MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ppiublem1 Structured version   Unicode version

Theorem ppiublem1 22500
Description: Lemma for ppiub 22502. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
ppiublem1.1  |-  ( N  <_  6  /\  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  e.  ( N ... 5 )  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
ppiublem1.2  |-  M  e. 
NN0
ppiublem1.3  |-  N  =  ( M  +  1 )
ppiublem1.4  |-  ( 2 
||  M  \/  3 
||  M  \/  M  e.  { 1 ,  5 } )
Assertion
Ref Expression
ppiublem1  |-  ( M  <_  6  /\  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  e.  ( M ... 5 )  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )

Proof of Theorem ppiublem1
StepHypRef Expression
1 ppiublem1.1 . . . . . 6  |-  ( N  <_  6  /\  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  e.  ( N ... 5 )  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
21simpli 455 . . . . 5  |-  N  <_ 
6
3 ppiublem1.3 . . . . 5  |-  N  =  ( M  +  1 )
4 df-6 10380 . . . . 5  |-  6  =  ( 5  +  1 )
52, 3, 43brtr3i 4316 . . . 4  |-  ( M  +  1 )  <_ 
( 5  +  1 )
6 ppiublem1.2 . . . . . 6  |-  M  e. 
NN0
76nn0rei 10586 . . . . 5  |-  M  e.  RR
8 5re 10396 . . . . 5  |-  5  e.  RR
9 1re 9381 . . . . 5  |-  1  e.  RR
107, 8, 9leadd1i 9891 . . . 4  |-  ( M  <_  5  <->  ( M  +  1 )  <_ 
( 5  +  1 ) )
115, 10mpbir 209 . . 3  |-  M  <_ 
5
12 6re 10398 . . . 4  |-  6  e.  RR
13 5lt6 10494 . . . 4  |-  5  <  6
148, 12, 13ltleii 9493 . . 3  |-  5  <_  6
157, 8, 12letri 9499 . . 3  |-  ( ( M  <_  5  /\  5  <_  6 )  ->  M  <_  6 )
1611, 14, 15mp2an 667 . 2  |-  M  <_ 
6
176nn0zi 10667 . . . . 5  |-  M  e.  ZZ
18 5nn 10478 . . . . . 6  |-  5  e.  NN
1918nnzi 10666 . . . . 5  |-  5  e.  ZZ
20 eluz2 10863 . . . . 5  |-  ( 5  e.  ( ZZ>= `  M
)  <->  ( M  e.  ZZ  /\  5  e.  ZZ  /\  M  <_ 
5 ) )
2117, 19, 11, 20mpbir3an 1165 . . . 4  |-  5  e.  ( ZZ>= `  M )
22 elfzp12 11535 . . . 4  |-  ( 5  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( ( P  mod  6 )  e.  ( M ... 5
)  <->  ( ( P  mod  6 )  =  M  \/  ( P  mod  6 )  e.  ( ( M  + 
1 ) ... 5
) ) ) )
2321, 22ax-mp 5 . . 3  |-  ( ( P  mod  6 )  e.  ( M ... 5 )  <->  ( ( P  mod  6 )  =  M  \/  ( P  mod  6 )  e.  ( ( M  + 
1 ) ... 5
) ) )
24 ppiublem1.4 . . . . 5  |-  ( 2 
||  M  \/  3 
||  M  \/  M  e.  { 1 ,  5 } )
25 prmz 13763 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  ZZ )
2625adantr 462 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  P  e.  ZZ )
27 2nn 10475 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  e.  NN
28 6nn 10479 . . . . . . . . . . . 12  |-  6  e.  NN
29 3z 10675 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  3  e.  ZZ
30 2z 10674 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  2  e.  ZZ
31 dvdsmul2 13551 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 3  e.  ZZ  /\  2  e.  ZZ )  ->  2  ||  ( 3  x.  2 ) )
3229, 30, 31mp2an 667 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  2  ||  ( 3  x.  2 )
33 3t2e6 10469 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( 3  x.  2 )  =  6
3432, 33breqtri 4312 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  ||  6
35 dvdsmod 13586 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( 2  e.  NN  /\  6  e.  NN  /\  P  e.  ZZ )  /\  2  ||  6 )  ->  ( 2  ||  ( P  mod  6
)  <->  2  ||  P
) )
3634, 35mpan2 666 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 2  e.  NN  /\  6  e.  NN  /\  P  e.  ZZ )  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  <->  2  ||  P ) )
3727, 28, 36mp3an12 1299 . . . . . . . . . . 11  |-  ( P  e.  ZZ  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  <->  2  ||  P ) )
3826, 37syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  <->  2  ||  P ) )
39 uzid 10871 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 2  e.  ZZ  ->  2  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
4030, 39ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  ( ZZ>= `  2 )
41 simpl 454 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  P  e.  Prime )
42 dvdsprm 13781 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  P  e.  Prime )  ->  (
2  ||  P  <->  2  =  P ) )
4340, 41, 42sylancr 658 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  ||  P  <->  2  =  P ) )
4438, 43bitrd 253 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  <->  2  =  P ) )
45 simpr 458 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  4  <_  P )
46 breq2 4293 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 2  =  P  ->  (
4  <_  2  <->  4  <_  P ) )
4745, 46syl5ibrcom 222 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  =  P  -> 
4  <_  2 ) )
48 2lt4 10488 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  <  4
49 2re 10387 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  e.  RR
50 4re 10394 . . . . . . . . . . . . 13  |-  4  e.  RR
5149, 50ltnlei 9491 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 2  <  4  <->  -.  4  <_  2 )
5248, 51mpbi 208 . . . . . . . . . . 11  |-  -.  4  <_  2
5352pm2.21i 131 . . . . . . . . . 10  |-  ( 4  <_  2  ->  ( P  mod  6 )  e. 
