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Theorem pcaddlem 13950
Description: Lemma for pcadd 13951. The original numbers  A and  B have been decomposed using the prime count function as  ( P ^ M )  x.  ( R  /  S ) where  R ,  S are both not divisible by  P and  M  =  ( P  pCnt  A ), and similarly for  B. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
pcaddlem.1  |-  ( ph  ->  P  e.  Prime )
pcaddlem.2  |-  ( ph  ->  A  =  ( ( P ^ M )  x.  ( R  /  S ) ) )
pcaddlem.3  |-  ( ph  ->  B  =  ( ( P ^ N )  x.  ( T  /  U ) ) )
pcaddlem.4  |-  ( ph  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M ) )
pcaddlem.5  |-  ( ph  ->  ( R  e.  ZZ  /\ 
-.  P  ||  R
) )
pcaddlem.6  |-  ( ph  ->  ( S  e.  NN  /\ 
-.  P  ||  S
) )
pcaddlem.7  |-  ( ph  ->  ( T  e.  ZZ  /\ 
-.  P  ||  T
) )
pcaddlem.8  |-  ( ph  ->  ( U  e.  NN  /\ 
-.  P  ||  U
) )
Assertion
Ref Expression
pcaddlem  |-  ( ph  ->  M  <_  ( P  pCnt  ( A  +  B
) ) )

Proof of Theorem pcaddlem
StepHypRef Expression
1 oveq2 6099 . . 3  |-  ( ( A  +  B )  =  0  ->  ( P  pCnt  ( A  +  B ) )  =  ( P  pCnt  0
) )
21breq2d 4304 . 2  |-  ( ( A  +  B )  =  0  ->  ( M  <_  ( P  pCnt  ( A  +  B ) )  <->  M  <_  ( P 
pCnt  0 ) ) )
3 pcaddlem.4 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M ) )
4 eluzel2 10866 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  M  e.  ZZ )
53, 4syl 16 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
65zred 10747 . . . . 5  |-  ( ph  ->  M  e.  RR )
76adantr 465 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  M  e.  RR )
8 pcaddlem.1 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  P  e.  Prime )
9 prmnn 13766 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  NN )
108, 9syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
1110nncnd 10338 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  P  e.  CC )
1210nnne0d 10366 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  P  =/=  0 )
13 eluzelz 10870 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  N  e.  ZZ )
143, 13syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  N  e.  ZZ )
1514, 5zsubcld 10752 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( N  -  M
)  e.  ZZ )
1611, 12, 15expclzd 12013 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( P ^ ( N  -  M )
)  e.  CC )
17 pcaddlem.7 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( T  e.  ZZ  /\ 
-.  P  ||  T
) )
1817simpld 459 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  T  e.  ZZ )
1918zcnd 10748 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  T  e.  CC )
20 pcaddlem.8 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( U  e.  NN  /\ 
-.  P  ||  U
) )
2120simpld 459 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  U  e.  NN )
2221nncnd 10338 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  U  e.  CC )
2321nnne0d 10366 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  U  =/=  0 )
2416, 19, 22, 23divassd 10142 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  /  U
)  =  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) )
2524oveq2d 6107 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( R  /  S )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  /  U ) )  =  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U
) ) ) )
26 pcaddlem.5 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( R  e.  ZZ  /\ 
-.  P  ||  R
) )
2726simpld 459 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  R  e.  ZZ )
2827zcnd 10748 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  R  e.  CC )
29 pcaddlem.6 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( S  e.  NN  /\ 
-.  P  ||  S
) )
3029simpld 459 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  S  e.  NN )
3130nncnd 10338 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  S  e.  CC )
3216, 19mulcld 9406 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  e.  CC )
3330nnne0d 10366 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  S  =/=  0 )
3428, 31, 32, 22, 33, 23divadddivd 10151 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( R  /  S )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  /  U ) )  =  ( ( ( R  x.  U
)  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  T )  x.  S ) )  /  ( S  x.  U ) ) )
3525, 34eqtr3d 2477 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) )  =  ( ( ( R  x.  U
)  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  T )  x.  S ) )  /  ( S  x.  U ) ) )
3635oveq2d 6107 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( P  pCnt  (
( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) )  =  ( P 
pCnt  ( ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S ) )  / 
( S  x.  U
) ) ) )
3736adantr 465 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P  pCnt  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) ) )  =  ( P  pCnt  ( (
