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Theorem prmpwdvds 16218
Description: A relation involving divisibility by a prime power. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Mar-2014.)
Assertion
Ref Expression
prmpwdvds (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃↑(𝑁 − 1))))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷)

Proof of Theorem prmpwdvds
Dummy variables 𝑘 𝑛 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq1 7140 . . . . . 6 (𝑘 = 𝐾 → (𝑘 · (𝑃𝑁)) = (𝐾 · (𝑃𝑁)))
21breq2d 5054 . . . . 5 (𝑘 = 𝐾 → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ↔ 𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃𝑁))))
3 oveq1 7140 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝐾 → (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1))) = (𝐾 · (𝑃↑(𝑁 − 1))))
43breq2d 5054 . . . . . 6 (𝑘 = 𝐾 → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1))) ↔ 𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))))
54notbid 320 . . . . 5 (𝑘 = 𝐾 → (¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1))) ↔ ¬ 𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))))
62, 5anbi12d 632 . . . 4 (𝑘 = 𝐾 → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) ↔ (𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃↑(𝑁 − 1))))))
76imbi1d 344 . . 3 (𝑘 = 𝐾 → (((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷) ↔ ((𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷)))
8 oveq2 7141 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 1 → (𝑃𝑥) = (𝑃↑1))
98oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 1 → (𝑘 · (𝑃𝑥)) = (𝑘 · (𝑃↑1)))
109breq2d 5054 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 1 → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑1))))
11 oveq1 7140 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 1 → (𝑥 − 1) = (1 − 1))
1211oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 1 → (𝑃↑(𝑥 − 1)) = (𝑃↑(1 − 1)))
1312oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 1 → (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) = (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1))))
1413breq2d 5054 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 1 → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1)))))
1514notbid 320 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 1 → (¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) ↔ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1)))))
1610, 15anbi12d 632 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 1 → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) ↔ (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑1)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1))))))
178breq1d 5052 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 1 → ((𝑃𝑥) ∥ 𝐷 ↔ (𝑃↑1) ∥ 𝐷))
1816, 17imbi12d 347 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 1 → (((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷) ↔ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑1)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1)))) → (𝑃↑1) ∥ 𝐷)))
1918ralbidv 3184 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → (∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷) ↔ ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑1)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1)))) → (𝑃↑1) ∥ 𝐷)))
2019imbi2d 343 . . . . . . 7 (𝑥 = 1 → (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷)) ↔ ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑1)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1)))) → (𝑃↑1) ∥ 𝐷))))
21 oveq2 7141 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑛 → (𝑃𝑥) = (𝑃𝑛))
2221oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑛 → (𝑘 · (𝑃𝑥)) = (𝑘 · (𝑃𝑛)))
2322breq2d 5054 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑛 → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))))
24 oveq1 7140 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑛 → (𝑥 − 1) = (𝑛 − 1))
2524oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑛 → (𝑃↑(𝑥 − 1)) = (𝑃↑(𝑛 − 1)))
2625oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑛 → (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) = (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1))))
2726breq2d 5054 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑛 → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))))
2827notbid 320 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑛 → (¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) ↔ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))))
2923, 28anbi12d 632 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑛 → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) ↔ (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1))))))
3021breq1d 5052 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑛 → ((𝑃𝑥) ∥ 𝐷 ↔ (𝑃𝑛) ∥ 𝐷))
3129, 30imbi12d 347 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑛 → (((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷) ↔ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷)))
3231ralbidv 3184 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑛 → (∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷) ↔ ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷)))
3332imbi2d 343 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑛 → (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷)) ↔ ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷))))
34 oveq2 7141 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (𝑃𝑥) = (𝑃↑(𝑛 + 1)))
3534oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (𝑘 · (𝑃𝑥)) = (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))))
