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

Theorem tgoldbachlt 49117
Description: The ternary Goldbach conjecture is valid for small odd numbers (i.e. for all odd numbers less than a fixed big 𝑚 greater than 8 x 10^30). This is verified for m = 8.875694 x 10^30 by Helfgott, see tgblthelfgott 49116. (Contributed by AV, 4-Aug-2020.) (Revised by AV, 9-Sep-2021.)
Assertion
Ref Expression
tgoldbachlt ∃𝑚 ∈ ℕ ((8 · (10↑30)) < 𝑚 ∧ ∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < 𝑚) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd ))
Distinct variable group:   𝑚,𝑛

Proof of Theorem tgoldbachlt
StepHypRef Expression
1 8nn0 12653 . . . 4 8 ∈ ℕ0
2 8nn 12462 . . . 4 8 ∈ ℕ
31, 2decnncl 12862 . . 3 88 ∈ ℕ
4 10nn 12858 . . . 4 10 ∈ ℕ
5 2nn0 12647 . . . . 5 2 ∈ ℕ0
6 9nn0 12654 . . . . 5 9 ∈ ℕ0
75, 6deccl 12853 . . . 4 29 ∈ ℕ0
8 nnexpcl 14241 . . . 4 ((10 ∈ ℕ ∧ 29 ∈ ℕ0) → (10↑29) ∈ ℕ)
94, 7, 8mp2an 705 . . 3 (10↑29) ∈ ℕ
103, 9nnmulcli 12384 . 2 (88 · (10↑29)) ∈ ℕ
11 id 23 . . 3 ((88 · (10↑29)) ∈ ℕ → (88 · (10↑29)) ∈ ℕ)
12 breq2 5110 . . . . 5 (𝑚 = (88 · (10↑29)) → ((8 · (10↑30)) < 𝑚 ↔ (8 · (10↑30)) < (88 · (10↑29))))
13 breq2 5110 . . . . . . . 8 (𝑚 = (88 · (10↑29)) → (𝑛 < 𝑚 ↔ 𝑛 < (88 · (10↑29))))
1413anbi2d 642 . . . . . . 7 (𝑚 = (88 · (10↑29)) → ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < 𝑚) ↔ (7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29)))))
1514imbi1d 344 . . . . . 6 (𝑚 = (88 · (10↑29)) → (((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < 𝑚) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd ) ↔ ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29))) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd )))
1615ralbidv 3189 . . . . 5 (𝑚 = (88 · (10↑29)) → (∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < 𝑚) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd ) ↔ ∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29))) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd )))
1712, 16anbi12d 644 . . . 4 (𝑚 = (88 · (10↑29)) → (((8 · (10↑30)) < 𝑚 ∧ ∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < 𝑚) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd )) ↔ ((8 · (10↑30)) < (88 · (10↑29)) ∧ ∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29))) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd ))))
1817adantl 487 . . 3 (((88 · (10↑29)) ∈ ℕ ∧ 𝑚 = (88 · (10↑29))) → (((8 · (10↑30)) < 𝑚 ∧ ∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < 𝑚) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd )) ↔ ((8 · (10↑30)) < (88 · (10↑29)) ∧ ∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29))) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd ))))
19 simplr 781 . . . . . . 7 ((((88 · (10↑29)) ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ Odd ) ∧ (7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29)))) → 𝑛 ∈ Odd )
20 simprl 783 . . . . . . 7 ((((88 · (10↑29)) ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ Odd ) ∧ (7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29)))) → 7 < 𝑛)
21 simprr 785 . . . . . . 7 ((((88 · (10↑29)) ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ Odd ) ∧ (7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29)))) → 𝑛 < (88 · (10↑29)))
22 tgblthelfgott 49116 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ Odd ∧ 7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29))) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd )
2319, 20, 21, 22syl3anc 1399 . . . . . 6 ((((88 · (10↑29)) ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ Odd ) ∧ (7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29)))) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd )
2423ex 418 . . . . 5 (((88 · (10↑29)) ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ Odd ) → ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29))) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd ))
2524ralrimiva 3158 . . . 4 ((88 · (10↑29)) ∈ ℕ → ∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29))) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd ))
262, 9nnmulcli 12384 . . . . . . 7 (8 · (10↑29)) ∈ ℕ
2726nngt0i 12401 . . . . . 6 0 < (8 · (10↑29))
2826nnrei 12368 . . . . . . 7 (8 · (10↑29)) ∈ ℝ
29 3nn0 12648 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ ℕ0
30 0nn0 12645 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℕ0