( R  x.  U
)  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  T )  x.  S ) )  /  ( S  x.  U ) ) ) )
388adantr 465 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  P  e.  Prime )
3921nnzd 10746 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  U  e.  ZZ )
4027, 39zmulcld 10753 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( R  x.  U
)  e.  ZZ )
41 uznn0sub 10892 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( N  -  M )  e.  NN0 )
423, 41syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( N  -  M
)  e.  NN0 )
4310, 42nnexpcld 12029 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( P ^ ( N  -  M )
)  e.  NN )
4443nnzd 10746 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( P ^ ( N  -  M )
)  e.  ZZ )
4544, 18zmulcld 10753 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  e.  ZZ )
4630nnzd 10746 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  S  e.  ZZ )
4745, 46zmulcld 10753 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S
)  e.  ZZ )
4840, 47zaddcld 10751 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) )  e.  ZZ )
4948adantr 465 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S ) )  e.  ZZ )
5011, 12, 5expclzd 12013 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( P ^ M
)  e.  CC )
5150mul01d 9568 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( P ^ M )  x.  0 )  =  0 )
52 oveq2 6099 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) )  =  0  ->  (
( P ^ M
)  x.  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U
) ) ) )  =  ( ( P ^ M )  x.  0 ) )
5352eqeq1d 2451 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) )  =  0  ->  (
( ( P ^ M )  x.  (
( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) )  =  0  <->  (
( P ^ M
)  x.  0 )  =  0 ) )
5451, 53syl5ibrcom 222 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) )  =  0  -> 
( ( P ^ M )  x.  (
( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) )  =  0 ) )
5554necon3d 2646 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( P ^ M )  x.  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) ) )  =/=  0  ->  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) )  =/=  0 ) )
5628, 31, 33divcld 10107 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( R  /  S
)  e.  CC )
5719, 22, 23divcld 10107 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( T  /  U
)  e.  CC )
5816, 57mulcld 9406 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) )  e.  CC )
5950, 56, 58adddid 9410 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( ( P ^ M )  x.  (
( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) )  =  ( ( ( P ^ M
)  x.  ( R  /  S ) )  +  ( ( P ^ M )  x.  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) )
60 pcaddlem.2 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  A  =  ( ( P ^ M )  x.  ( R  /  S ) ) )
61 pcaddlem.3 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  B  =  ( ( P ^ N )  x.  ( T  /  U ) ) )
625zcnd 10748 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  M  e.  CC )
6314zcnd 10748 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  N  e.  CC )
6462, 63pncan3d 9722 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( M  +  ( N  -  M ) )  =  N )
6564oveq2d 6107 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( P ^ ( M  +  ( N  -  M ) ) )  =  ( P ^ N ) )
66 expaddz 11908 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( P  e.  CC  /\  P  =/=  0 )  /\  ( M  e.  ZZ  /\  ( N  -  M )  e.  ZZ ) )  -> 
( P ^ ( M  +  ( N  -  M ) ) )  =  ( ( P ^ M )  x.  ( P ^ ( N  -  M )
) ) )
6711, 12, 5, 15, 66syl22anc 1219 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( P ^ ( M  +  ( N  -  M ) ) )  =  ( ( P ^ M )  x.  ( P ^ ( N  -  M )
) ) )
6865, 67eqtr3d 2477 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( P ^ N
)  =  ( ( P ^ M )  x.  ( P ^
( N  -  M
) ) ) )
6968oveq1d 6106 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( P ^ N )  x.  ( T  /  U ) )  =  ( ( ( P ^ M )  x.  ( P ^
( N  -  M
) ) )  x.  ( T  /  U
) ) )
7050, 16, 57mulassd 9409 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( ( P ^ M )  x.  ( P ^ ( N  -  M )
) )  x.  ( T  /  U ) )  =  ( ( P ^ M )  x.  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) ) )
7161, 69, 703eqtrd 2479 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  B  =  ( ( P ^ M )  x.  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U
) ) ) )
7260, 71oveq12d 6109 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( A  +  B
)  =  ( ( ( P ^ M
)  x.  ( R  /  S ) )  +  ( ( P ^ M )  x.  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) )
7359, 72eqtr4d 2478 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( P ^ M )  x.  (
( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) )  =  ( A  +  B ) )
