Proof of Theorem rtprmirr
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | prmnn 16307 |
. . . . 5
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈
ℕ) |
2 | 1 | adantr 480 |
. . . 4
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → 𝑃 ∈ ℕ) |
3 | 2 | nnred 11918 |
. . 3
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → 𝑃 ∈ ℝ) |
4 | | 0red 10909 |
. . . 4
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → 0 ∈ ℝ) |
5 | 2 | nngt0d 11952 |
. . . 4
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → 0 < 𝑃) |
6 | 4, 3, 5 | ltled 11053 |
. . 3
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → 0 ≤ 𝑃) |
7 | | eluzelre 12522 |
. . . . 5
⊢ (𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) → 𝑁 ∈ ℝ) |
8 | 7 | adantl 481 |
. . . 4
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → 𝑁 ∈ ℝ) |
9 | | eluz2n0 12557 |
. . . . 5
⊢ (𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) → 𝑁 ≠ 0) |
10 | 9 | adantl 481 |
. . . 4
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → 𝑁 ≠ 0) |
11 | 8, 10 | rereccld 11732 |
. . 3
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → (1 / 𝑁) ∈ ℝ) |
12 | 3, 6, 11 | recxpcld 25783 |
. 2
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈
ℝ) |
13 | 3 | adantr 480 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 𝑃 ∈
ℝ) |
14 | 6 | adantr 480 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 0 ≤
𝑃) |
15 | 11 | adantr 480 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (1 /
𝑁) ∈
ℝ) |
16 | 13, 14, 15 | recxpcld 25783 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈
ℝ) |
17 | 7 | ad2antlr 723 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈
ℝ) |
18 | | eluz2gt1 12589 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) → 1 < 𝑁) |
19 | 18 | ad2antlr 723 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 1 <
𝑁) |
20 | | recgt1i 11802 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 1 <
𝑁) → (0 < (1 /
𝑁) ∧ (1 / 𝑁) < 1)) |
21 | 20 | simprd 495 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 1 <
𝑁) → (1 / 𝑁) < 1) |
22 | 17, 19, 21 | syl2anc 583 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (1 /
𝑁) < 1) |
23 | | simpll 763 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 𝑃 ∈
ℙ) |
24 | | prmgt1 16330 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 1 <
𝑃) |
25 | 23, 24 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 1 <
𝑃) |
26 | | 1red 10907 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 1
∈ ℝ) |
27 | 13, 25, 15, 26 | cxpltd 25779 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → ((1 /
𝑁) < 1 ↔ (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) < (𝑃↑𝑐1))) |
28 | 22, 27 | mpbid 231 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) < (𝑃↑𝑐1)) |
29 | 13 | recnd 10934 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 𝑃 ∈
ℂ) |
30 | 29 | cxp1d 25766 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (𝑃↑𝑐1) =
𝑃) |
31 | 28, 30 | breqtrd 5096 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) < 𝑃) |
32 | 16, 31 | ltned 11041 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ≠ 𝑃) |
33 | 32 | neneqd 2947 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → ¬
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) = 𝑃) |
34 | 29 | cxp0d 25765 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (𝑃↑𝑐0) =
1) |
35 | 20 | simpld 494 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 1 <
𝑁) → 0 < (1 / 𝑁)) |
36 | 17, 19, 35 | syl2anc 583 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 0 <
(1 / 𝑁)) |
37 | | 0red 10909 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 0
∈ ℝ) |
38 | 13, 25, 37, 15 | cxpltd 25779 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (0
< (1 / 𝑁) ↔ (𝑃↑𝑐0)
< (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)))) |
39 | 36, 38 | mpbid 231 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (𝑃↑𝑐0)
< (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁))) |
40 | 34, 39 | eqbrtrrd 5094 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 1 <
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁))) |
41 | 26, 40 | gtned 11040 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ≠
1) |
42 | 41 | neneqd 2947 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → ¬
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) = 1) |
43 | | dvdsprime 16320 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈ ℕ) →
((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∥ 𝑃 ↔ ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) = 𝑃 ∨ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) = 1))) |
44 | 43 | adantlr 711 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) →
((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∥ 𝑃 ↔ ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) = 𝑃 ∨ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) = 1))) |