3635breq2d 5054 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1)))))
37 oveq1 7140 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (𝑥 − 1) = ((𝑛 + 1) − 1))
3837oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (𝑃↑(𝑥 − 1)) = (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))
3938oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) = (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1))))
4039breq2d 5054 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))))
4140notbid 320 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) ↔ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))))
4236, 41anbi12d 632 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝑛 + 1) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) ↔ (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1))))))
4334breq1d 5052 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝑛 + 1) → ((𝑃𝑥) ∥ 𝐷 ↔ (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷))
4442, 43imbi12d 347 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷) ↔ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
4544ralbidv 3184 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷) ↔ ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
4645imbi2d 343 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷)) ↔ ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷))))
47 oveq2 7141 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑁 → (𝑃𝑥) = (𝑃𝑁))
4847oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑁 → (𝑘 · (𝑃𝑥)) = (𝑘 · (𝑃𝑁)))
4948breq2d 5054 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑁 → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁))))
50 oveq1 7140 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑁 → (𝑥 − 1) = (𝑁 − 1))
5150oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑁 → (𝑃↑(𝑥 − 1)) = (𝑃↑(𝑁 − 1)))
5251oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑁 → (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) = (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1))))
5352breq2d 5054 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑁 → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))))
5453notbid 320 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑁 → (¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1))) ↔ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))))
5549, 54anbi12d 632 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑁 → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) ↔ (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1))))))
5647breq1d 5052 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑁 → ((𝑃𝑥) ∥ 𝐷 ↔ (𝑃𝑁) ∥ 𝐷))
5755, 56imbi12d 347 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑁 → (((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷) ↔ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷)))
5857ralbidv 3184 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑁 → (∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷) ↔ ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷)))
5958imbi2d 343 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑁 → (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑥)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑥 − 1)))) → (𝑃𝑥) ∥ 𝐷)) ↔ ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷))))
60 breq1 5045 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝐷 → (𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · 𝑃)))
61 breq1 5045 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝐷 → (𝑥𝑘𝐷𝑘))
6261notbid 320 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝐷 → (¬ 𝑥𝑘 ↔ ¬ 𝐷𝑘))
6360, 62anbi12d 632 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝐷 → ((𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝑥𝑘) ↔ (𝐷 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝐷𝑘)))
64 breq2 5046 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝐷 → (𝑃𝑥𝑃𝐷))
6563, 64imbi12d 347 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝐷 → (((𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝑥𝑘) → 𝑃𝑥) ↔ ((𝐷 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝐷𝑘) → 𝑃𝐷)))
6665imbi2d 343 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝐷 → (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → ((𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝑥𝑘) → 𝑃𝑥)) ↔ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝐷𝑘) → 𝑃𝐷))))
67 simplrl 775 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) ∧ 𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃)) → 𝑃 ∈ ℙ)
68 simpll 765 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) ∧ 𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃)) → 𝑥 ∈ ℤ)
69 coprm 16033 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (¬ 𝑃𝑥 ↔ (𝑃 gcd 𝑥) = 1))
7067, 68, 69syl2anc 586 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) ∧ 𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃)) → (¬ 𝑃𝑥 ↔ (𝑃 gcd 𝑥) = 1))
71 zcn 11965 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑘 ∈ ℤ → 𝑘 ∈ ℂ)
7271ad2antll 727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑘 ∈ ℂ)
73 prmz 15997 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
7473ad2antrl 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑃 ∈ ℤ)
7574zcnd 12067 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑃 ∈ ℂ)
7672, 75mulcomd 10640 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 · 𝑃) = (𝑃 · 𝑘))
7776breq2d 5054 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ↔ 𝑥 ∥ (𝑃 · 𝑘)))
78 simpl 485 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑥 ∈ ℤ)