7473neeq1d 2621 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( P ^ M )  x.  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) ) )  =/=  0  <->  ( A  +  B )  =/=  0 ) )
7535neeq1d 2621 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) )  =/=  0  <->  (
( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) )  /  ( S  x.  U ) )  =/=  0 ) )
7655, 74, 753imtr3d 267 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( A  +  B )  =/=  0  ->  ( ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S
) )  /  ( S  x.  U )
)  =/=  0 ) )
7730, 21nnmulcld 10369 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( S  x.  U
)  e.  NN )
7877nncnd 10338 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( S  x.  U
)  e.  CC )
7977nnne0d 10366 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( S  x.  U
)  =/=  0 )
8078, 79div0d 10106 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( 0  /  ( S  x.  U )
)  =  0 )
81 oveq1 6098 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( R  x.  U
)  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  T )  x.  S ) )  =  0  ->  (
( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) )  /  ( S  x.  U ) )  =  ( 0  / 
( S  x.  U
) ) )
8281eqeq1d 2451 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( R  x.  U
)  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  T )  x.  S ) )  =  0  ->  (
( ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S
) )  /  ( S  x.  U )
)  =  0  <->  (
0  /  ( S  x.  U ) )  =  0 ) )
8380, 82syl5ibrcom 222 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S
) )  =  0  ->  ( ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S ) )  / 
( S  x.  U
) )  =  0 ) )
8483necon3d 2646 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( ( ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S ) )  / 
( S  x.  U
) )  =/=  0  ->  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) )  =/=  0 ) )
8576, 84syld 44 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( A  +  B )  =/=  0  ->  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) )  =/=  0 ) )
8685imp 429 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S ) )  =/=  0 )
8777adantr 465 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( S  x.  U )  e.  NN )
88 pcdiv 13919 . . . . . . 7  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  (
( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) )  e.  ZZ  /\  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) )  =/=  0 )  /\  ( S  x.  U )  e.  NN )  ->  ( P  pCnt  ( ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) )  /  ( S  x.  U ) ) )  =  ( ( P  pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S ) ) )  -  ( P  pCnt  ( S  x.  U ) ) ) )
8938, 49, 86, 87, 88syl121anc 1223 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P  pCnt  ( ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S
) )  /  ( S  x.  U )
) )  =  ( ( P  pCnt  (
( R  x.  U
)  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  T )  x.  S ) ) )  -  ( P 
pCnt  ( S  x.  U ) ) ) )
90 pcmul 13918 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  ( S  e.  ZZ  /\  S  =/=  0 )  /\  ( U  e.  ZZ  /\  U  =/=  0 ) )  -> 
( P  pCnt  ( S  x.  U )
)  =  ( ( P  pCnt  S )  +  ( P  pCnt  U ) ) )
918, 46, 33, 39, 23, 90syl122anc 1227 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( P  pCnt  ( S  x.  U )
)  =  ( ( P  pCnt  S )  +  ( P  pCnt  U ) ) )
9229simprd 463 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  -.  P  ||  S
)
93 pceq0 13937 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  S  e.  NN )  ->  (
( P  pCnt  S
)  =  0  <->  -.  P  ||  S ) )
948, 30, 93syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( P  pCnt  S )  =  0  <->  -.  P  ||  S ) )
9592, 94mpbird 232 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( P  pCnt  S
)  =  0 )
9620simprd 463 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  -.  P  ||  U
)
97 pceq0 13937 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  U  e.  NN )  ->  (
( P  pCnt  U
)  =  0  <->  -.  P  ||  U ) )
988, 21, 97syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( ( P  pCnt  U )  =  0  <->  -.  P  ||  U ) )
9996, 98mpbird 232 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( P  pCnt  U
)  =  0 )
10095, 99oveq12d 6109 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( ( P  pCnt  S )  +  ( P 
pCnt  U ) )  =  ( 0  +  0 ) )
101 00id 9544 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 0  +  0 )  =  0
102100, 101syl6eq 2491 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( ( P  pCnt  S )  +  ( P 
pCnt  U ) )  =  0 )
10391, 102eqtrd 2475 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( P  pCnt  ( S  x.  U )
)  =  0 )
104103oveq2d 6107 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( P  pCnt  ( ( R  x.  U