45 | 44 | biimpd 228 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) →
((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∥ 𝑃 → ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) = 𝑃 ∨ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) = 1))) |
46 | 33, 42, 45 | mtord 876 |
. . . . . 6
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → ¬
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∥ 𝑃) |
47 | | nan 826 |
. . . . . 6
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ¬ ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ ∧ (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∥ 𝑃)) ↔ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → ¬
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∥ 𝑃)) |
48 | 46, 47 | mpbir 230 |
. . . . 5
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ¬ ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ ∧ (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∥ 𝑃)) |
49 | | prmz 16308 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈
ℤ) |
50 | 49 | 3ad2ant1 1131 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 𝑃 ∈
ℤ) |
51 | | eluz2nn 12553 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) → 𝑁 ∈ ℕ) |
52 | 51 | 3ad2ant2 1132 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈
ℕ) |
53 | | simp3 1136 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈
ℕ) |
54 | | zrtdvds 40267 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈ ℕ) →
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∥ 𝑃) |
55 | 50, 52, 53, 54 | syl3anc 1369 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ) → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∥ 𝑃) |
56 | 55 | 3expia 1119 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∥ 𝑃)) |
57 | 56 | ancld 550 |
. . . . 5
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℕ → ((𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈ ℕ ∧
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∥ 𝑃))) |
58 | 48, 57 | mtod 197 |
. . . 4
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ¬ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈
ℕ) |
59 | 1 | nnrpd 12699 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈
ℝ+) |
60 | 59 | 3ad2ant1 1131 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℤ) → 𝑃 ∈
ℝ+) |
61 | 7 | 3ad2ant2 1132 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℤ) → 𝑁 ∈
ℝ) |
62 | 9 | 3ad2ant2 1132 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℤ) → 𝑁 ≠ 0) |
63 | 61, 62 | rereccld 11732 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℤ) → (1 /
𝑁) ∈
ℝ) |
64 | 60, 63 | cxpgt0d 40265 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℤ) → 0 <
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁))) |
65 | 64 | 3expia 1119 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℤ → 0 <
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)))) |
66 | 65 | ancld 550 |
. . . . 5
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℤ → ((𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈ ℤ ∧ 0
< (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁))))) |
67 | | elnnz 12259 |
. . . . 5
⊢ ((𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈ ℕ ↔
((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℤ ∧ 0 <
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)))) |
68 | 66, 67 | syl6ibr 251 |
. . . 4
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℤ → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈
ℕ)) |
69 | 58, 68 | mtod 197 |
. . 3
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ¬ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈
ℤ) |
70 | 49 | 3ad2ant1 1131 |
. . . . 5
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℚ) → 𝑃 ∈
ℤ) |
71 | 51 | 3ad2ant2 1132 |
. . . . 5
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℚ) → 𝑁 ∈
ℕ) |
72 | | simp3 1136 |
. . . . 5
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℚ) → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈
ℚ) |
73 | | zrtelqelz 40266 |
. . . . 5
⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈ ℚ) →
(𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈
ℤ) |
74 | 70, 71, 72, 73 | syl3anc 1369 |
. . . 4
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2) ∧ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℚ) → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈
ℤ) |
75 | 74 | 3expia 1119 |
. . 3
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ((𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ ℚ → (𝑃↑𝑐(1 /
𝑁)) ∈
ℤ)) |
76 | 69, 75 | mtod 197 |
. 2
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → ¬ (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈
ℚ) |
77 | 12, 76 | eldifd 3894 |
1
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈
(ℤ≥‘2)) → (𝑃↑𝑐(1 / 𝑁)) ∈ (ℝ ∖
ℚ)) |