Theorem prmreclem1 16854

Description: Lemma for prmrec 16860. 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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ssrab2 4077	. . 3 ⊢ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ⊆ ℕ
2		breq2 5152	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → ((𝑟↑2) ∥ 𝑛 ↔ (𝑟↑2) ∥ 𝑁))
3	2	rabbidv 3439	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑛} = {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
4	3	supeq1d 9445	. . . . 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 11299	. . . . . 6 ⊢ < Or ℝ
7	6	supex 9462	. . . . 5 ⊢ sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ) ∈ V
8	4, 5, 7	fvmpt 6998	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑄‘𝑁) = sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ))
9		nnssz 12585	. . . . . 6 ⊢ ℕ ⊆ ℤ
10	1, 9	sstri 3991	. . . . 5 ⊢ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ⊆ ℤ
11		oveq1 7419	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑟 = 1 → (𝑟↑2) = (1↑2))
12		sq1 14164	. . . . . . . . 9 ⊢ (1↑2) = 1
13	11, 12	eqtrdi 2787	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑟 = 1 → (𝑟↑2) = 1)
14	13	breq1d 5158	. . . . . . 7 ⊢ (𝑟 = 1 → ((𝑟↑2) ∥ 𝑁 ↔ 1 ∥ 𝑁))
15		1nn 12228	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℕ
16	15	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℕ)
17		nnz 12584	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
18		1dvds 16219	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 1 ∥ 𝑁)
19	17, 18	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∥ 𝑁)
20	14, 16, 19	elrabd 3685	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
21	20	ne0d 4335	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ≠ ∅)
22		nnz 12584	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → 𝑧 ∈ ℤ)
23		zsqcl 14099	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 ∈ ℤ → (𝑧↑2) ∈ ℤ)
24	22, 23	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → (𝑧↑2) ∈ ℤ)
25		id 22	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ)
26		dvdsle 16258	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑧↑2) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 → (𝑧↑2) ≤ 𝑁))
27	24, 25, 26	syl2anr 596	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 → (𝑧↑2) ≤ 𝑁))
28		nnlesq 14174	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → 𝑧 ≤ (𝑧↑2))
29	28	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → 𝑧 ≤ (𝑧↑2))
30		nnre 12224	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → 𝑧 ∈ ℝ)
31	30	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → 𝑧 ∈ ℝ)
32	31	resqcld 14095	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → (𝑧↑2) ∈ ℝ)
33		nnre 12224	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
34	33	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℝ)
35		letr 11313	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝑧↑2) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → ((𝑧 ≤ (𝑧↑2) ∧ (𝑧↑2) ≤ 𝑁) → 𝑧 ≤ 𝑁))
36	31, 32, 34, 35	syl3anc 1370	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((𝑧 ≤ (𝑧↑2) ∧ (𝑧↑2) ≤ 𝑁) → 𝑧 ≤ 𝑁))
37	29, 36	mpand 692	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((𝑧↑2) ≤ 𝑁 → 𝑧 ≤ 𝑁))
38	27, 37	syld 47	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 → 𝑧 ≤ 𝑁))
39	38	ralrimiva 3145	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑧 ∈ ℕ ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 → 𝑧 ≤ 𝑁))
40		oveq1 7419	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑟 = 𝑧 → (𝑟↑2) = (𝑧↑2))
41	40	breq1d 5158	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑟 = 𝑧 → ((𝑟↑2) ∥ 𝑁 ↔ (𝑧↑2) ∥ 𝑁))
42	41	ralrab 3689	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑁 ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 → 𝑧 ≤ 𝑁))
43	39, 42	sylibr 233	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑁)
44		brralrspcev 5208	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑁) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑥)
45	17, 43, 44	syl2anc 583	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑥)
46		suprzcl2 12927	. . . . 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})
47	10, 21, 45, 46	mp3an2i 1465	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ) ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
