Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  sfprmdvdsmersenne Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sfprmdvdsmersenne 46258
Description: If ๐‘„ is a safe prime (i.e. ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) for a prime ๐‘ƒ) with ๐‘„โ‰ก7 (mod 8), then ๐‘„ divides the ๐‘ƒ-th Mersenne number MP. (Contributed by AV, 20-Aug-2021.)
Assertion
Ref Expression
sfprmdvdsmersenne ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง (๐‘„ โˆˆ โ„™ โˆง (๐‘„ mod 8) = 7 โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1))) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))

Proof of Theorem sfprmdvdsmersenne
Dummy variable ๐‘š is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 olc 867 . . . . . . 7 ((๐‘„ mod 8) = 7 โ†’ ((๐‘„ mod 8) = 1 โˆจ (๐‘„ mod 8) = 7))
2 ovex 7439 . . . . . . . 8 (๐‘„ mod 8) โˆˆ V
3 elprg 4649 . . . . . . . 8 ((๐‘„ mod 8) โˆˆ V โ†’ ((๐‘„ mod 8) โˆˆ {1, 7} โ†” ((๐‘„ mod 8) = 1 โˆจ (๐‘„ mod 8) = 7)))
42, 3mp1i 13 . . . . . . 7 ((๐‘„ mod 8) = 7 โ†’ ((๐‘„ mod 8) โˆˆ {1, 7} โ†” ((๐‘„ mod 8) = 1 โˆจ (๐‘„ mod 8) = 7)))
51, 4mpbird 257 . . . . . 6 ((๐‘„ mod 8) = 7 โ†’ (๐‘„ mod 8) โˆˆ {1, 7})
6 2lgs 26900 . . . . . . . 8 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ ((2 /L ๐‘„) = 1 โ†” (๐‘„ mod 8) โˆˆ {1, 7}))
76ad2antlr 726 . . . . . . 7 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((2 /L ๐‘„) = 1 โ†” (๐‘„ mod 8) โˆˆ {1, 7}))
8 2z 12591 . . . . . . . . 9 2 โˆˆ โ„ค
9 simpr 486 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„™)
109adantr 482 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„™)
11 2re 12283 . . . . . . . . . . . 12 2 โˆˆ โ„
1211a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ 2 โˆˆ โ„)
13 2m1e1 12335 . . . . . . . . . . . . . . 15 (2 โˆ’ 1) = 1
1411a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ 2 โˆˆ โ„)
15 prmnn 16608 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•)
1615nnred 12224 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„)
17 1lt2 12380 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1 < 2
1817a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ 1 < 2)
19 prmgt1 16631 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ 1 < ๐‘ƒ)
2014, 16, 18, 19mulgt1d 12147 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ 1 < (2 ยท ๐‘ƒ))
2113, 20eqbrtrid 5183 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ (2 โˆ’ 1) < (2 ยท ๐‘ƒ))
22 1red 11212 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ 1 โˆˆ โ„)
23 2nn 12282 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2 โˆˆ โ„•
2423a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ 2 โˆˆ โ„•)
2524, 15nnmulcld 12262 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ (2 ยท ๐‘ƒ) โˆˆ โ„•)
2625nnred 12224 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ (2 ยท ๐‘ƒ) โˆˆ โ„)
2714, 22, 26ltsubaddd 11807 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ((2 โˆ’ 1) < (2 ยท ๐‘ƒ) โ†” 2 < ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)))
2821, 27mpbid 231 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ 2 < ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1))
2928ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . 12 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ 2 < ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1))
30 breq2 5152 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โ†’ (2 < ๐‘„ โ†” 2 < ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)))
3130adantl 483 . . . . . . . . . . . 12 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ (2 < ๐‘„ โ†” 2 < ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)))
3229, 31mpbird 257 . . . . . . . . . . 11 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ 2 < ๐‘„)
3312, 32gtned 11346 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ๐‘„ โ‰  2)
34 eldifsn 4790 . . . . . . . . . 10 (๐‘„ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}) โ†” (๐‘„ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โ‰  2))
3510, 33, 34sylanbrc 584 . . . . . . . . 9 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ๐‘„ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2}))
36 lgsqrmodndvds 26846 . . . . . . . . 9 ((2 โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘„ โˆˆ (โ„™ โˆ– {2})) โ†’ ((2 /L ๐‘„) = 1 โ†’ โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š)))
378, 35, 36sylancr 588 . . . . . . . 8 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((2 /L ๐‘„) = 1 โ†’ โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š)))
38 prmnn 16608 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„•)
3938nncnd 12225 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„‚)
4039adantl 483 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„‚)
41 1cnd 11206 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
42 2cnd 12287 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ 2 โˆˆ โ„‚)
4315nncnd 12225 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„‚)
4442, 43mulcld 11231 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ (2 ยท ๐‘ƒ) โˆˆ โ„‚)
4544adantr 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ (2 ยท ๐‘ƒ) โˆˆ โ„‚)
4640, 41, 45subadd2d 11587 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ ((๐‘„ โˆ’ 1) = (2 ยท ๐‘ƒ) โ†” ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) = ๐‘„))
47 prmz 16609 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„ค)
48 peano2zm 12602 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘„ โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘„ โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค)
4947, 48syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ (๐‘„ โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค)
