Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | olc 865 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑄 mod 8) = 7 → ((𝑄 mod 8) = 1 ∨ (𝑄 mod 8) = 7)) |
2 | | ovex 7308 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑄 mod 8) ∈
V |
3 | | elprg 4582 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑄 mod 8) ∈ V → ((𝑄 mod 8) ∈ {1, 7} ↔
((𝑄 mod 8) = 1 ∨ (𝑄 mod 8) = 7))) |
4 | 2, 3 | mp1i 13 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑄 mod 8) = 7 → ((𝑄 mod 8) ∈ {1, 7} ↔
((𝑄 mod 8) = 1 ∨ (𝑄 mod 8) = 7))) |
5 | 1, 4 | mpbird 256 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑄 mod 8) = 7 → (𝑄 mod 8) ∈ {1,
7}) |
6 | | 2lgs 26555 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → ((2
/L 𝑄) = 1
↔ (𝑄 mod 8) ∈ {1,
7})) |
7 | 6 | ad2antlr 724 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((2
/L 𝑄) = 1
↔ (𝑄 mod 8) ∈ {1,
7})) |
8 | | 2z 12352 |
. . . . . . . . 9
⊢ 2 ∈
ℤ |
9 | | simpr 485 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → 𝑄 ∈
ℙ) |
10 | 9 | adantr 481 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → 𝑄 ∈ ℙ) |
11 | | 2re 12047 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ 2 ∈
ℝ |
12 | 11 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → 2 ∈
ℝ) |
13 | | 2m1e1 12099 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (2
− 1) = 1 |
14 | 11 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 2 ∈
ℝ) |
15 | | prmnn 16379 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈
ℕ) |
16 | 15 | nnred 11988 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈
ℝ) |
17 | | 1lt2 12144 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ 1 <
2 |
18 | 17 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 1 <
2) |
19 | | prmgt1 16402 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 1 <
𝑃) |
20 | 14, 16, 18, 19 | mulgt1d 11911 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 1 < (2
· 𝑃)) |
21 | 13, 20 | eqbrtrid 5109 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → (2
− 1) < (2 · 𝑃)) |
22 | | 1red 10976 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 1 ∈
ℝ) |
23 | | 2nn 12046 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ 2 ∈
ℕ |
24 | 23 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 2 ∈
ℕ) |
25 | 24, 15 | nnmulcld 12026 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → (2
· 𝑃) ∈
ℕ) |
26 | 25 | nnred 11988 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → (2
· 𝑃) ∈
ℝ) |
27 | 14, 22, 26 | ltsubaddd 11571 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → ((2
− 1) < (2 · 𝑃) ↔ 2 < ((2 · 𝑃) + 1))) |
28 | 21, 27 | mpbid 231 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 2 <
((2 · 𝑃) +
1)) |
29 | 28 | ad2antrr 723 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → 2 < ((2
· 𝑃) +
1)) |
30 | | breq2 5078 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) → (2 < 𝑄 ↔ 2 < ((2 ·
𝑃) + 1))) |
31 | 30 | adantl 482 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → (2 < 𝑄 ↔ 2 < ((2 ·
𝑃) + 1))) |
32 | 29, 31 | mpbird 256 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → 2 < 𝑄) |
33 | 12, 32 | gtned 11110 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → 𝑄 ≠ 2) |
34 | | eldifsn 4720 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑄 ∈ (ℙ ∖ {2})
↔ (𝑄 ∈ ℙ
∧ 𝑄 ≠
2)) |
35 | 10, 33, 34 | sylanbrc 583 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → 𝑄 ∈ (ℙ ∖
{2})) |
36 | | lgsqrmodndvds 26501 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((2
∈ ℤ ∧ 𝑄
∈ (ℙ ∖ {2})) → ((2 /L 𝑄) = 1 → ∃𝑚 ∈ ℤ (((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) ∧ ¬ 𝑄 ∥ 𝑚))) |
37 | 8, 35, 36 | sylancr 587 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((2
/L 𝑄) = 1
→ ∃𝑚 ∈
ℤ (((𝑚↑2) mod
𝑄) = (2 mod 𝑄) ∧ ¬ 𝑄 ∥ 𝑚))) |
38 | | prmnn 16379 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → 𝑄 ∈
ℕ) |
39 | 38 | nncnd 11989 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → 𝑄 ∈
ℂ) |
40 | 39 | adantl 482 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → 𝑄 ∈
ℂ) |
41 | | 1cnd 10970 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → 1 ∈
ℂ) |
42 | | 2cnd 12051 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 2 ∈
ℂ) |
43 | 15 | nncnd 11989 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈
ℂ) |
44 | 42, 43 | mulcld 10995 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → (2
· 𝑃) ∈
ℂ) |
45 | 44 | adantr 481 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → (2
· 𝑃) ∈
ℂ) |
46 | 40, 41, 45 | subadd2d 11351 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → ((𝑄 − 1) = (2 · 𝑃) ↔ ((2 · 𝑃) + 1) = 𝑄)) |
47 | | prmz 16380 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → 𝑄 ∈
ℤ) |