48	8, 47	eqeltrd 2832	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑄‘𝑁) ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
49	1, 48	sselid 3980	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑄‘𝑁) ∈ ℕ)
50		oveq1 7419	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = (𝑄‘𝑁) → (𝑧↑2) = ((𝑄‘𝑁)↑2))
51	50	breq1d 5158	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = (𝑄‘𝑁) → ((𝑧↑2) ∥ 𝑁 ↔ ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁))
52	41	cbvrabv 3441	. . . . 5 ⊢ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} = {𝑧 ∈ ℕ ∣ (𝑧↑2) ∥ 𝑁}
53	51, 52	elrab2 3686	. . . 4 ⊢ ((𝑄‘𝑁) ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁} ↔ ((𝑄‘𝑁) ∈ ℕ ∧ ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁))
54	48, 53	sylib 217	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁) ∈ ℕ ∧ ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁))
55	54	simprd 495	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁)
56	49	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑄‘𝑁) ∈ ℕ)
57	56	nncnd 12233	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑄‘𝑁) ∈ ℂ)
58	57	mulridd 11236	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑄‘𝑁) · 1) = (𝑄‘𝑁))
59		eluz2gt1 12909	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ (ℤ≥‘2) → 1 < 𝐾)
60	59	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → 1 < 𝐾)
61		1red 11220	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → 1 ∈ ℝ)
62		eluz2nn 12873	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝐾 ∈ ℕ)
63	62	adantl 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → 𝐾 ∈ ℕ)
64	63	nnred 12232	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → 𝐾 ∈ ℝ)
65	56	nnred 12232	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑄‘𝑁) ∈ ℝ)
66	56	nngt0d 12266	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → 0 < (𝑄‘𝑁))
67		ltmul2 12070	. . . . . . . 8 ⊢ ((1 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ ∧ ((𝑄‘𝑁) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑄‘𝑁))) → (1 < 𝐾 ↔ ((𝑄‘𝑁) · 1) < ((𝑄‘𝑁) · 𝐾)))
68	61, 64, 65, 66, 67	syl112anc 1373	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → (1 < 𝐾 ↔ ((𝑄‘𝑁) · 1) < ((𝑄‘𝑁) · 𝐾)))
69	60, 68	mpbid 231	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑄‘𝑁) · 1) < ((𝑄‘𝑁) · 𝐾))
70	58, 69	eqbrtrrd 5172	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑄‘𝑁) < ((𝑄‘𝑁) · 𝐾))
71		nnmulcl 12241	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑄‘𝑁) ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ ℕ)
72	49, 62, 71	syl2an 595	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ ℕ)
73	72	nnred 12232	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ ℝ)
74	65, 73	ltnled 11366	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ((𝑄‘𝑁) < ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ↔ ¬ ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ≤ (𝑄‘𝑁)))
75	70, 74	mpbid 231	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ¬ ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ≤ (𝑄‘𝑁))
76	45	ad2antrr 723	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∀𝑧 ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}𝑧 ≤ 𝑥)
77		oveq1 7419	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑟 = ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) → (𝑟↑2) = (((𝑄‘𝑁) · 𝐾)↑2))
78	77	breq1d 5158	. . . . . . 7 ⊢ (𝑟 = ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) → ((𝑟↑2) ∥ 𝑁 ↔ (((𝑄‘𝑁) · 𝐾)↑2) ∥ 𝑁))
79	72	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ ℕ)
80		simpr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)))
81	63	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → 𝐾 ∈ ℕ)
82	81	nnsqcld 14212	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝐾↑2) ∈ ℕ)
83		nnz 12584	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐾↑2) ∈ ℕ → (𝐾↑2) ∈ ℤ)
84	82, 83	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝐾↑2) ∈ ℤ)
85	49	nnsqcld 14212	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℕ)
86	9, 85	sselid 3980	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℤ)
87	85	nnne0d 12267	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁)↑2) ≠ 0)
