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

Theorem prmunb 16104
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 11713 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
2 faccl 13456 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → (!‘𝑁) ∈ ℕ)
3 elnnuz 12094 . . . . 5 ((!‘𝑁) ∈ ℕ ↔ (!‘𝑁) ∈ (ℤ‘1))
4 eluzp1p1 12082 . . . . . 6 ((!‘𝑁) ∈ (ℤ‘1) → ((!‘𝑁) + 1) ∈ (ℤ‘(1 + 1)))
5 df-2 11501 . . . . . . 7 2 = (1 + 1)
65fveq2i 6499 . . . . . 6 (ℤ‘2) = (ℤ‘(1 + 1))
74, 6syl6eleqr 2870 . . . . 5 ((!‘𝑁) ∈ (ℤ‘1) → ((!‘𝑁) + 1) ∈ (ℤ‘2))
83, 7sylbi 209 . . . 4 ((!‘𝑁) ∈ ℕ → ((!‘𝑁) + 1) ∈ (ℤ‘2))
9 exprmfct 15902 . . . 4 (((!‘𝑁) + 1) ∈ (ℤ‘2) → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1))
102, 8, 93syl 18 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1))
11 prmz 15873 . . . . . . . . 9 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ)
12 nn0z 11816 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
13 eluz 12070 . . . . . . . . 9 ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ (ℤ𝑝) ↔ 𝑝𝑁))
1411, 12, 13syl2an 587 . . . . . . . 8 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ (ℤ𝑝) ↔ 𝑝𝑁))
15 prmuz2 15894 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ (ℤ‘2))
16 eluz2b2 12133 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑝 ∈ (ℤ‘2) ↔ (𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝))
1715, 16sylib 210 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑝 ∈ ℙ → (𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝))
1817adantr 473 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → (𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝))
1918simpld 487 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑝 ∈ ℕ)
2019nnnn0d 11765 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑝 ∈ ℕ0)
21 eluznn0 12129 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
2220, 21sylancom 580 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
23 nnz 11815 . . . . . . . . . . . 12 ((!‘𝑁) ∈ ℕ → (!‘𝑁) ∈ ℤ)
2422, 2, 233syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → (!‘𝑁) ∈ ℤ)
2518simprd 488 . . . . . . . . . . 11 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 1 < 𝑝)
26 dvdsfac 15534 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑝 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑝 ∥ (!‘𝑁))
2719, 26sylancom 580 . . . . . . . . . . 11 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → 𝑝 ∥ (!‘𝑁))
28 ndvdsp1 15620 . . . . . . . . . . . 12 (((!‘𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝) → (𝑝 ∥ (!‘𝑁) → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1)))
2928imp 398 . . . . . . . . . . 11 ((((!‘𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝) ∧ 𝑝 ∥ (!‘𝑁)) → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1))
3024, 19, 25, 27, 29syl31anc 1354 . . . . . . . . . 10 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝑝)) → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1))
3130ex 405 . . . . . . . . 9 (𝑝 ∈ ℙ → (𝑁 ∈ (ℤ𝑝) → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1)))
3231adantr 473 . . . . . . . 8 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ (ℤ𝑝) → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1)))
3314, 32sylbird 252 . . . . . . 7 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑝𝑁 → ¬ 𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1)))
3433con2d 132 . . . . . 6 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1) → ¬ 𝑝𝑁))
3534ancoms 451 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1) → ¬ 𝑝𝑁))
36 nn0re 11715 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
3711zred 11898 . . . . . 6 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℝ)
38 ltnle 10518 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑝 ∈ ℝ) → (𝑁 < 𝑝 ↔ ¬ 𝑝𝑁))
3936, 37, 38syl2an 587 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑝 ∈ ℙ) → (𝑁 < 𝑝 ↔ ¬ 𝑝𝑁))
4035, 39sylibrd 251 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ ((!‘𝑁) + 1) → 𝑁 < 𝑝))
4140reximdva 3212 . . 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 198  wa 387  w3a 1069  wcel 2051  wrex 3082   class class class wbr 4925  cfv 6185  (class class class)co 6974  cr 10332  1c1 10334   + caddc 10336   < clt 10472  cle 10473  cn 11437  2c2 11493  0cn0 11705  cz 11791  cuz 12056  !cfa 13446  cdvds 15465  cprime 15869
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1759  ax-4 1773  ax-5 1870  ax-6 1929  ax-7 1966  ax-8 2053  ax-9 2060  ax-10 2080  ax-11 2094  ax-12 2107  ax-13 2302  ax-ext 2743  ax-sep 5056  ax-nul 5063  ax-pow 5115  ax-pr 5182  ax-un 7277  ax-cnex 10389  ax-resscn 10390  ax-1cn 10391  ax-icn 10392  ax-addcl 10393  ax-addrcl 10394  ax-mulcl 10395  ax-mulrcl 10396  ax-mulcom 10397  ax-addass 10398  ax-mulass 10399  ax-distr 10400  ax-i2m1 10401  ax-1ne0 10402  ax-1rid 10403  ax-rnegex 10404  ax-rrecex 10405  ax-cnre 10406  ax-pre-lttri 10407  ax-pre-lttrn 10408  ax-pre-ltadd 10409  ax-pre-mulgt0 10410  ax-pre-sup 10411
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 835  df-3or 1070  df-3an 1071  df-tru 1511  df-ex 1744  df-nf 1748  df-sb 2017  df-mo 2548  df-eu 2585  df-clab 2752  df-cleq 2764  df-clel 2839  df-nfc 2911  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3086  df-rex 3087  df-reu 3088  df-rmo 3089  df-rab 3090  df-v 3410  df-sbc 3675  df-csb 3780  df-dif 3825  df-un 3827  df-in 3829  df-ss 3836  df-pss 3838  df-nul 4173  df-if 4345  df-pw 4418  df-sn 4436  df-pr 4438  df-tp 4440  df-op 4442  df-uni 4709  df-iun 4790  df-br 4926  df-opab 4988  df-mpt 5005  df-tr 5027  df-id 5308  df-eprel 5313  df-po 5322  df-so 5323  df-fr 5362  df-we 5364  df-xp 5409  df-rel 5410  df-cnv 5411  df-co 5412  df-dm 5413  df-rn 5414  df-res 5415  df-ima 5416  df-pred 5983  df-ord 6029  df-on 6030  df-lim 6031  df-suc 6032  df-iota 6149  df-fun 6187  df-fn 6188  df-f 6189  df-f1 6190  df-fo 6191  df-f1o 6192  df-fv 6193  df-riota 6935  df-ov 6977  df-oprab 6978  df-mpo 6979  df-om 7395  df-1st 7499  df-2nd 7500  df-wrecs 7748  df-recs 7810  df-rdg 7848  df-1o 7903  df-2o 7904  df-er 8087  df-en 8305  df-dom 8306  df-sdom 8307  df-fin 8308  df-sup 8699  df-inf 8700  df-pnf 10474  df-mnf 10475  df-xr 10476  df-ltxr 10477  df-le 10478  df-sub 10670  df-neg 10671  df-div 11097  df-nn 11438  df-2 11501  df-3 11502  df-n0 11706  df-z 11792  df-uz 12057  df-rp 12203  df-fz 12707  df-seq 13183  df-exp 13243  df-fac 13447  df-cj 14317  df-re 14318  df-im 14319  df-sqrt 14453  df-abs 14454  df-dvds 15466  df-prm 15870
This theorem is referenced by:  prminf  16105  prmgaplem6  16246  nn0prpw  33229  prmunb2  40097  etransclem48  42032
  Copyright terms: Public domain W3C validator