)  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  T )  x.  S ) ) )  -  ( P 
pCnt  ( S  x.  U ) ) )  =  ( ( P 
pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S
) ) )  - 
0 ) )
105104adantr 465 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( ( P  pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S
) ) )  -  ( P  pCnt  ( S  x.  U ) ) )  =  ( ( P  pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S ) ) )  -  0 ) )
106 pczcl 13915 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  (
( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) )  e.  ZZ  /\  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) )  =/=  0 ) )  ->  ( P  pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) ) )  e.  NN0 )
10738, 49, 86, 106syl12anc 1216 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P  pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) ) )  e.  NN0 )
108107nn0cnd 10638 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P  pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  T
)  x.  S ) ) )  e.  CC )
109108subid1d 9708 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( ( P  pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S
) ) )  - 
0 )  =  ( P  pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S ) ) ) )
110105, 109eqtrd 2475 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( ( P  pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S
) ) )  -  ( P  pCnt  ( S  x.  U ) ) )  =  ( P 
pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S
) ) ) )
11137, 89, 1103eqtrd 2479 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P  pCnt  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) ) )  =  ( P  pCnt  ( ( R  x.  U )  +  ( ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  T )  x.  S ) ) ) )
112111, 107eqeltrd 2517 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P  pCnt  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) ) )  e.  NN0 )
113 nn0addge1 10626 . . . 4  |-  ( ( M  e.  RR  /\  ( P  pCnt  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U
) ) ) )  e.  NN0 )  ->  M  <_  ( M  +  ( P  pCnt  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U
) ) ) ) ) )
1147, 112, 113syl2anc 661 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  M  <_  ( M  +  ( P 
pCnt  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) ) )
115 nnq 10966 . . . . . . . 8  |-  ( P  e.  NN  ->  P  e.  QQ )
11610, 115syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  P  e.  QQ )
117 qexpclz 11886 . . . . . . 7  |-  ( ( P  e.  QQ  /\  P  =/=  0  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( P ^ M )  e.  QQ )
118116, 12, 5, 117syl3anc 1218 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( P ^ M
)  e.  QQ )
119118adantr 465 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P ^ M )  e.  QQ )
12011, 12, 5expne0d 12014 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( P ^ M
)  =/=  0 )
121120adantr 465 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P ^ M )  =/=  0
)
122 znq 10957 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  ZZ  /\  S  e.  NN )  ->  ( R  /  S
)  e.  QQ )
12327, 30, 122syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( R  /  S
)  e.  QQ )
124 qexpclz 11886 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  QQ  /\  P  =/=  0  /\  ( N  -  M )  e.  ZZ )  ->  ( P ^ ( N  -  M ) )  e.  QQ )
125116, 12, 15, 124syl3anc 1218 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( P ^ ( N  -  M )
)  e.  QQ )
126 znq 10957 . . . . . . . . 9  |-  ( ( T  e.  ZZ  /\  U  e.  NN )  ->  ( T  /  U
)  e.  QQ )
12718, 21, 126syl2anc 661 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( T  /  U
)  e.  QQ )
128 qmulcl 10971 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( P ^ ( N  -  M )
)  e.  QQ  /\  ( T  /  U
)  e.  QQ )  ->  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U
) )  e.  QQ )
129125, 127, 128syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) )  e.  QQ )
130 qaddcl 10969 . . . . . . 7  |-  ( ( ( R  /  S
)  e.  QQ  /\  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) )  e.  QQ )  -> 
( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) )  e.  QQ )
131123, 129, 130syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) )  e.  QQ )
132131adantr 465 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) )  e.  QQ )
13374, 55sylbird 235 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( A  +  B )  =/=  0  ->  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) )  =/=  0 ) )
134133imp 429 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) )  =/=  0 )
135 pcqmul 13920 . . . . 5  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  (
( P ^ M
)  e.  QQ  /\  ( P ^ M )  =/=  0 )  /\  ( ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) )  e.  QQ  /\  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M )