79 gcdcom 15840 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝑃 gcd 𝑥) = (𝑥 gcd 𝑃))
8074, 78, 79syl2anc 586 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃 gcd 𝑥) = (𝑥 gcd 𝑃))
8180eqeq1d 2822 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑃 gcd 𝑥) = 1 ↔ (𝑥 gcd 𝑃) = 1))
8277, 81anbi12d 632 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ (𝑃 gcd 𝑥) = 1) ↔ (𝑥 ∥ (𝑃 · 𝑘) ∧ (𝑥 gcd 𝑃) = 1)))
83 simprr 771 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑘 ∈ ℤ)
84 coprmdvds 15975 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → ((𝑥 ∥ (𝑃 · 𝑘) ∧ (𝑥 gcd 𝑃) = 1) → 𝑥𝑘))
8578, 74, 83, 84syl3anc 1367 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑥 ∥ (𝑃 · 𝑘) ∧ (𝑥 gcd 𝑃) = 1) → 𝑥𝑘))
8682, 85sylbid 242 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ (𝑃 gcd 𝑥) = 1) → 𝑥𝑘))
8786expdimp 455 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) ∧ 𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃)) → ((𝑃 gcd 𝑥) = 1 → 𝑥𝑘))
8870, 87sylbid 242 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) ∧ 𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃)) → (¬ 𝑃𝑥𝑥𝑘))
8988con1d 147 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) ∧ 𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃)) → (¬ 𝑥𝑘𝑃𝑥))
9089expimpd 456 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝑥𝑘) → 𝑃𝑥))
9190ex 415 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℤ → ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → ((𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝑥𝑘) → 𝑃𝑥)))
9266, 91vtoclga 3553 . . . . . . . . . 10 (𝐷 ∈ ℤ → ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝐷𝑘) → 𝑃𝐷)))
9392impl 458 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝐷𝑘) → 𝑃𝐷))
9473zcnd 12067 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℂ)
9594exp1d 13490 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃↑1) = 𝑃)
9695ad2antlr 725 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑃↑1) = 𝑃)
9796oveq2d 7149 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑘 · (𝑃↑1)) = (𝑘 · 𝑃))
9897breq2d 5054 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑1)) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · 𝑃)))
99 1m1e0 11688 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (1 − 1) = 0
10099oveq2i 7144 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑃↑(1 − 1)) = (𝑃↑0)
10173ad2antlr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → 𝑃 ∈ ℤ)
102101zcnd 12067 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → 𝑃 ∈ ℂ)
103102exp0d 13489 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑃↑0) = 1)
104100, 103syl5eq 2867 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑃↑(1 − 1)) = 1)
105104oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1))) = (𝑘 · 1))
10671adantl 484 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → 𝑘 ∈ ℂ)
107106mulid1d 10636 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑘 · 1) = 𝑘)
108105, 107eqtrd 2855 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1))) = 𝑘)
109108breq2d 5054 . . . . . . . . . . 11 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1))) ↔ 𝐷𝑘))
110109notbid 320 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1))) ↔ ¬ 𝐷𝑘))
11198, 110anbi12d 632 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑1)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1)))) ↔ (𝐷 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝐷𝑘)))
112102exp1d 13490 . . . . . . . . . 10 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑃↑1) = 𝑃)
113112breq1d 5052 . . . . . . . . 9 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → ((𝑃↑1) ∥ 𝐷𝑃𝐷))
11493, 111, 1133imtr4d 296 . . . . . . . 8 (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑1)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1)))) → (𝑃↑1) ∥ 𝐷))
115114ralrimiva 3169 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑1)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(1 − 1)))) → (𝑃↑1) ∥ 𝐷))
116 oveq1 7140 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝑥 → (𝑘 · (𝑃𝑛)) = (𝑥 · (𝑃𝑛)))
117116breq2d 5054 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝑥 → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ↔ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛))))
118 oveq1 7140 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 = 𝑥 → (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1))) = (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1))))
119118breq2d 5054 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝑥 → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1))) ↔ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))))
120119notbid 320 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝑥 → (¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1))) ↔ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))))
121117, 120anbi12d 632 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑥 → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) ↔ (𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1))))))
122121imbi1d 344 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑥 → (((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) ↔ ((𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷)))
123122cbvralvw 3428 . . . . . . . . . 10 (∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) ↔ ∀𝑥 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷))
124 simprr 771 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑘 ∈ ℤ)
12573ad2antrl 726 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑃 ∈ ℤ)