5049zcnd 12664 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ (๐‘„ โˆ’ 1) โˆˆ โ„‚)
5150adantl 483 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘„ โˆ’ 1) โˆˆ โ„‚)
5243adantr 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„‚)
53 2cnne0 12419 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0)
5453a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ (2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0))
55 divmul2 11873 . . . . . . . . . . . . 13 (((๐‘„ โˆ’ 1) โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„‚ โˆง (2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0)) โ†’ (((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) = ๐‘ƒ โ†” (๐‘„ โˆ’ 1) = (2 ยท ๐‘ƒ)))
5651, 52, 54, 55syl3anc 1372 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ (((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) = ๐‘ƒ โ†” (๐‘„ โˆ’ 1) = (2 ยท ๐‘ƒ)))
57 eqcom 2740 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โ†” ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) = ๐‘„)
5857a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โ†” ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) = ๐‘„))
5946, 56, 583bitr4rd 312 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โ†” ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) = ๐‘ƒ))
6059biimpa 478 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) = ๐‘ƒ)
61 oveq2 7414 . . . . . . . . . . 11 (((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) = ๐‘ƒ โ†’ (2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ))
62 zsqcl 14091 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘šโ†‘2) โˆˆ โ„ค)
6362ad2antlr 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„)) โ†’ (๐‘šโ†‘2) โˆˆ โ„ค)
648a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„)) โ†’ 2 โˆˆ โ„ค)
65 oveq1 7413 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โ†’ (๐‘„ โˆ’ 1) = (((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โˆ’ 1))
6665adantl 483 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ (๐‘„ โˆ’ 1) = (((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โˆ’ 1))
6766oveq1d 7421 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) = ((((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โˆ’ 1) / 2))
68 pncan1 11635 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ((2 ยท ๐‘ƒ) โˆˆ โ„‚ โ†’ (((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โˆ’ 1) = (2 ยท ๐‘ƒ))
6944, 68syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ (((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โˆ’ 1) = (2 ยท ๐‘ƒ))
7069oveq1d 7421 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ((((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โˆ’ 1) / 2) = ((2 ยท ๐‘ƒ) / 2))
71 2ne0 12313 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2 โ‰  0
7271a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ 2 โ‰  0)
7343, 42, 72divcan3d 11992 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ((2 ยท ๐‘ƒ) / 2) = ๐‘ƒ)
7470, 73eqtrd 2773 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ((((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โˆ’ 1) / 2) = ๐‘ƒ)
7574ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โˆ’ 1) / 2) = ๐‘ƒ)
7667, 75eqtrd 2773 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) = ๐‘ƒ)
7715nnnn0d 12529 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•0)
7877ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•0)
7976, 78eqeltrd 2834 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„•0)
8038nnrpd 13011 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„+)
8180ad2antlr 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„+)
8279, 81jca 513 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ (((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„+))
8382ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„)) โ†’ (((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„+))
84 simpr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„)) โ†’ ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„))
85 modexp 14198 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((๐‘šโ†‘2) โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆˆ โ„ค) โˆง (((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„+) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„)) โ†’ (((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„))
8663, 64, 83, 84, 85syl211anc 1377 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„)) โ†’ (((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„))
8786ex 414 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โ†’ (((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„)))
8887adantr 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โ†’ (((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„)))
89 2cnd 12287 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ 2 โˆˆ โ„‚)
9071a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ 2 โ‰  0)
9150, 89, 90divcan2d 11989 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ (2 ยท ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (๐‘„ โˆ’ 1))
9291eqcomd 2739 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ (๐‘„ โˆ’ 1) = (2 ยท ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)))
9392oveq2d 7422 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ (๐‘šโ†‘(๐‘„ โˆ’ 1)) = (๐‘šโ†‘(2 ยท ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2))))
9493ad3antlr 730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘šโ†‘(๐‘„ โˆ’ 1)) = (๐‘šโ†‘(2 ยท ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2))))
95 zcn 12560 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„‚)
9695adantl 483 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„‚)
9779adantr 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) โˆˆ โ„•0)
