MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  prmreclem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem prmreclem1 17138
Description: Lemma for prmrec 17144. Properties of the "square part" function, which extracts the 𝑚 of the decomposition 𝑁 = 𝑟𝑚↑2, with 𝑚 maximal and 𝑟 squarefree. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Aug-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
prmreclem1.1 𝑄 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑛}, ℝ, < ))
Assertion
Ref Expression
prmreclem1 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁) ∈ ℕ ∧ ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁 ∧ (𝐾 ∈ (ℤ≥‘2) → ¬ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)))))
Distinct variable groups:   𝐾,𝑟   𝑛,𝑟,𝑁   𝑄,𝑟
Allowed substitution hints:   𝑄(𝑛)   𝐾(𝑛)

Proof of Theorem prmreclem1
Dummy variables 𝑥 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ssrab2 4008 . . 3 {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ⊆ ℕ
2 breq2 5112 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑁 → ((𝑟↑2) ∥ 𝑛 ↔ (𝑟↑2) ∥ 𝑁))
32rabbidv 3423 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑛} = {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
43supeq1d 9475 . . . . 5 (𝑛 = 𝑁 → sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑛}, ℝ, < ) = sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ))
5 prmreclem1.1 . . . . 5 𝑄 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑛}, ℝ, < ))
6 ltso 11429 . . . . . 6 < Or ℝ
76supex 9493 . . . . 5 sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ) ∈ V
84, 5, 7fvmpt 7024 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑄‘𝑁) = sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ))
9 nnssz 12755 . . . . . 6 ℕ ⊆ ℤ
101, 9sstri 3922 . . . . 5 {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ⊆ ℤ
11 oveq1 7458 . . . . . . . . 9 (𝑟 = 1 → (𝑟↑2) = (1↑2))
12 sq1 14378 . . . . . . . . 9 (1↑2) = 1
1311, 12eqtrdi 2814 . . . . . . . 8 (𝑟 = 1 → (𝑟↑2) = 1)
1413breq1d 5118 . . . . . . 7 (𝑟 = 1 → ((𝑟↑2) ∥ 𝑁 ↔ 1 ∥ 𝑁))
15 1nn 12386 . . . . . . . 8 1 ∈ ℕ
1615a1i 11 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℕ)
17 nnz 12754 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
18 1dvds 16484 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℤ → 1 ∥ 𝑁)
1917, 18syl 18 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∥ 𝑁)
2014, 16, 19elrabd 3650 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
2120ne0d 4291 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ≠ ∅)
22 nnz 12754 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ℕ → 𝑧 ∈ ℤ)
23 zsqcl 14312 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ℤ → (𝑧↑2) ∈ ℤ)
2422, 23syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ ℕ → (𝑧↑2) ∈ ℤ)
25 id 23 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ)
26 dvdsle 16524 . . . . . . . . . 10 (((𝑧↑2) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 → (𝑧↑2) ≤ 𝑁))
2724, 25, 26syl2anr 609 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 → (𝑧↑2) ≤ 𝑁))
28 nnlesq 14389 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ℕ → 𝑧 ≤ (𝑧↑2))
2928adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → 𝑧 ≤ (𝑧↑2))
30 nnre 12382 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ ℕ → 𝑧 ∈ ℝ)
3130adantl 487 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → 𝑧 ∈ ℝ)
3231resqcld 14308 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → (𝑧↑2) ∈ ℝ)
33 nnre 12382 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
3433adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℝ)
35 letr 11443 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝑧↑2) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → ((𝑧 ≤ (𝑧↑2) ∧ (𝑧↑2) ≤ 𝑁) → 𝑧 ≤ 𝑁))
3631, 32, 34, 35syl3anc 1399 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((𝑧 ≤ (𝑧↑2) ∧ (𝑧↑2) ≤ 𝑁) → 𝑧 ≤ 𝑁))
3729, 36mpand 708 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((𝑧↑2) ≤ 𝑁 → 𝑧 ≤ 𝑁))
3827, 37syld 48 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 → 𝑧 ≤ 𝑁))
3938ralrimiva 3158 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑧 ∈ ℕ ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 → 𝑧 ≤ 𝑁))
40 oveq1 7458 . . . . . . . . 9 (𝑟 = 𝑧 → (𝑟↑2) = (𝑧↑2))
4140breq1d 5118 . . . . . . . 8 (𝑟 = 𝑧 → ((𝑟↑2) ∥ 𝑁 ↔ (𝑧↑2) ∥ 𝑁))
4241ralrab 3655 . . . . . . 7 (∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑁 ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 → 𝑧 ≤ 𝑁))
4339, 42sylibr 237 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑁)
44 brralrspcev 5171 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑁) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑥)
4517, 43, 44syl2anc 596 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑥)
46 suprzcl2 13105 . . . . 5 (({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ⊆ ℤ ∧ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑥) → sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ) ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
4710, 21, 45, 46mp3an2i 1496 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ) ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
488, 47eqeltrd 2864 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑄‘𝑁) ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
491, 48sselid 3911 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑄‘𝑁) ∈ ℕ)
50 oveq1 7458 . . . . . 6 (𝑧 = (𝑄‘𝑁) → (𝑧↑2) = ((𝑄‘𝑁)↑2))
5150breq1d 5118 . . . . 5 (𝑧 = (𝑄‘𝑁) → ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 ↔ ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁))
5241cbvrabv 3426 . . . . 5 {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} = {𝑧 ∈ ℕ ∣ (𝑧↑2) ∥ 𝑁}
5351, 52elrab2 3652 . . . 4 ((𝑄‘𝑁) ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ↔ ((𝑄‘𝑁) ∈ ℕ ∧ ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁))
5448, 53sylib 221 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁) ∈ ℕ ∧ ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁))
5554simprd 501 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁)
5649adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑄‘𝑁) ∈ ℕ)
5756nncnd 12391 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑄‘𝑁) ∈ ℂ)
5857mulridd 11365 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑄‘𝑁) · 1) = (𝑄‘𝑁))
59 eluz2gt1 13087 . . . . . . . 8 (𝐾 ∈ (ℤ≥‘2) → 1 < 𝐾)
6059adantl 487 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → 1 < 𝐾)