3129, 30deccl 12853 . . . . . . . . . 10 30 ∈ ℕ0
32 nnexpcl 14241 . . . . . . . . . 10 ((10 ∈ ℕ ∧ 30 ∈ ℕ0) → (10↑30) ∈ ℕ)
334, 31, 32mp2an 705 . . . . . . . . 9 (10↑30) ∈ ℕ
342, 33nnmulcli 12384 . . . . . . . 8 (8 · (10↑30)) ∈ ℕ
3534nnrei 12368 . . . . . . 7 (8 · (10↑30)) ∈ ℝ
3628, 35ltaddposi 11889 . . . . . 6 (0 < (8 · (10↑29)) ↔ (8 · (10↑30)) < ((8 · (10↑30)) + (8 · (10↑29))))
3727, 36mpbi 233 . . . . 5 (8 · (10↑30)) < ((8 · (10↑30)) + (8 · (10↑29)))
38 dfdec10 12841 . . . . . . 7 88 = ((10 · 8) + 8)
3938oveq1i 7450 . . . . . 6 (88 · (10↑29)) = (((10 · 8) + 8) · (10↑29))
404, 2nnmulcli 12384 . . . . . . . 8 (10 · 8) ∈ ℕ
4140nncni 12369 . . . . . . 7 (10 · 8) ∈ ℂ
42 8cn 12464 . . . . . . 7 8 ∈ ℂ
439nncni 12369 . . . . . . 7 (10↑29) ∈ ℂ
4441, 42, 43adddiri 11346 . . . . . 6 (((10 · 8) + 8) · (10↑29)) = (((10 · 8) · (10↑29)) + (8 · (10↑29)))
4541, 43mulcomi 11341 . . . . . . . . 9 ((10 · 8) · (10↑29)) = ((10↑29) · (10 · 8))
464nncni 12369 . . . . . . . . . 10 10 ∈ ℂ
4743, 46, 42mulassi 11344 . . . . . . . . 9 (((10↑29) · 10) · 8) = ((10↑29) · (10 · 8))
48 nncn 12367 . . . . . . . . . . . . 13 (10 ∈ ℕ → 10 ∈ ℂ)
497a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (10 ∈ ℕ → 29 ∈ ℕ0)
5048, 49expp1d 14314 . . . . . . . . . . . 12 (10 ∈ ℕ → (10↑(29 + 1)) = ((10↑29) · 10))
514, 50ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (10↑(29 + 1)) = ((10↑29) · 10)
5251eqcomi 2772 . . . . . . . . . 10 ((10↑29) · 10) = (10↑(29 + 1))
5352oveq1i 7450 . . . . . . . . 9 (((10↑29) · 10) · 8) = ((10↑(29 + 1)) · 8)
5445, 47, 533eqtr2i 2792 . . . . . . . 8 ((10 · 8) · (10↑29)) = ((10↑(29 + 1)) · 8)
5554oveq1i 7450 . . . . . . 7 (((10 · 8) · (10↑29)) + (8 · (10↑29))) = (((10↑(29 + 1)) · 8) + (8 · (10↑29)))
56 2p1e3 12508 . . . . . . . . . . 11 (2 + 1) = 3
57 eqid 2763 . . . . . . . . . . 11 29 = 29
585, 56, 57decsucc 12884 . . . . . . . . . 10 (29 + 1) = 30
5958oveq2i 7451 . . . . . . . . 9 (10↑(29 + 1)) = (10↑30)
6059oveq1i 7450 . . . . . . . 8 ((10↑(29 + 1)) · 8) = ((10↑30) · 8)
6160oveq1i 7450 . . . . . . 7 (((10↑(29 + 1)) · 8) + (8 · (10↑29))) = (((10↑30) · 8) + (8 · (10↑29)))
6233nncni 12369 . . . . . . . 8 (10↑30) ∈ ℂ
63 mulcom 11310 . . . . . . . . 9 (((10↑30) ∈ ℂ ∧ 8 ∈ ℂ) → ((10↑30) · 8) = (8 · (10↑30)))
6463oveq1d 7455 . . . . . . . 8 (((10↑30) ∈ ℂ ∧ 8 ∈ ℂ) → (((10↑30) · 8) + (8 · (10↑29))) = ((8 · (10↑30)) + (8 · (10↑29))))
6562, 42, 64mp2an 705 . . . . . . 7 (((10↑30) · 8) + (8 · (10↑29))) = ((8 · (10↑30)) + (8 · (10↑29)))
6655, 61, 653eqtri 2790 . . . . . 6 (((10 · 8) · (10↑29)) + (8 · (10↑29))) = ((8 · (10↑30)) + (8 · (10↑29)))
6739, 44, 663eqtri 2790 . . . . 5 (88 · (10↑29)) = ((8 · (10↑30)) + (8 · (10↑29)))
6837, 67breqtrri 5135 . . . 4 (8 · (10↑30)) < (88 · (10↑29))
6925, 68jctil 529 . . 3 ((88 · (10↑29)) ∈ ℕ → ((8 · (10↑30)) < (88 · (10↑29)) ∧ ∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < (88 · (10↑29))) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd )))
7011, 18, 69rspcedvd 3582 . 2 ((88 · (10↑29)) ∈ ℕ → ∃𝑚 ∈ ℕ ((8 · (10↑30)) < 𝑚 ∧ ∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < 𝑚) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd )))
7110, 70ax-mp 5 1 ∃𝑚 ∈ ℕ ((8 · (10↑30)) < 𝑚 ∧ ∀𝑛 ∈ Odd ((7 < 𝑛 ∧ 𝑛 < 𝑚) → 𝑛 ∈ GoldbachOdd ))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   class class class wbr 5106  (class class class)co 7440  ℂcc 11222  0cc0 11224  1c1 11225   + caddc 11227   · cmul 11229   < clt 11367  ℕcn 12359  2c2 12421  3c3 12422  7c7 12426  8c8 12427  9c9 12428  ℕ0cn0 12630  cdc 12838  ↑cexp 14228   Odd codd 48926   GoldbachOdd cgbo 49048
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302  ax-bgbltosilva 49111  ax-hgprmladder 49115
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-2o 8502  df-er 8742  df-map 8874  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-sup 9458  df-inf 9459  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-5 12432  df-6 12433  df-7 12434  df-8 12435  df-9 12436  df-n0 12631  df-z 12718  df-dec 12839  df-uz 12990  df-rp 13145  df-ico 13506  df-fz 13664  df-fzo 13813  df-seq 14169  df-exp 14229  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-dvds 16449  df-prm 16873  df-iccp 48699  df-even 48927  df-odd 48928  df-gbe 49049  df-gbo 49051
This theorem is used by:  tgoldbach  49118
  Copyright terms: Public domain W3C validator