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

Theorem prmunb 16791
Description: The primes are unbounded. (Contributed by Paul Chapman, 28-Nov-2012.)
Assertion
Ref Expression
prmunb (𝑁 ∈ ℕ → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑁 < 𝑝)
Distinct variable group:   𝑁,𝑝

Proof of Theorem prmunb
StepHypRef Expression
1 nnnn0 12425 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
2 faccl 14189 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → (!‘𝑁) ∈ ℕ)
3 elnnuz 12812 . . . . 5 ((!‘𝑁) ∈ ℕ ↔ (!‘𝑁) ∈ (ℤ‘1))
4 eluzp1p1 12796 . . . . . 6 ((!‘𝑁) ∈ (ℤ‘1) → ((!‘𝑁) + 1) ∈ (ℤ‘(1 + 1)))
5 df-2 12221 . . . . . . 7 2 = (1 + 1)
65fveq2i 6846 . . . . . 6 (ℤ‘2) = (ℤ‘(1 + 1))
74, 6eleqtrrdi 2845 . . . . 5 ((!‘𝑁) ∈ (ℤ‘1) → ((!‘𝑁) + 1) ∈ (ℤ‘2))
83, 7sylbi 216 . . . 4 ((!‘𝑁) ∈ ℕ → ((!‘𝑁) + 1) ∈ (ℤ‘2))
9 exprmfct 16585 . . . 4 (((!‘𝑁) + 1) ∈ (ℤ‘2) → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1))
102, 8, 93syl 18 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1))
11 prmz 16556 . . . . . . . . 9 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ)
12 nn0z 12529 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
13 eluz 12782 . . . . . . . . 9 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ (ℤ𝑝) ↔ 𝑝𝑁))
1411, 12, 13syl2an 597 . . . . . . . 8 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ (ℤ𝑝) ↔ 𝑝𝑁))
15 prmuz2 16577 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ (ℤ‘2))
16 eluz2b2 12851 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑝 ∈ (ℤ‘2) ↔ (𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝))
1715, 16sylib 217 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑝 ∈ ℙ → (𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝))
1817adantr 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → (𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝))
1918simpld 496 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑝 ∈ ℕ)
2019nnnn0d 12478 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑝 ∈ ℕ0)
21 eluznn0 12847 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
2220, 21sylancom 589 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
23 nnz 12525 . . . . . . . . . . . 12 ((!‘𝑁) ∈ ℕ → (!‘𝑁) ∈ ℤ)
2422, 2, 233syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → (!‘𝑁) ∈ ℤ)
2518simprd 497 . . . . . . . . . . 11 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 1 < 𝑝)
26 dvdsfac 16213 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑝 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑝 ∥ (!‘𝑁))
2719, 26sylancom 589 . . . . . . . . . . 11 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑝 ∥ (!‘𝑁))
28 ndvdsp1 16298 . . . . . . . . . . . 12 (((!‘𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝) → (𝑝 ∥ (!‘𝑁) → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1)))
2928imp 408 . . . . . . . . . . 11 ((((!‘𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝) ∧ 𝑝 ∥ (!‘𝑁)) → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1))
3024, 19, 25, 27, 29syl31anc 1374 . . . . . . . . . 10 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1))
3130ex 414 . . . . . . . . 9 (𝑝 ∈ ℙ → (𝑁 ∈ (ℤ𝑝) → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1)))
3231adantr 482 . . . . . . . 8 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ (ℤ𝑝) → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1)))
3314, 32sylbird 260 . . . . . . 7 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑝𝑁 → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1)))
3433con2d 134 . . . . . 6 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1) → ¬ 𝑝𝑁))
3534ancoms 460 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1) → ¬ 𝑝𝑁))
36 nn0re 12427 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
3711zred 12612 . . . . . 6 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℝ)
38 ltnle 11239 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑝 ∈ ℝ) → (𝑁 < 𝑝 ↔ ¬ 𝑝𝑁))
3936, 37, 38syl2an 597 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑝 ∈ ℙ) → (𝑁 < 𝑝 ↔ ¬ 𝑝𝑁))
4035, 39sylibrd 259 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1) → 𝑁 < 𝑝))
4140reximdva 3162 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → (∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1) → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑁 < 𝑝))
4210, 41mpd 15 . 2 (𝑁 ∈ ℕ0 → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑁 < 𝑝)
431, 42syl 17 1 (𝑁 ∈ ℕ → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑁 < 𝑝)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 397  w3a 1088  wcel 2107  wrex 3070   class class class wbr 5106  cfv 6497  (class class class)co 7358  cr 11055  1c1 11057   + caddc 11059   < clt 11194  cle 11195  cn 12158  2c2 12213  0cn0 12418  cz 12504  cuz 12768  !cfa 14179  cdvds 16141  cprime 16552
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5257  ax-nul 5264  ax-pow 5321  ax-pr 5385  ax-un 7673  ax-cnex 11112  ax-resscn 11113  ax-1cn 11114  ax-icn 11115  ax-addcl 11116  ax-addrcl 11117  ax-mulcl 11118  ax-mulrcl 11119  ax-mulcom 11120  ax-addass 11121  ax-mulass 11122  ax-distr 11123  ax-i2m1 11124  ax-1ne0 11125  ax-1rid 11126  ax-rnegex 11127  ax-rrecex 11128  ax-cnre 11129  ax-pre-lttri 11130  ax-pre-lttrn 11131  ax-pre-ltadd 11132  ax-pre-mulgt0 11133  ax-pre-sup 11134
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3407  df-v 3446  df-sbc 3741  df-csb 3857  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3930  df-nul 4284  df-if 4488  df-pw 4563  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4867  df-iun 4957  df-br 5107  df-opab 5169  df-mpt 5190  df-tr 5224  df-id 5532  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5589  df-we 5591  df-xp 5640  df-rel 5641  df-cnv 5642  df-co 5643  df-dm 5644  df-rn 5645  df-res 5646  df-ima 5647  df-pred 6254  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6499  df-fn 6500  df-f 6501  df-f1 6502  df-fo 6503  df-f1o 6504  df-fv 6505  df-riota 7314  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7804  df-1st 7922  df-2nd 7923  df-frecs 8213  df-wrecs 8244  df-recs 8318  df-rdg 8357  df-1o 8413  df-2o 8414  df-er 8651  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-fin 8890  df-sup 9383  df-inf 9384  df-pnf 11196  df-mnf 11197  df-xr 11198  df-ltxr 11199  df-le 11200  df-sub 11392  df-neg 11393  df-div 11818  df-nn 12159  df-2 12221  df-3 12222  df-n0 12419  df-z 12505  df-uz 12769  df-rp 12921  df-fz 13431  df-seq 13913  df-exp 13974  df-fac 14180  df-cj 14990  df-re 14991  df-im 14992  df-sqrt 15126  df-abs 15127  df-dvds 16142  df-prm 16553
This theorem is referenced by:  prminf  16792  prmgaplem6  16933  nn0prpw  34841  prmunb2  42679  etransclem48  44609
  Copyright terms: Public domain W3C validator