℝ, < )):ran FermatNo–1-1→ℙ → ℙ ∉ Fin))
12	4, 11	sylbi 220	. . 3 ⊢ (¬ ℙ ∉ Fin → ((𝑓 ∈ ran FermatNo ↦ inf({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑓}, ℝ, < )):ran FermatNo–1-1→ℙ → ℙ ∉ Fin))
13	3, 12	pm2.61i 185	. 2 ⊢ ((𝑓 ∈ ran FermatNo ↦ inf({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑓}, ℝ, < )):ran FermatNo–1-1→ℙ → ℙ ∉ Fin)
14	2, 13	ax-mp 5	1 ⊢ ℙ ∉ Fin

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 399   ∈ wcel 2111   ∉ wnel 3091  {crab 3110   class class class wbr 5030   ↦ cmpt 5110  ran crn 5520  –1-1→wf1 6321  Fincfn 8492  infcinf 8889  ℝcr 10525   < clt 10664   ∥ cdvds 15599  ℙcprime 16005  FermatNocfmtno 44044

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-rep 5154  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-inf2 9088  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4801  df-int 4839  df-iun 4883  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-se 5479  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-isom 6333  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-1o 8085  df-2o 8086  df-oadd 8089  df-er 8272  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496  df-sup 8890  df-inf 8891  df-oi 8958  df-card 9352  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-4 11690  df-5 11691  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-rp 12378  df-fz 12886  df-fzo 13029  df-seq 13365  df-exp 13426  df-hash 13687  df-cj 14450  df-re 14451  df-im 14452  df-sqrt 14586  df-abs 14587  df-clim 14837  df-prod 15252  df-dvds 15600  df-gcd 15834  df-prm 16006  df-fmtno 44045

This theorem is referenced by: (None)