126124, 125zmulcld 12072 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 · 𝑃) ∈ ℤ)
127 oveq1 7140 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 = (𝑘 · 𝑃) → (𝑥 · (𝑃𝑛)) = ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)))
128127breq2d 5054 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = (𝑘 · 𝑃) → (𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ↔ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛))))
129 oveq1 7140 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 = (𝑘 · 𝑃) → (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1))) = ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1))))
130129breq2d 5054 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 = (𝑘 · 𝑃) → (𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1))) ↔ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1)))))
131130notbid 320 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = (𝑘 · 𝑃) → (¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1))) ↔ ¬ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1)))))
132128, 131anbi12d 632 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = (𝑘 · 𝑃) → ((𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) ↔ (𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1))))))
133132imbi1d 344 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = (𝑘 · 𝑃) → (((𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) ↔ ((𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷)))
134133rspcv 3597 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑘 · 𝑃) ∈ ℤ → (∀𝑥 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) → ((𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷)))
135126, 134syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (∀𝑥 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) → ((𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷)))
136 nnnn0 11883 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℕ0)
137136ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑛 ∈ ℕ0)
138 zexpcl 13429 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑛) ∈ ℤ)
139125, 137, 138syl2anc 586 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃𝑛) ∈ ℤ)
140 simplr 767 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝐷 ∈ ℤ)
141 divides 15589 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃𝑛) ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) → ((𝑃𝑛) ∥ 𝐷 ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷))
142139, 140, 141syl2anc 586 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑃𝑛) ∥ 𝐷 ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷))
14390adantll 712 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝑥𝑘) → 𝑃𝑥))
144 prmnn 15996 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
145144ad2antrl 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑃 ∈ ℕ)
146145nncnd 11632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑃 ∈ ℂ)
147136ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑛 ∈ ℕ0)
148146, 147expp1d 13496 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) = ((𝑃𝑛) · 𝑃))
149145, 147nnexpcld 13591 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃𝑛) ∈ ℕ)
150149nncnd 11632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃𝑛) ∈ ℂ)
151150, 146mulcomd 10640 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑃𝑛) · 𝑃) = (𝑃 · (𝑃𝑛)))
152148, 151eqtrd 2855 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) = (𝑃 · (𝑃𝑛)))
153152oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) = (𝑘 · (𝑃 · (𝑃𝑛))))
15471ad2antll 727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑘 ∈ ℂ)
155154, 146, 150mulassd 10642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) = (𝑘 · (𝑃 · (𝑃𝑛))))
156153, 155eqtr4d 2858 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) = ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)))
157156breq2d 5054 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ↔ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛))))
158 simplr 767 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑥 ∈ ℤ)
159 simprr 771 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑘 ∈ ℤ)
160145nnzd 12065 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑃 ∈ ℤ)
161159, 160zmulcld 12072 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 · 𝑃) ∈ ℤ)
162149nnzd 12065 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃𝑛) ∈ ℤ)
163149nnne0d 11666 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃𝑛) ≠ 0)
164 dvdsmulcr 15619 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝑘 · 𝑃) ∈ ℤ ∧ ((𝑃𝑛) ∈ ℤ ∧ (𝑃𝑛) ≠ 0)) → ((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) ↔ 𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃)))
165158, 161, 162, 163, 164syl112anc 1370 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) ↔ 𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃)))
166157, 165bitrd 281 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ↔ 𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃)))
167 dvdsmulcr 15619 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ ((𝑃𝑛) ∈ ℤ ∧ (𝑃𝑛) ≠ 0)) → ((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ↔ 𝑥𝑘))
168158, 159, 162, 163, 167syl112anc 1370 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ↔ 𝑥𝑘))
169168notbid 320 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (¬ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ↔ ¬ 𝑥𝑘))
170166, 169anbi12d 632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) ↔ (𝑥 ∥ (𝑘 · 𝑃) ∧ ¬ 𝑥𝑘)))
171152breq1d 5052 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ↔ (𝑃 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛))))
