Theorem sgprmdvdsmersenne 45326

Description: If 𝑃 is a Sophie Germain prime (i.e. 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) is also prime) with 𝑃≡3 (mod 4), then 𝑄 divides the 𝑃-th Mersenne number M_P. (Contributed by AV, 20-Aug-2021.)

Assertion

Ref	Expression
sgprmdvdsmersenne	⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 mod 4) = 3) ∧ (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) ∧ 𝑄 ∈ ℙ)) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))

Proof of Theorem sgprmdvdsmersenne

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpll 764	. 2 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 mod 4) = 3) ∧ (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) ∧ 𝑄 ∈ ℙ)) → 𝑃 ∈ ℙ)
2		simprr 770	. 2 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 mod 4) = 3) ∧ (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) ∧ 𝑄 ∈ ℙ)) → 𝑄 ∈ ℙ)
3		oveq1 7323	. . . 4 ⊢ (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) → (𝑄 mod 8) = (((2 · 𝑃) + 1) mod 8))
4	3	adantr 481	. . 3 ⊢ ((𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) ∧ 𝑄 ∈ ℙ) → (𝑄 mod 8) = (((2 · 𝑃) + 1) mod 8))
5		prmz 16454	. . . 4 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
6		mod42tp1mod8 45324	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℤ ∧ (𝑃 mod 4) = 3) → (((2 · 𝑃) + 1) mod 8) = 7)
7	5, 6	sylan 580	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 mod 4) = 3) → (((2 · 𝑃) + 1) mod 8) = 7)
8	4, 7	sylan9eqr 2798	. 2 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 mod 4) = 3) ∧ (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) ∧ 𝑄 ∈ ℙ)) → (𝑄 mod 8) = 7)
9		simprl 768	. 2 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 mod 4) = 3) ∧ (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) ∧ 𝑄 ∈ ℙ)) → 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1))
10		sfprmdvdsmersenne 45325	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑄 ∈ ℙ ∧ (𝑄 mod 8) = 7 ∧ 𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1))) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))
11	1, 2, 8, 9, 10	syl13anc 1371	1 ⊢ (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 mod 4) = 3) ∧ (𝑄 = ((2 · 𝑃) + 1) ∧ 𝑄 ∈ ℙ)) → 𝑄 ∥ ((2↑𝑃) − 1))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   class class class wbr 5086  (class class class)co 7316  1c1 10951   + caddc 10953   · cmul 10955   − cmin 11284  2c2 12107  3c3 12108  4c4 12109  7c7 12112  8c8 12113  ℤcz 12398   mod cmo 13668  ↑cexp 13861   ∥ cdvds 16039  ℙcprime 16450

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2707  ax-rep 5223  ax-sep 5237  ax-nul 5244  ax-pow 5302  ax-pr 5366  ax-un 7629  ax-inf2 9476  ax-cnex 11006  ax-resscn 11007  ax-1cn 11008  ax-icn 11009  ax-addcl 11010  ax-addrcl 11011  ax-mulcl 11012  ax-mulrcl 11013  ax-mulcom 11014  ax-addass 11015  ax-mulass 11016  ax-distr 11017  ax-i2m1 11018  ax-1ne0 11019  ax-1rid 11020  ax-rnegex 11021  ax-rrecex 11022  ax-cnre 11023  ax-pre-lttri 11024  ax-pre-lttrn 11025  ax-pre-ltadd 11026  ax-pre-mulgt0 11027  ax-pre-sup 11028  ax-addf 11029  ax-mulf 11030

