Theorem sqf11 26643

Description: A squarefree number is completely determined by the set of its prime divisors. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Jul-2015.)

Assertion

Ref	Expression
sqf11	⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 ∥ 𝐴 ↔ 𝑝 ∥ 𝐵)))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑝   𝐵,𝑝

Proof of Theorem sqf11

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nnnn0 12479	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℕ0)
2		nnnn0 12479	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → 𝐵 ∈ ℕ0)
3		pc11 16813	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵)))
4	1, 2, 3	syl2an 597	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵)))
5	4	ad2ant2r 746	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵)))
6		eleq1 2822	. . . . 5 ⊢ ((𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) → ((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ↔ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ))
7		dfbi3 1049	. . . . . 6 ⊢ (((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ↔ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ) ↔ (((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ) ∨ (¬ (𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ∧ ¬ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ)))
8		sqfpc 26641	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ 1)
9	8	ad4ant124 1174	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 pCnt 𝐴) ≤ 1)
10		nnle1eq1 12242	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ → ((𝑝 pCnt 𝐴) ≤ 1 ↔ (𝑝 pCnt 𝐴) = 1))
11	9, 10	syl5ibcom 244	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ → (𝑝 pCnt 𝐴) = 1))
12		simprl 770	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → 𝐵 ∈ ℕ)
13	12	adantr 482	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝐵 ∈ ℕ)
14		simplrr 777	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (μ‘𝐵) ≠ 0)
15		simpr 486	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → 𝑝 ∈ ℙ)
16		sqfpc 26641	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0 ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ 1)
17	13, 14, 15, 16	syl3anc 1372	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 pCnt 𝐵) ≤ 1)
18		nnle1eq1 12242	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ → ((𝑝 pCnt 𝐵) ≤ 1 ↔ (𝑝 pCnt 𝐵) = 1))
19	17, 18	syl5ibcom 244	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ → (𝑝 pCnt 𝐵) = 1))
20	11, 19	anim12d 610	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = 1 ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) = 1)))
21		eqtr3 2759	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑝 pCnt 𝐴) = 1 ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) = 1) → (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵))
22	20, 21	syl6 35	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ) → (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵)))
23		id 22	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℙ)
24		simpll 766	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → 𝐴 ∈ ℕ)
25		pccl 16782	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0)
26	23, 24, 25	syl2anr 598	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0)
27		elnn0 12474	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ∨ (𝑝 pCnt 𝐴) = 0))
28	26, 27	sylib 217	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ∨ (𝑝 pCnt 𝐴) = 0))
29	28	ord 863	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (¬ (𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ → (𝑝 pCnt 𝐴) = 0))
30		pccl 16782	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ0)
31	23, 12, 30	syl2anr 598	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ0)
32		elnn0 12474	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ ∨ (𝑝 pCnt 𝐵) = 0))
33	31, 32	sylib 217	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ ∨ (𝑝 pCnt 𝐵) = 0))
34	33	ord 863	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (¬ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ → (𝑝 pCnt 𝐵) = 0))
35	29, 34	anim12d 610	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((¬ (𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ∧ ¬ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = 0 ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) = 0)))
36		eqtr3 2759	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑝 pCnt 𝐴) = 0 ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) = 0) → (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵))
37	35, 36	syl6 35	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((¬ (𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ∧ ¬ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ) → (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵)))
38	22, 37	jaod 858	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ∧ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ) ∨ (¬ (𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ∧ ¬ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ)) → (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵)))
39	7, 38	biimtrid 241	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ↔ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ) → (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵)))
40	6, 39	impbid2 225	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) ↔ ((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ↔ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ)))
41		pcelnn 16803	. . . . . 6 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ↔ 𝑝 ∥ 𝐴))
42	23, 24, 41	syl2anr 598	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ↔ 𝑝 ∥ 𝐴))
43		pcelnn 16803	. . . . . 6 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → ((𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ ↔ 𝑝 ∥ 𝐵))
44	23, 12, 43	syl2anr 598	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ ↔ 𝑝 ∥ 𝐵))
45	42, 44	bibi12d 346	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (((𝑝 pCnt 𝐴) ∈ ℕ ↔ (𝑝 pCnt 𝐵) ∈ ℕ) ↔ (𝑝 ∥ 𝐴 ↔ 𝑝 ∥ 𝐵)))
46	40, 45	bitrd 279	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) ↔ (𝑝 ∥ 𝐴 ↔ 𝑝 ∥ 𝐵)))
47	46	ralbidva 3176	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 pCnt 𝐴) = (𝑝 pCnt 𝐵) ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 ∥ 𝐴 ↔ 𝑝 ∥ 𝐵)))
48	5, 47	bitrd 279	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐴) ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝐵) ≠ 0)) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ (𝑝 ∥ 𝐴 ↔ 𝑝 ∥ 𝐵)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∨ wo 846   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2941  ∀wral 3062   class class class wbr 5149  ‘cfv 6544  (class class class)co 7409  0cc0 11110  1c1 11111   ≤ cle 11249  ℕcn 12212  ℕ₀cn0 12472   ∥ cdvds 16197  ℙcprime 16608   pCnt cpc 16769  μcmu 26599

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-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188

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 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-2o 8467  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9437  df-inf 9438  df-card 9934  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-q 12933  df-rp 12975  df-fz 13485  df-fl 13757  df-mod 13835  df-seq 13967  df-exp 14028  df-hash 14291  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-dvds 16198  df-gcd 16436  df-prm 16609  df-pc 16770  df-mu 26605

This theorem is referenced by: (None)