172 dvdsmulcr 15619 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ ∧ ((𝑃𝑛) ∈ ℤ ∧ (𝑃𝑛) ≠ 0)) → ((𝑃 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ↔ 𝑃𝑥))
173160, 158, 162, 163, 172syl112anc 1370 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑃 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ↔ 𝑃𝑥))
174171, 173bitrd 281 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ↔ 𝑃𝑥))
175143, 170, 1743imtr4d 296 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛))))
176175an32s 650 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛))))
177 breq1 5045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷 → ((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1)))))
178 breq1 5045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷 → ((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))))
179178notbid 320 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷 → (¬ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ↔ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))))
180177, 179anbi12d 632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷 → (((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) ↔ (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)))))
181 breq2 5046 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷 → ((𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ↔ (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷))
182180, 181imbi12d 347 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷 → ((((𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛))) ↔ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
183176, 182syl5ibcom 247 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → ((𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷 → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
184183rexlimdva 3271 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷 → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
185184adantlr 713 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥 · (𝑃𝑛)) = 𝐷 → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
186142, 185sylbid 242 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑃𝑛) ∥ 𝐷 → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
187186com23 86 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → ((𝑃𝑛) ∥ 𝐷 → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
188187a2d 29 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
18971ad2antll 727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑘 ∈ ℂ)
190125zcnd 12067 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑃 ∈ ℂ)
191139zcnd 12067 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃𝑛) ∈ ℂ)
192189, 190, 191mulassd 10642 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) = (𝑘 · (𝑃 · (𝑃𝑛))))
193190, 191mulcomd 10640 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃 · (𝑃𝑛)) = ((𝑃𝑛) · 𝑃))
194190, 137expp1d 13496 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) = ((𝑃𝑛) · 𝑃))
195193, 194eqtr4d 2858 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃 · (𝑃𝑛)) = (𝑃↑(𝑛 + 1)))
196195oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 · (𝑃 · (𝑃𝑛))) = (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))))
197192, 196eqtrd 2855 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) = (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))))
198197breq2d 5054 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1)))))
199 nnm1nn0 11917 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 − 1) ∈ ℕ0)
200199ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑛 − 1) ∈ ℕ0)
201 zexpcl 13429 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑃 ∈ ℤ ∧ (𝑛 − 1) ∈ ℕ0) → (𝑃↑(𝑛 − 1)) ∈ ℤ)
202125, 200, 201syl2anc 586 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃↑(𝑛 − 1)) ∈ ℤ)
203202zcnd 12067 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃↑(𝑛 − 1)) ∈ ℂ)
204189, 190, 203mulassd 10642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1))) = (𝑘 · (𝑃 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))))
205190, 203mulcomd 10640 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃 · (𝑃↑(𝑛 − 1))) = ((𝑃↑(𝑛 − 1)) · 𝑃))
206 simpll 765 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑛 ∈ ℕ)
207 expm1t 13442 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑃 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑃𝑛) = ((𝑃↑(𝑛 − 1)) · 𝑃))
208190, 206, 207syl2anc 586 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃𝑛) = ((𝑃↑(𝑛 − 1)) · 𝑃))
209205, 208eqtr4d 2858 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃 · (𝑃↑(𝑛 − 1))) = (𝑃𝑛))
210209oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 · (𝑃 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) = (𝑘 · (𝑃𝑛)))
211204, 210eqtrd 2855 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1))) = (𝑘 · (𝑃𝑛)))
212211breq2d 5054 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1))) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))))
213212notbid 320 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (¬ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1))) ↔ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))))
214198, 213anbi12d 632 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) ↔ (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)))))
215214imbi1d 344 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (((𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) ↔ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷)))
216 nncn 11624 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℂ)
217216ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → 𝑛 ∈ ℂ)