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3349  df-reu 3350  df-rab 3404  df-v 3442  df-sbc 3726  df-csb 3842  df-dif 3899  df-un 3901  df-in 3903  df-ss 3913  df-pss 3915  df-nul 4267  df-if 4471  df-pw 4546  df-sn 4571  df-pr 4573  df-tp 4575  df-op 4577  df-uni 4850  df-int 4892  df-iun 4938  df-iin 4939  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5170  df-tr 5204  df-id 5506  df-eprel 5512  df-po 5520  df-so 5521  df-fr 5562  df-se 5563  df-we 5564  df-xp 5613  df-rel 5614  df-cnv 5615  df-co 5616  df-dm 5617  df-rn 5618  df-res 5619  df-ima 5620  df-pred 6224  df-ord 6291  df-on 6292  df-lim 6293  df-suc 6294  df-iota 6417  df-fun 6467  df-fn 6468  df-f 6469  df-f1 6470  df-fo 6471  df-f1o 6472  df-fv 6473  df-isom 6474  df-riota 7273  df-ov 7319  df-oprab 7320  df-mpo 7321  df-of 7574  df-ofr 7575  df-om 7759  df-1st 7877  df-2nd 7878  df-supp 8026  df-tpos 8090  df-frecs 8145  df-wrecs 8176  df-recs 8250  df-rdg 8289  df-1o 8345  df-2o 8346  df-oadd 8349  df-er 8547  df-ec 8549  df-qs 8553  df-map 8666  df-pm 8667  df-ixp 8735  df-en 8783  df-dom 8784  df-sdom 8785  df-fin 8786  df-fsupp 9205  df-sup 9277  df-inf 9278  df-oi 9345  df-dju 9736  df-card 9774  df-pnf 11090  df-mnf 11091  df-xr 11092  df-ltxr 11093  df-le 11094  df-sub 11286  df-neg 11287  df-div 11712  df-nn 12053  df-2 12115  df-3 12116  df-4 12117  df-5 12118  df-6 12119  df-7 12120  df-8 12121  df-9 12122  df-n0 12313  df-xnn0 12385  df-z 12399  df-dec 12517  df-uz 12662  df-q 12768  df-rp 12810  df-ioo 13162  df-ico 13164  df-fz 13319  df-fzo 13462  df-fl 13591  df-mod 13669  df-seq 13801  df-exp 13862  df-fac 14067  df-hash 14124  df-cj 14886  df-re 14887  df-im 14888  df-sqrt 15022  df-abs 15023  df-clim 15273  df-prod 15692  df-dvds 16040  df-gcd 16278  df-prm 16451  df-phi 16541  df-pc 16612  df-struct 16922  df-sets 16939  df-slot 16957  df-ndx 16969  df-base 16987  df-ress 17016  df-plusg 17049  df-mulr 17050  df-starv 17051  df-sca 17052  df-vsca 17053  df-ip 17054  df-tset 17055  df-ple 17056  df-ds 17058  df-unif 17059  df-hom 17060  df-cco 17061  df-0g 17226  df-gsum 17227  df-prds 17232  df-pws 17234  df-imas 17293  df-qus 17294  df-mre 17369  df-mrc 17370  df-acs 17372  df-mgm 18400  df-sgrp 18449  df-mnd 18460  df-mhm 18504  df-submnd 18505  df-grp 18653  df-minusg 18654  df-sbg 18655  df-mulg 18774  df-subg 18825  df-nsg 18826  df-eqg 18827  df-ghm 18905  df-cntz 18996  df-cmn 19460  df-abl 19461  df-mgp 19793  df-ur 19810  df-srg 19814  df-ring 19857  df-cring 19858  df-oppr 19934  df-dvdsr 19955  df-unit 19956  df-invr 19986  df-dvr 19997  df-rnghom 20031  df-drng 20069  df-field 20070  df-subrg 20101  df-lmod 20205  df-lss 20274  df-lsp 20314  df-sra 20514  df-rgmod 20515  df-lidl 20516  df-rsp 20517  df-2idl 20583  df-nzr 20609  df-rlreg 20634  df-domn 20635  df-idom 20636  df-cnfld 20678  df-zring 20751  df-zrh 20785  df-zn 20788  df-assa 21140  df-asp 21141  df-ascl 21142  df-psr 21192  df-mvr 21193  df-mpl 21194  df-opsr 21196  df-evls 21362  df-evl 21363  df-psr1 21431  df-vr1 21432  df-ply1 21433  df-coe1 21434  df-evl1 21562  df-mdeg 25297  df-deg1 25298  df-mon1 25375  df-uc1p 25376  df-q1p 25377  df-r1p 25378  df-lgs 26523

This theorem is referenced by: (None)