MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  vmappw Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem vmappw 25062
Description: Value of the von Mangoldt function at a prime power. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Apr-2016.)
Assertion
Ref Expression
vmappw ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (Λ‘(𝑃𝐾)) = (log‘𝑃))

Proof of Theorem vmappw
Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prmnn 15594 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
2 nnnn0 11500 . . . 4 (𝐾 ∈ ℕ → 𝐾 ∈ ℕ0)
3 nnexpcl 13079 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → (𝑃𝐾) ∈ ℕ)
41, 2, 3syl2an 575 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝑃𝐾) ∈ ℕ)
5 eqid 2771 . . . 4 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)} = {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}
65vmaval 25059 . . 3 ((𝑃𝐾) ∈ ℕ → (Λ‘(𝑃𝐾)) = if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}) = 1, (log‘ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}), 0))
74, 6syl 17 . 2 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (Λ‘(𝑃𝐾)) = if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}) = 1, (log‘ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}), 0))
8 df-rab 3070 . . . . . 6 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)} = {𝑝 ∣ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾))}
9 prmdvdsexpb 15634 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝑝 ∥ (𝑃𝐾) ↔ 𝑝 = 𝑃))
109biimpd 219 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝑝 ∥ (𝑃𝐾) → 𝑝 = 𝑃))
11103coml 1121 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝑃𝐾) → 𝑝 = 𝑃))
12113expa 1111 . . . . . . . . . 10 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝑝 ∥ (𝑃𝐾) → 𝑝 = 𝑃))
1312expimpd 441 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)) → 𝑝 = 𝑃))
14 simpl 468 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → 𝑃 ∈ ℙ)
15 prmz 15595 . . . . . . . . . . . 12 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
16 iddvdsexp 15213 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → 𝑃 ∥ (𝑃𝐾))
1715, 16sylan 561 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → 𝑃 ∥ (𝑃𝐾))
1814, 17jca 495 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑃 ∥ (𝑃𝐾)))
19 eleq1 2838 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 = 𝑃 → (𝑝 ∈ ℙ ↔ 𝑃 ∈ ℙ))
20 breq1 4789 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 = 𝑃 → (𝑝 ∥ (𝑃𝐾) ↔ 𝑃 ∥ (𝑃𝐾)))
2119, 20anbi12d 608 . . . . . . . . . 10 (𝑝 = 𝑃 → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)) ↔ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑃 ∥ (𝑃𝐾))))
2218, 21syl5ibrcom 237 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝑝 = 𝑃 → (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾))))
2313, 22impbid 202 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)) ↔ 𝑝 = 𝑃))
24 velsn 4332 . . . . . . . 8 (𝑝 ∈ {𝑃} ↔ 𝑝 = 𝑃)
2523, 24syl6bbr 278 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)) ↔ 𝑝 ∈ {𝑃}))
2625abbi1dv 2892 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → {𝑝 ∣ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾))} = {𝑃})
278, 26syl5eq 2817 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)} = {𝑃})
2827fveq2d 6336 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}) = (♯‘{𝑃}))
29 hashsng 13360 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → (♯‘{𝑃}) = 1)
3029adantr 466 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (♯‘{𝑃}) = 1)
3128, 30eqtrd 2805 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}) = 1)
3231iftrued 4233 . 2 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → if((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}) = 1, (log‘ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}), 0) = (log‘ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}))
3327unieqd 4584 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)} = {𝑃})
34 unisng 4590 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → {𝑃} = 𝑃)
3534adantr 466 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → {𝑃} = 𝑃)
3633, 35eqtrd 2805 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)} = 𝑃)
3736fveq2d 6336 . 2 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (log‘ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ (𝑃𝐾)}) = (log‘𝑃))
387, 32, 373eqtrd 2809 1 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (Λ‘(𝑃𝐾)) = (log‘𝑃))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382  w3a 1071   = wceq 1631  wcel 2145  {cab 2757  {crab 3065  ifcif 4225  {csn 4316   cuni 4574   class class class wbr 4786  cfv 6031  (class class class)co 6792  0cc0 10137  1c1 10138  cn 11221  0cn0 11493  cz 11578  cexp 13066  chash 13320  cdvds 15188  cprime 15591  logclog 24521  Λcvma 25038
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214  ax-pre-sup 10215
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-int 4612  df-iun 4656  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-1o 7712  df-2o 7713  df-er 7895  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-fin 8112  df-sup 8503  df-inf 8504  df-card 8964  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-div 10886  df-nn 11222  df-2 11280  df-3 11281  df-n0 11494  df-z 11579  df-uz 11888  df-rp 12035  df-fz 12533  df-fl 12800  df-mod 12876  df-seq 13008  df-exp 13067  df-hash 13321  df-cj 14046  df-re 14047  df-im 14048  df-sqrt 14182  df-abs 14183  df-dvds 15189  df-gcd 15424  df-prm 15592  df-vma 25044
This theorem is referenced by:  vmaprm  25063  vmacl  25064  efvmacl  25066  vmalelog  25150  vmasum  25161  chpval2  25163  rplogsumlem2  25394  rpvmasumlem  25396
  Copyright terms: Public domain W3C validator