88		dvdsval2 16205	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℤ ∧ ((𝑄‘𝑁)↑2) ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) ∈ ℤ))
89	86, 87, 17, 88	syl3anc 1370	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) ∈ ℤ))
90	55, 89	mpbid 231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) ∈ ℤ)
91	90	ad2antrr 723	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)) ∈ ℤ)
92	86	ad2antrr 723	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℤ)
93		dvdscmul 16231	. . . . . . . . . 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)))))
94	84, 91, 92, 93	syl3anc 1370	. . . . . . . . 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)))))
95	80, 94	mpd 15	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝐾↑2)) ∥ (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))))
96	57	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝑄‘𝑁) ∈ ℂ)
97	81	nncnd 12233	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → 𝐾 ∈ ℂ)
98	96, 97	sqmuld 14128	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (((𝑄‘𝑁) · 𝐾)↑2) = (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝐾↑2)))
99	98	eqcomd 2737	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝐾↑2)) = (((𝑄‘𝑁) · 𝐾)↑2))
100		nncn 12225	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℂ)
101	100	ad2antrr 723	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → 𝑁 ∈ ℂ)
102	85	ad2antrr 723	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℕ)
103	102	nncnd 12233	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁)↑2) ∈ ℂ)
104	87	ad2antrr 723	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁)↑2) ≠ 0)
105	101, 103, 104	divcan2d 11997	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (((𝑄‘𝑁)↑2) · (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) = 𝑁)
106	95, 99, 105	3brtr3d 5179	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (((𝑄‘𝑁) · 𝐾)↑2) ∥ 𝑁)
107	78, 79, 106	elrabd 3685	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ∈ {𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁})
108		suprzub 12928	. . . . . 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, < ))
109	10, 76, 107, 108	mp3an2i 1465	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ≤ sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ))
110	8	ad2antrr 723	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → (𝑄‘𝑁) = sup({𝑟 ∈ ℕ ∣ (𝑟↑2) ∥ 𝑁}, ℝ, < ))
111	109, 110	breqtrrd 5176	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))) → ((𝑄‘𝑁) · 𝐾) ≤ (𝑄‘𝑁))
112	75, 111	mtand 813	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘2)) → ¬ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)))
113	112	ex 412	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝐾 ∈ (ℤ≥‘2) → ¬ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2))))
114	49, 55, 113	3jca 1127	1 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑄‘𝑁) ∈ ℕ ∧ ((𝑄‘𝑁)↑2) ∥ 𝑁 ∧ (𝐾 ∈ (ℤ≥‘2) → ¬ (𝐾↑2) ∥ (𝑁 / ((𝑄‘𝑁)↑2)))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   ≠ wne 2939  ∀wral 3060  ∃wrex 3069  {crab 3431   ⊆ wss 3948  ∅c0 4322   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231  ‘cfv 6543  (class class class)co 7412  supcsup 9439  ℂcc 11112  ℝcr 11113  0cc0 11114  1c1 11115   · cmul 11119   < clt 11253   ≤ cle 11254   / cdiv 11876  ℕcn 12217  2c2 12272  ℤcz 12563  ℤ_≥cuz 12827  ↑cexp 14032   ∥ cdvds 16202

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 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11170  ax-resscn 11171  ax-1cn 11172  ax-icn 11173  ax-addcl 11174  ax-addrcl 11175  ax-mulcl 11176  ax-mulrcl 11177  ax-mulcom 11178  ax-addass 11179  ax-mulass 11180  ax-distr 11181  ax-i2m1 11182  ax-1ne0 11183  ax-1rid 11184  ax-rnegex 11185  ax-rrecex 11186  ax-cnre 11187  ax-pre-lttri 11188  ax-pre-lttrn 11189  ax-pre-ltadd 11190  ax-pre-mulgt0 11191

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7860  df-2nd 7980  df-frecs 8270  df-wrecs 8301  df-recs 8375  df-rdg 8414  df-er 8707  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-sup 9441  df-inf 9442  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-div 11877  df-nn 12218  df-2 12280  df-n0 12478  df-z 12564  df-uz 12828  df-seq 13972  df-exp 14033  df-dvds 16203

This theorem is referenced by:  prmreclem2  16855  prmreclem3  16856