98 2nn0 12486 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2 โˆˆ โ„•0
9998a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ 2 โˆˆ โ„•0)
10096, 97, 99expmuld 14111 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘šโ†‘(2 ยท ((๐‘„ โˆ’ 1) / 2))) = ((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)))
10194, 100eqtr2d 2774 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (๐‘šโ†‘(๐‘„ โˆ’ 1)))
102101oveq1d 7421 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((๐‘šโ†‘(๐‘„ โˆ’ 1)) mod ๐‘„))
103102adantr 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ (((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((๐‘šโ†‘(๐‘„ โˆ’ 1)) mod ๐‘„))
104 vfermltl 16731 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((๐‘„ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ((๐‘šโ†‘(๐‘„ โˆ’ 1)) mod ๐‘„) = 1)
105104ad5ant245 1362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ((๐‘šโ†‘(๐‘„ โˆ’ 1)) mod ๐‘„) = 1)
106103, 105eqtrd 2773 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ (((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = 1)
107 oveq1 7413 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ) โ†’ ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„))
108106, 107eqeqan12d 2747 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โˆง (2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ)) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) โ†” 1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„)))
109 id 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„) โ†’ 1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„))
110109eqcomd 2739 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„) โ†’ ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„) = 1)
11138nnred 12224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„)
112 prmgt1 16631 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ 1 < ๐‘„)
113 1mod 13865 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((๐‘„ โˆˆ โ„ โˆง 1 < ๐‘„) โ†’ (1 mod ๐‘„) = 1)
114111, 112, 113syl2anc 585 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ (1 mod ๐‘„) = 1)
115114eqcomd 2739 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ 1 = (1 mod ๐‘„))
116115ad3antlr 730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ 1 = (1 mod ๐‘„))
117110, 116sylan9eqr 2795 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง 1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„)) โ†’ ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„) = (1 mod ๐‘„))
11838ad4antlr 732 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง 1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„)) โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„•)
119 zexpcl 14039 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((2 โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„•0) โ†’ (2โ†‘๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค)
1208, 77, 119sylancr 588 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ (2โ†‘๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค)
121120ad4antr 731 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง 1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„)) โ†’ (2โ†‘๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค)
122 1zzd 12590 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง 1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„)) โ†’ 1 โˆˆ โ„ค)
123 moddvds 16205 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((๐‘„ โˆˆ โ„• โˆง (2โ†‘๐‘ƒ) โˆˆ โ„ค โˆง 1 โˆˆ โ„ค) โ†’ (((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„) = (1 mod ๐‘„) โ†” ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))
124118, 121, 122, 123syl3anc 1372 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง 1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„)) โ†’ (((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„) = (1 mod ๐‘„) โ†” ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))
125117, 124mpbid 231 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง 1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„)) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))
126125ex 414 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))
127126ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โˆง (2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ)) โ†’ (1 = ((2โ†‘๐‘ƒ) mod ๐‘„) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))
128108, 127sylbid 239 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โˆง (2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ)) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))
129128ex 414 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))))
130129com23 86 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2)โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) = ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) mod ๐‘„) โ†’ ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))))
13188, 130syld 47 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โ†’ ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))))
132131ex 414 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š โ†’ (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โ†’ ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))))
133132com23 86 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โ†’ (ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š โ†’ ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))))
134133impd 412 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))))
135134com23 86 . . . . . . . . . . . . 13 ((((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))))