61 1red 11348 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → 1 ∈ ℝ)
62 eluz2nn 13055 . . . . . . . . . 10 (𝐾 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝐾 ∈ ℕ)
6362adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → 𝐾 ∈ ℕ)
6463nnred 12390 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → 𝐾 ∈ ℝ)
6556nnred 12390 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑄‘𝑁) ∈ ℝ)
6656nngt0d 12427 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → 0 < (𝑄‘𝑁))
67 ltmul2 12208 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ ∧ ((𝑄‘𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑄‘𝑁))) → (1 < 𝐾 ↔ ((𝑄‘𝑁) · 1) < ((𝑄‘𝑁) · 𝐾)))
6861, 64, 65, 66, 67syl112anc 1402 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → (1 < 𝐾 ↔ ((𝑄‘𝑁) · 1) < ((𝑄‘𝑁) · 𝐾)))
6960, 68mpbid 235 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑄‘𝑁) · 1) < ((𝑄‘𝑁) · 𝐾))
7058, 69eqbrtrrd 5135 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑄‘𝑁) < ((𝑄‘𝑁) · 𝐾))
71 nnmulcl 12399 . . . . . . . 8 (((𝑄‘𝑁) ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ ℕ)
7249, 62, 71syl2an 608 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ ℕ)
7372nnred 12390 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ ℝ)
7465, 73ltnled 11496 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑄‘𝑁) < ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ↔ ¬ ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ≤ (𝑄‘𝑁)))
7570, 74mpbid 235 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ¬ ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ≤ (𝑄‘𝑁))
7645ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑥)
77 oveq1 7458 . . . . . . . 8 (𝑟 = ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) → (𝑟↑2) = (((𝑄‘𝑁) · 𝐾)↑2))
7877breq1d 5118 . . . . . . 7 (𝑟 = ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) → ((𝑟↑2) ∥ 𝑁 ↔ (((𝑄‘𝑁) · 𝐾)↑2) ∥ 𝑁))
7972adantr 486 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ ℕ)
80 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)))
8163adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → 𝐾 ∈ ℕ)
8281nnsqcld 14429 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝐾↑2) ∈ ℕ)
83 nnz 12754 . . . . . . . . . . 11 ((𝐾↑2) ∈ ℕ → (𝐾↑2) ∈ ℤ)
8482, 83syl 18 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝐾↑2) ∈ ℤ)
8549nnsqcld 14429 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℕ)
869, 85sselid 3911 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℤ)
8785nnne0d 12428 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁)↑2) ≠ 0)
88 dvdsval2 16469 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℤ ∧ ((𝑄‘𝑁)↑2) ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) ∈ ℤ))
8986, 87, 17, 88syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) ∈ ℤ))
9055, 89mpbid 235 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) ∈ ℤ)
9190ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) ∈ ℤ)
9286ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℤ)
93 dvdscmul 16496 . . . . . . . . . 10 (((𝐾↑2) ∈ ℤ ∧ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) ∈ ℤ ∧ ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℤ) → ((𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) → (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝐾↑2)) ∥ (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)))))
9484, 91, 92, 93syl3anc 1399 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) → (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝐾↑2)) ∥ (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)))))
9580, 94mpd 16 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝐾↑2)) ∥ (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))))
9657adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝑄‘𝑁) ∈ ℂ)
9781nncnd 12391 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → 𝐾 ∈ ℂ)
9896, 97sqmuld 14341 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (((𝑄‘𝑁) · 𝐾)↑2) = (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝐾↑2)))
9998eqcomd 2769 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝐾↑2)) = (((𝑄‘𝑁) · 𝐾)↑2))
100 nncn 12383 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℂ)
101100ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → 𝑁 ∈ ℂ)
10285ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℕ)
103102nncnd 12391 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℂ)
10487ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁)↑2) ≠ 0)
105101, 103, 104divcan2d 12135 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) = 𝑁)
10695, 99, 1053brtr3d 5142 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (((𝑄‘𝑁) · 𝐾)↑2) ∥ 𝑁)
10778, 79, 106elrabd 3650 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
108 suprzub 13106 . . . . . 6 (({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ⊆ ℤ ∧ ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑥 ∧ ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ≤ sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ))
10910, 76, 107, 108mp3an2i 1496 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ≤ sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ))
1108ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝑄‘𝑁) = sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ))
111109, 110breqtrrd 5139 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ≤ (𝑄‘𝑁))
11275, 111mtand 828 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ¬ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)))
113112ex 418 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → (𝐾 ∈ (ℤ≥‘2) → ¬ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))))
11449, 55, 1133jca 1146 1 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁) ∈ ℕ ∧ ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁 ∧ (𝐾 ∈ (ℤ≥‘2) → ¬ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  {crab 3416   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  supcsup 9469  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240   · cmul 11244   < clt 11382   ≤ cle 11383   / cdiv 12013  ℕcn 12375  2c2 12437  ℤcz 12733  ℤ≥cuz 13005  ↑cexp 14244   ∥ cdvds 16466
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-er 8755  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-sup 9471  df-inf 9472  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-n0 12647  df-z 12734  df-uz 13006  df-seq 14185  df-exp 14245  df-dvds 16467
This theorem is used by:  prmreclem2  17139  prmreclem3  17140
  Copyright terms: Public domain W3C validator