48 | | peano2zm 12363 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑄 ∈ ℤ → (𝑄 − 1) ∈
ℤ) |
49 | 47, 48 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → (𝑄 − 1) ∈
ℤ) |
50 | 49 | zcnd 12427 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → (𝑄 − 1) ∈
ℂ) |
51 | 50 | adantl 482 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → (𝑄 − 1) ∈
ℂ) |
52 | 43 | adantr 481 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈
ℂ) |
53 | | 2cnne0 12183 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (2 ∈
ℂ ∧ 2 ≠ 0) |
54 | 53 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → (2
∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0)) |
55 | | divmul2 11637 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝑄 − 1) ∈ ℂ ∧
𝑃 ∈ ℂ ∧ (2
∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0)) → (((𝑄 − 1) / 2) = 𝑃 ↔ (𝑄 − 1) = (2 · 𝑃))) |
56 | 51, 52, 54, 55 | syl3anc 1370 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → (((𝑄 − 1) / 2) = 𝑃 ↔ (𝑄 − 1) = (2 · 𝑃))) |
57 | | eqcom 2745 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) ↔ ((2 · 𝑃) + 1) = 𝑄) |
58 | 57 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) ↔ ((2 · 𝑃) + 1) = 𝑄)) |
59 | 46, 56, 58 | 3bitr4rd 312 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) ↔ ((𝑄 − 1) / 2) = 𝑃)) |
60 | 59 | biimpa 477 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((𝑄 − 1) / 2) = 𝑃) |
61 | | oveq2 7283 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑄 − 1) / 2) = 𝑃 → (2↑((𝑄 − 1) / 2)) =
(2↑𝑃)) |
62 | | zsqcl 13848 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
⊢ (𝑚 ∈ ℤ → (𝑚↑2) ∈
ℤ) |
63 | 62 | ad2antlr 724 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄)) → (𝑚↑2) ∈ ℤ) |
64 | 8 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄)) → 2 ∈ ℤ) |
65 | | oveq1 7282 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
⊢ (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) → (𝑄 − 1) = (((2 · 𝑃) + 1) −
1)) |
66 | 65 | adantl 482 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → (𝑄 − 1) = (((2 ·
𝑃) + 1) −
1)) |
67 | 66 | oveq1d 7290 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((𝑄 − 1) / 2) = ((((2
· 𝑃) + 1) − 1)
/ 2)) |
68 | | pncan1 11399 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
⊢ ((2
· 𝑃) ∈ ℂ
→ (((2 · 𝑃) +
1) − 1) = (2 · 𝑃)) |
69 | 44, 68 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → (((2
· 𝑃) + 1) − 1)
= (2 · 𝑃)) |
70 | 69 | oveq1d 7290 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → ((((2
· 𝑃) + 1) − 1)
/ 2) = ((2 · 𝑃) /
2)) |
71 | | 2ne0 12077 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
⊢ 2 ≠
0 |
72 | 71 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 2 ≠
0) |
73 | 43, 42, 72 | divcan3d 11756 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → ((2
· 𝑃) / 2) = 𝑃) |
74 | 70, 73 | eqtrd 2778 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → ((((2
· 𝑃) + 1) − 1)
/ 2) = 𝑃) |
75 | 74 | ad2antrr 723 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((((2 ·
𝑃) + 1) − 1) / 2) =
𝑃) |
76 | 67, 75 | eqtrd 2778 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((𝑄 − 1) / 2) = 𝑃) |
77 | 15 | nnnn0d 12293 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈
ℕ0) |
78 | 77 | ad2antrr 723 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → 𝑃 ∈
ℕ0) |
79 | 76, 78 | eqeltrd 2839 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((𝑄 − 1) / 2) ∈
ℕ0) |
80 | 38 | nnrpd 12770 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → 𝑄 ∈
ℝ+) |
81 | 80 | ad2antlr 724 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → 𝑄 ∈
ℝ+) |
82 | 79, 81 | jca 512 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → (((𝑄 − 1) / 2) ∈
ℕ0 ∧ 𝑄
∈ ℝ+)) |
83 | 82 | ad2antrr 723 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄)) → (((𝑄 − 1) / 2) ∈ ℕ0
∧ 𝑄 ∈
ℝ+)) |
84 | | simpr 485 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄)) → ((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄)) |
85 | | modexp 13953 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢ ((((𝑚↑2) ∈ ℤ ∧ 2
∈ ℤ) ∧ (((𝑄
− 1) / 2) ∈ ℕ0 ∧ 𝑄 ∈ ℝ+) ∧ ((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄)) → (((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄)) |
86 | 63, 64, 83, 84, 85 | syl211anc 1375 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄)) → (((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄)) |
87 | 86 | ex 413 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) → (((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄))) |
88 | 87 | adantr 481 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → (((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) → (((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄))) |