136135ex 414 . . . . . . . . . . . 12 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ) โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))))
137136com23 86 . . . . . . . . . . 11 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((2โ†‘((๐‘„ โˆ’ 1) / 2)) = (2โ†‘๐‘ƒ) โ†’ (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))))
13861, 137syl5 34 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ (((๐‘„ โˆ’ 1) / 2) = ๐‘ƒ โ†’ (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))))
13960, 138mpd 15 . . . . . . . . 9 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ ((((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))))
140139rexlimdv 3154 . . . . . . . 8 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ (โˆƒ๐‘š โˆˆ โ„ค (((๐‘šโ†‘2) mod ๐‘„) = (2 mod ๐‘„) โˆง ยฌ ๐‘„ โˆฅ ๐‘š) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))
14137, 140syld 47 . . . . . . 7 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((2 /L ๐‘„) = 1 โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))
1427, 141sylbird 260 . . . . . 6 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((๐‘„ mod 8) โˆˆ {1, 7} โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))
1435, 142syl5 34 . . . . 5 (((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1)) โ†’ ((๐‘„ mod 8) = 7 โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))
144143ex 414 . . . 4 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โ†’ ((๐‘„ mod 8) = 7 โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))))
145144com23 86 . . 3 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘„ โˆˆ โ„™) โ†’ ((๐‘„ mod 8) = 7 โ†’ (๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))))
146145ex 414 . 2 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ (๐‘„ โˆˆ โ„™ โ†’ ((๐‘„ mod 8) = 7 โ†’ (๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1)))))
1471463imp2 1350 1 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง (๐‘„ โˆˆ โ„™ โˆง (๐‘„ mod 8) = 7 โˆง ๐‘„ = ((2 ยท ๐‘ƒ) + 1))) โ†’ ๐‘„ โˆฅ ((2โ†‘๐‘ƒ) โˆ’ 1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 397   โˆจ wo 846   โˆง w3a 1088   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107   โ‰  wne 2941  โˆƒwrex 3071  Vcvv 3475   โˆ– cdif 3945  {csn 4628  {cpr 4630   class class class wbr 5148  (class class class)co 7406  โ„‚cc 11105  โ„cr 11106  0cc0 11107  1c1 11108   + caddc 11110   ยท cmul 11112   < clt 11245   โˆ’ cmin 11441   / cdiv 11868  โ„•cn 12209  2c2 12264  7c7 12269  8c8 12270  โ„•0cn0 12469  โ„คcz 12555  โ„+crp 12971   mod cmo 13831  โ†‘cexp 14024   โˆฅ cdvds 16194  โ„™cprime 16605   /L clgs 26787
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-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7722  ax-inf2 9633  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-pre-sup 11185  ax-addf 11186  ax-mulf 11187
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 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  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-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  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-se 5632  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 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-isom 6550  df-riota 7362  df-ov 7409  df-oprab 7410  df-mpo 7411  df-of 7667  df-ofr 7668  df-om 7853  df-1st 7972  df-2nd 7973  df-supp 8144  df-tpos 8208  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-1o 8463  df-2o 8464  df-oadd 8467  df-er 8700  df-ec 8702  df-qs 8706  df-map 8819  df-pm 8820  df-ixp 8889  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-fin 8940  df-fsupp 9359  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9502  df-dju 9893  df-card 9931  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11869  df-nn 12210  df-2 12272  df-3 12273  df-4 12274  df-5 12275  df-6 12276  df-7 12277  df-8 12278  df-9 12279  df-n0 12470  df-xnn0 12542  df-z 12556  df-dec 12675  df-uz 12820  df-q 12930  df-rp 12972  df-ioo 13325  df-ico 13327  df-fz 13482  df-fzo 13625  df-fl 13754  df-mod 13832  df-seq 13964  df-exp 14025  df-fac 14231  df-hash 14288  df-cj 15043  df-re 15044  df-im 15045  df-sqrt 15179  df-abs 15180  df-clim 15429  df-prod 15847  df-dvds 16195  df-gcd 16433  df-prm 16606  df-phi 16696  df-pc 16767  df-struct 17077  df-sets 17094  df-slot 17112  df-ndx 17124  df-base 17142  df-ress 17171  df-plusg 17207  df-mulr 17208  df-starv 17209  df-sca 17210  df-vsca 17211  df-ip 17212  df-tset 17213  df-ple 17214  df-ds 17216  df-unif 17217  df-hom 17218  df-cco 17219  df-0g 17384  df-gsum 17385  df-prds 17390  df-pws 17392  df-imas 17451  df-qus 17452  df-mre 17527  df-mrc 17528  df-acs 17530  df-mgm 18558  df-sgrp 18607  df-mnd 18623  df-mhm 18668  df-submnd 18669  df-grp 18819  df-minusg 18820  df-sbg 18821  df-mulg 18946  df-subg 18998  df-nsg 18999  df-eqg 19000  df-ghm 19085  df-cntz 19176  df-cmn 19645  df-abl 19646  df-mgp 19983  df-ur 20000  df-srg 20004  df-ring 20052  df-cring 20053  df-oppr 20143  df-dvdsr 20164  df-unit 20165  df-invr 20195  df-dvr 20208  df-rnghom 20244  df-nzr 20285  df-drng 20310  df-field 20311  df-subrg 20354  df-lmod 20466  df-lss 20536  df-lsp 20576  df-sra 20778  df-rgmod 20779  df-lidl 20780  df-rsp 20781  df-2idl 20850  df-rlreg 20892  df-domn 20893  df-idom 20894  df-cnfld 20938  df-zring 21011  df-zrh 21045  df-zn 21048  df-assa 21400  df-asp 21401  df-ascl 21402  df-psr 21454  df-mvr 21455  df-mpl 21456  df-opsr 21458  df-evls 21627  df-evl 21628  df-psr1 21696  df-vr1 21697  df-ply1 21698  df-coe1 21699  df-evl1 21827  df-mdeg 25562  df-deg1 25563  df-mon1 25640  df-uc1p 25641  df-q1p 25642  df-r1p 25643  df-lgs 26788
This theorem is referenced by:  sgprmdvdsmersenne  46259
  Copyright terms: Public domain W3C validator