)  x.  ( T  /  U ) ) )  =/=  0 ) )  ->  ( P  pCnt  ( ( P ^ M )  x.  (
( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) )  =  ( ( P  pCnt  ( P ^ M ) )  +  ( P  pCnt  ( ( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) ) )
13638, 119, 121, 132, 134, 135syl122anc 1227 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P  pCnt  ( ( P ^ M )  x.  (
( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) )  =  ( ( P  pCnt  ( P ^ M ) )  +  ( P  pCnt  ( ( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) ) )
13773oveq2d 6107 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( P  pCnt  (
( P ^ M
)  x.  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U
) ) ) ) )  =  ( P 
pCnt  ( A  +  B ) ) )
138137adantr 465 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P  pCnt  ( ( P ^ M )  x.  (
( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) )  =  ( P  pCnt  ( A  +  B ) ) )
139 pcid 13939 . . . . . . 7  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( P  pCnt  ( P ^ M ) )  =  M )
1408, 5, 139syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( P  pCnt  ( P ^ M ) )  =  M )
141140oveq1d 6106 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( P  pCnt  ( P ^ M ) )  +  ( P 
pCnt  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) )  =  ( M  +  ( P  pCnt  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) ) )
142141adantr 465 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( ( P  pCnt  ( P ^ M ) )  +  ( P  pCnt  (
( R  /  S
)  +  ( ( P ^ ( N  -  M ) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) )  =  ( M  +  ( P 
pCnt  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) ) )
143136, 138, 1423eqtr3d 2483 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  ( P  pCnt  ( A  +  B
) )  =  ( M  +  ( P 
pCnt  ( ( R  /  S )  +  ( ( P ^
( N  -  M
) )  x.  ( T  /  U ) ) ) ) ) )
144114, 143breqtrrd 4318 . 2  |-  ( (
ph  /\  ( A  +  B )  =/=  0
)  ->  M  <_  ( P  pCnt  ( A  +  B ) ) )
1456rexrd 9433 . . . 4  |-  ( ph  ->  M  e.  RR* )
146 pnfge 11110 . . . 4  |-  ( M  e.  RR*  ->  M  <_ +oo )
147145, 146syl 16 . . 3  |-  ( ph  ->  M  <_ +oo )
148 pc0 13921 . . . 4  |-  ( P  e.  Prime  ->  ( P 
pCnt  0 )  = +oo )
1498, 148syl 16 . . 3  |-  ( ph  ->  ( P  pCnt  0
)  = +oo )
150147, 149breqtrrd 4318 . 2  |-  ( ph  ->  M  <_  ( P  pCnt  0 ) )
1512, 144, 150pm2.61ne 2686 1  |-  ( ph  ->  M  <_  ( P  pCnt  ( A  +  B
) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1369    e. wcel 1756    =/= wne 2606   class class class wbr 4292   ` cfv 5418  (class class class)co 6091   CCcc 9280   RRcr 9281   0cc0 9282    + caddc 9285    x. cmul 9287   +oocpnf 9415   RR*cxr 9417    <_ cle 9419    - cmin 9595    / cdiv 9993   NNcn 10322   NN0cn0 10579   ZZcz 10646   ZZ>=cuz 10861   QQcq 10953   ^cexp 11865    || cdivides 13535   Primecprime 13763    pCnt cpc 13903
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-sep 4413  ax-nul 4421  ax-pow 4470  ax-pr 4531  ax-un 6372  ax-cnex 9338  ax-resscn 9339  ax-1cn 9340  ax-icn 9341  ax-addcl 9342  ax-addrcl 9343  ax-mulcl 9344  ax-mulrcl 9345  ax-mulcom 9346  ax-addass 9347  ax-mulass 9348  ax-distr 9349  ax-i2m1 9350  ax-1ne0 9351  ax-1rid 9352  ax-rnegex 9353  ax-rrecex 9354  ax-cnre 9355  ax-pre-lttri 9356  ax-pre-lttrn 9357  ax-pre-ltadd 9358  ax-pre-mulgt0 9359  ax-pre-sup 9360
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2430  df-cleq 2436  df-clel 2439  df-nfc 2568  df-ne 2608  df-nel 2609  df-ral 2720  df-rex 2721  df-reu 2722  df-rmo 2723  df-rab 2724  df-v 2974  df-sbc 3187  df-csb 3289  df-dif 3331  df-un 3333  df-in 3335  df-ss 3342  df-pss 3344  df-nul 3638  df-if 3792  df-pw 3862  df-sn 3878  df-pr 3880  df-tp 3882  df-op 3884  df-uni 4092  df-int 4129  df-iun 4173  df-br 4293  df-opab 4351  df-mpt 4352  df-tr 4386  df-eprel 4632  df-id 4636  df-po 4641  df-so 4642  df-fr 4679  df-we 4681  df-ord 4722  df-on 4723  df-lim 4724  df-suc 4725  df-xp 4846  df-rel 4847  df-cnv 4848  df-co 4849  df-dm 4850  df-rn 4851  df-res 4852  df-ima 4853  df-iota 5381  df-fun 5420  df-fn 5421  df-f 5422  df-f1 5423  df-fo 5424  df-f1o 5425  df-fv 5426  df-riota 6052  df-ov 6094  df-oprab 6095  df-mpt2 6096  df-om 6477  df-1st 6577  df-2nd 6578  df-recs 6832  df-rdg 6866  df-1o 6920  df-2o 6921  df-oadd 6924  df-er 7101  df-en 7311  df-dom 7312  df-sdom 7313  df-fin 7314  df-sup 7691  df-pnf 9420  df-mnf 9421  df-xr 9422  df-ltxr 9423  df-le 9424  df-sub 9597  df-neg 9598  df-div 9994  df-nn 10323  df-2 10380  df-3 10381  df-n0 10580  df-z 10647  df-uz 10862  df-q 10954  df-rp 10992  df-fl 11642  df-mod 11709  df-seq 11807  df-exp 11866  df-cj 12588  df-re 12589  df-im 12590  df-sqr 12724  df-abs 12725  df-dvds 13536  df-gcd 13691  df-prm 13764  df-pc 13904
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