89 | | 2cnd 12051 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → 2 ∈
ℂ) |
90 | 71 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → 2 ≠
0) |
91 | 50, 89, 90 | divcan2d 11753 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → (2
· ((𝑄 − 1) /
2)) = (𝑄 −
1)) |
92 | 91 | eqcomd 2744 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → (𝑄 − 1) = (2 ·
((𝑄 − 1) /
2))) |
93 | 92 | oveq2d 7291 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → (𝑚↑(𝑄 − 1)) = (𝑚↑(2 · ((𝑄 − 1) / 2)))) |
94 | 93 | ad3antlr 728 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (𝑚↑(𝑄 − 1)) = (𝑚↑(2 · ((𝑄 − 1) / 2)))) |
95 | | zcn 12324 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
⊢ (𝑚 ∈ ℤ → 𝑚 ∈
ℂ) |
96 | 95 | adantl 482 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → 𝑚 ∈ ℂ) |
97 | 79 | adantr 481 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → ((𝑄 − 1) / 2) ∈
ℕ0) |
98 | | 2nn0 12250 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
⊢ 2 ∈
ℕ0 |
99 | 98 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → 2 ∈
ℕ0) |
100 | 96, 97, 99 | expmuld 13867 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (𝑚↑(2 · ((𝑄 − 1) / 2))) = ((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2))) |
101 | 94, 100 | eqtr2d 2779 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → ((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) = (𝑚↑(𝑄 − 1))) |
102 | 101 | oveq1d 7290 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = ((𝑚↑(𝑄 − 1)) mod 𝑄)) |
103 | 102 | adantr 481 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → (((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = ((𝑚↑(𝑄 − 1)) mod 𝑄)) |
104 | | vfermltl 16502 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢ ((𝑄 ∈ ℙ ∧ 𝑚 ∈ ℤ ∧ ¬
𝑄 ∥ 𝑚) → ((𝑚↑(𝑄 − 1)) mod 𝑄) = 1) |
105 | 104 | ad5ant245 1360 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → ((𝑚↑(𝑄 − 1)) mod 𝑄) = 1) |
106 | 103, 105 | eqtrd 2778 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → (((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = 1) |
107 | | oveq1 7282 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
⊢
((2↑((𝑄 −
1) / 2)) = (2↑𝑃)
→ ((2↑((𝑄 −
1) / 2)) mod 𝑄) =
((2↑𝑃) mod 𝑄)) |
108 | 106, 107 | eqeqan12d 2752 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢
((((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
¬ 𝑄 ∥ 𝑚) ∧ (2↑((𝑄 − 1) / 2)) =
(2↑𝑃)) →
((((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) ↔ 1 = ((2↑𝑃) mod 𝑄))) |
109 | | id 22 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
⊢ (1 =
((2↑𝑃) mod 𝑄) → 1 = ((2↑𝑃) mod 𝑄)) |
110 | 109 | eqcomd 2744 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢ (1 =
((2↑𝑃) mod 𝑄) → ((2↑𝑃) mod 𝑄) = 1) |
111 | 38 | nnred 11988 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → 𝑄 ∈
ℝ) |
112 | | prmgt1 16402 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → 1 <
𝑄) |
113 | | 1mod 13623 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
⊢ ((𝑄 ∈ ℝ ∧ 1 <
𝑄) → (1 mod 𝑄) = 1) |
114 | 111, 112,
113 | syl2anc 584 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → (1 mod
𝑄) = 1) |
115 | 114 | eqcomd 2744 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
⊢ (𝑄 ∈ ℙ → 1 = (1
mod 𝑄)) |
116 | 115 | ad3antlr 728 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → 1 = (1 mod 𝑄)) |
117 | 110, 116 | sylan9eqr 2800 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧ 1 =
((2↑𝑃) mod 𝑄)) → ((2↑𝑃) mod 𝑄) = (1 mod 𝑄)) |
118 | 38 | ad4antlr 730 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧ 1 =
((2↑𝑃) mod 𝑄)) → 𝑄 ∈ ℕ) |
119 | | zexpcl 13797 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
⊢ ((2
∈ ℤ ∧ 𝑃
∈ ℕ0) → (2↑𝑃) ∈ ℤ) |
120 | 8, 77, 119 | sylancr 587 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
⊢ (𝑃 ∈ ℙ →
(2↑𝑃) ∈
ℤ) |
121 | 120 | ad4antr 729 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧ 1 =
((2↑𝑃) mod 𝑄)) → (2↑𝑃) ∈
ℤ) |
122 | | 1zzd 12351 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧ 1 =
((2↑𝑃) mod 𝑄)) → 1 ∈
ℤ) |
123 | | moddvds 15974 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
⊢ ((𝑄 ∈ ℕ ∧
(2↑𝑃) ∈ ℤ
∧ 1 ∈ ℤ) → (((2↑𝑃) mod 𝑄) = (1 mod 𝑄) ↔ 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))) |
124 | 118, 121,
122, 123 | syl3anc 1370 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧ 1 =
((2↑𝑃) mod 𝑄)) → (((2↑𝑃) mod 𝑄) = (1 mod 𝑄) ↔ 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))) |
125 | 117, 124 | mpbid 231 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧ 1 =
((2↑𝑃) mod 𝑄)) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1)) |