218 ax-1cn 10573 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1 ∈ ℂ
219 pncan 10870 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑛 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑛 + 1) − 1) = 𝑛)
220217, 218, 219sylancl 588 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝑛 + 1) − 1) = 𝑛)
221220oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)) = (𝑃𝑛))
222221oveq2d 7149 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1))) = (𝑘 · (𝑃𝑛)))
223222breq2d 5054 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1))) ↔ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))))
224223notbid 320 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1))) ↔ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))))
225224anbi2d 630 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) ↔ (𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)))))
226225imbi1d 344 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷) ↔ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
227188, 215, 2263imtr4d 296 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (((𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ ((𝑘 · 𝑃) · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
228135, 227syld 47 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (∀𝑥 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
229228anassrs 470 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (∀𝑥 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) → ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
230229ralrimdva 3176 . . . . . . . . . 10 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (∀𝑥 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑥 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
231123, 230syl5bi 244 . . . . . . . . 9 (((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷)))
232231expl 460 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷))))
233232a2d 29 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ → (((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑛)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 − 1)))) → (𝑃𝑛) ∥ 𝐷)) → ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑛 + 1))) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑((𝑛 + 1) − 1)))) → (𝑃↑(𝑛 + 1)) ∥ 𝐷))))
23420, 33, 46, 59, 115, 233nnind 11634 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷)))
235234com12 32 . . . . 5 ((𝐷 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷)))
236235impr 457 . . . 4 ((𝐷 ∈ ℤ ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ)) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷))
237236adantll 712 . . 3 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ)) → ∀𝑘 ∈ ℤ ((𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝑘 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷))
238 simpll 765 . . 3 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ)) → 𝐾 ∈ ℤ)
2397, 237, 238rspcdva 3604 . 2 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ)) → ((𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃↑(𝑁 − 1)))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷))
2402393impia 1113 1 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃𝑁)) ∧ ¬ 𝐷 ∥ (𝐾 · (𝑃↑(𝑁 − 1))))) → (𝑃𝑁) ∥ 𝐷)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 208  wa 398  w3a 1083   = wceq 1537  wcel 2114  wne 3006  wral 3125  wrex 3126   class class class wbr 5042  (class class class)co 7133  cc 10513  0cc0 10515  1c1 10516   + caddc 10518   · cmul 10520  cmin 10848  cn 11616  0cn0 11876  cz 11960  cexp 13414  cdvds 15587   gcd cgcd 15821  cprime 15993
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2792  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5242  ax-pr 5306  ax-un 7439  ax-cnex 10571  ax-resscn 10572  ax-1cn 10573  ax-icn 10574  ax-addcl 10575  ax-addrcl 10576  ax-mulcl 10577  ax-mulrcl 10578  ax-mulcom 10579  ax-addass 10580  ax-mulass 10581  ax-distr 10582  ax-i2m1 10583  ax-1ne0 10584  ax-1rid 10585  ax-rnegex 10586  ax-rrecex 10587  ax-cnre 10588  ax-pre-lttri 10589  ax-pre-lttrn 10590  ax-pre-ltadd 10591  ax-pre-mulgt0 10592  ax-pre-sup 10593
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2799  df-cleq 2813  df-clel 2891  df-nfc 2959  df-ne 3007  df-nel 3111  df-ral 3130  df-rex 3131  df-reu 3132  df-rmo 3133  df-rab 3134  df-v 3475  df-sbc 3753  df-csb 3861  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3932  df-nul 4270  df-if 4444  df-pw 4517  df-sn 4544  df-pr 4546  df-tp 4548  df-op 4550  df-uni 4815  df-iun 4897  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5436  df-eprel 5441  df-po 5450  df-so 5451  df-fr 5490  df-we 5492  df-xp 5537  df-rel 5538  df-cnv 5539  df-co 5540  df-dm 5541  df-rn 5542  df-res 5543  df-ima 5544  df-pred 6124  df-ord 6170  df-on 6171  df-lim 6172  df-suc 6173  df-iota 6290  df-fun 6333  df-fn 6334  df-f 6335  df-f1 6336  df-fo 6337  df-f1o 6338  df-fv 6339  df-riota 7091  df-ov 7136  df-oprab 7137  df-mpo 7138  df-om 7559  df-2nd 7668  df-wrecs 7925  df-recs 7986  df-rdg 8024  df-1o 8080  df-2o 8081  df-er 8267  df-en 8488  df-dom 8489  df-sdom 8490  df-fin 8491  df-sup 8884  df-inf 8885  df-pnf 10655  df-mnf 10656  df-xr 10657  df-ltxr 10658  df-le 10659  df-sub 10850  df-neg 10851  df-div 11276  df-nn 11617  df-2 11679  df-3 11680  df-n0 11877  df-z 11961  df-uz 12223  df-rp 12369  df-fl 13146  df-mod 13222  df-seq 13354  df-exp 13415  df-cj 14438  df-re 14439  df-im 14440  df-sqrt 14574  df-abs 14575  df-dvds 15588  df-gcd 15822  df-prm 15994
This theorem is referenced by:  pockthlem  16219
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