126 | 125 | ex 413 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (1 = ((2↑𝑃) mod 𝑄) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))) |
127 | 126 | ad2antrr 723 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
⊢
((((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
¬ 𝑄 ∥ 𝑚) ∧ (2↑((𝑄 − 1) / 2)) =
(2↑𝑃)) → (1 =
((2↑𝑃) mod 𝑄) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))) |
128 | 108, 127 | sylbid 239 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
⊢
((((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
¬ 𝑄 ∥ 𝑚) ∧ (2↑((𝑄 − 1) / 2)) =
(2↑𝑃)) →
((((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))) |
129 | 128 | ex 413 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) =
(2↑𝑃) → ((((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1)))) |
130 | 129 | com23 86 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → ((((𝑚↑2)↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) = ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) mod 𝑄) → ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) = (2↑𝑃) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1)))) |
131 | 88, 130 | syld 47 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢
(((((𝑃 ∈
ℙ ∧ 𝑄 ∈
ℙ) ∧ 𝑄 = ((2
· 𝑃) + 1)) ∧
𝑚 ∈ ℤ) ∧
¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → (((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) → ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) = (2↑𝑃) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1)))) |
132 | 131 | ex 413 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (¬ 𝑄 ∥ 𝑚 → (((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) → ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) = (2↑𝑃) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))))) |
133 | 132 | com23 86 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) → (¬ 𝑄 ∥ 𝑚 → ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) = (2↑𝑃) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))))) |
134 | 133 | impd 411 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → ((((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) ∧ ¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) = (2↑𝑃) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1)))) |
135 | 134 | com23 86 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) =
(2↑𝑃) → ((((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) ∧ ¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1)))) |
136 | 135 | ex 413 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → (𝑚 ∈ ℤ →
((2↑((𝑄 − 1) /
2)) = (2↑𝑃) →
((((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) ∧ ¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))))) |
137 | 136 | com23 86 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((2↑((𝑄 − 1) / 2)) =
(2↑𝑃) → (𝑚 ∈ ℤ → ((((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) ∧ ¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))))) |
138 | 61, 137 | syl5 34 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → (((𝑄 − 1) / 2) = 𝑃 → (𝑚 ∈ ℤ → ((((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) ∧ ¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))))) |
139 | 60, 138 | mpd 15 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → (𝑚 ∈ ℤ → ((((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) ∧ ¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1)))) |
140 | 139 | rexlimdv 3212 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → (∃𝑚 ∈ ℤ (((𝑚↑2) mod 𝑄) = (2 mod 𝑄) ∧ ¬ 𝑄 ∥ 𝑚) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))) |
141 | 37, 140 | syld 47 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((2
/L 𝑄) = 1
→ 𝑄 ∥
((2↑𝑃) −
1))) |
142 | 7, 141 | sylbird 259 |
. . . . . 6
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((𝑄 mod 8) ∈ {1, 7} →
𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))) |
143 | 5, 142 | syl5 34 |
. . . . 5
⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1)) → ((𝑄 mod 8) = 7 → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))) |
144 | 143 | ex 413 |
. . . 4
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) → ((𝑄 mod 8) = 7 → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1)))) |
145 | 144 | com23 86 |
. . 3
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → ((𝑄 mod 8) = 7 → (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1)))) |
146 | 145 | ex 413 |
. 2
⊢ (𝑃 ∈ ℙ → (𝑄 ∈ ℙ → ((𝑄 mod 8) = 7 → (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))))) |
147 | 146 | 3imp2 1348 |
1
⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑄 ∈ ℙ ∧ (𝑄 mod 8) = 7 ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1))) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1)) |