{ 1 ,  5 } )
5447, 53syl6 33 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  =  P  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
5544, 54sylbid 215 . . . . . . . 8  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  ->  ( P  mod  6 )  e. 
{ 1 ,  5 } ) )
56 breq2 4293 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  <->  2  ||  M ) )
5756imbi1d 317 . . . . . . . 8  |-  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  (
( 2  ||  ( P  mod  6 )  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } )  <-> 
( 2  ||  M  ->  ( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) ) )
5855, 57syl5ibcom 220 . . . . . . 7  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  =  M  -> 
( 2  ||  M  ->  ( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) ) )
5958com3r 79 . . . . . 6  |-  ( 2 
||  M  ->  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
60 3nn 10476 . . . . . . . . . . . 12  |-  3  e.  NN
61 dvdsmul1 13550 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 3  e.  ZZ  /\  2  e.  ZZ )  ->  3  ||  ( 3  x.  2 ) )
6229, 30, 61mp2an 667 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  3  ||  ( 3  x.  2 )
6362, 33breqtri 4312 . . . . . . . . . . . . 13  |-  3  ||  6
64 dvdsmod 13586 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( 3  e.  NN  /\  6  e.  NN  /\  P  e.  ZZ )  /\  3  ||  6 )  ->  ( 3  ||  ( P  mod  6
)  <->  3  ||  P
) )
6563, 64mpan2 666 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 3  e.  NN  /\  6  e.  NN  /\  P  e.  ZZ )  ->  (
3  ||  ( P  mod  6 )  <->  3  ||  P ) )
6660, 28, 65mp3an12 1299 . . . . . . . . . . 11  |-  ( P  e.  ZZ  ->  (
3  ||  ( P  mod  6 )  <->  3  ||  P ) )
6726, 66syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  ||  ( P  mod  6 )  <->  3  ||  P ) )
68 df-3 10377 . . . . . . . . . . . 12  |-  3  =  ( 2  +  1 )
69 peano2uz 10904 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 2  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( 2  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
7040, 69ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 2  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  2 )
7168, 70eqeltri 2511 . . . . . . . . . . 11  |-  3  e.  ( ZZ>= `  2 )
72 dvdsprm 13781 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 3  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  P  e.  Prime )  ->  (
3  ||  P  <->  3  =  P ) )
7371, 41, 72sylancr 658 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  ||  P  <->  3  =  P ) )
7467, 73bitrd 253 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  ||  ( P  mod  6 )  <->  3  =  P ) )
75 breq2 4293 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 3  =  P  ->  (
4  <_  3  <->  4  <_  P ) )
7645, 75syl5ibrcom 222 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  =  P  -> 
4  <_  3 ) )
77 3lt4 10487 . . . . . . . . . . . 12  |-  3  <  4
78 3re 10391 . . . . . . . . . . . . 13  |-  3  e.  RR
7978, 50ltnlei 9491 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 3  <  4  <->  -.  4  <_  3 )
8077, 79mpbi 208 . . . . . . . . . . 11  |-  -.  4  <_  3
8180pm2.21i 131 . . . . . . . . . 10  |-  ( 4  <_  3  ->  ( P  mod  6 )  e. 
{ 1 ,  5 } )
8276, 81syl6 33 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  =  P  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
8374, 82sylbid 215 . . . . . . . 8  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  ||  ( P  mod  6 )  ->  ( P  mod  6 )  e. 
{ 1 ,  5 } ) )
84 breq2 4293 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  (
3  ||  ( P  mod  6 )  <->  3  ||  M ) )
8584imbi1d 317 . . . . . . . 8  |-  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  (
( 3  ||  ( P  mod  6 )  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } )  <-> 
( 3  ||  M  ->  ( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) ) )
8683, 85syl5ibcom 220 . . . . . . 7  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  =  M  -> 
( 3  ||  M  ->  ( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) ) )
8786com3r 79 . . . . . 6  |-  ( 3 
||  M  ->  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
88 eleq1a 2510 . . . . . . 7  |-  ( M  e.  { 1 ,  5 }  ->  (
( P  mod  6
)  =  M  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
8988a1d 25 . . . . . 6  |-  ( M  e.  { 1 ,  5 }  ->  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
9059, 87, 893jaoi 1276 . . . . 5  |-  ( ( 2  ||  M  \/  3  ||  M  \/  M  e.  { 1 ,  5 } )  ->  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
9124, 90ax-mp 5 . . . 4  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  =  M  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
923oveq1i 6100 . . . . . 6  |-  ( N ... 5 )  =  ( ( M  + 
1 ) ... 5
)
9392eleq2i 2505 . . . . 5  |-  ( ( P  mod  6 )  e.  ( N ... 5 )  <->  ( P  mod  6 )  e.  ( ( M  +  1 ) ... 5 ) )
941simpri 459 . . . . 5  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  e.  ( N ... 5 )  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
9593, 94syl5bir 218 . . . 4  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  e.  ( ( M  +  1 ) ... 5 )  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
9691, 95jaod 380 . . 3  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( ( P  mod  6 )  =  M  \/  ( P  mod  6 )  e.  ( ( M  +  1 ) ... 5 ) )  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) )
9723, 96syl5bi 217 . 2  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  e.  ( M ... 5 )  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
9816, 97pm3.2i 452 1  |-  ( M  <_  6  /\  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  e.  ( M ... 5 )  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    \/ wo 368    /\ wa 369    \/ w3o 959    /\ w3a 960    = wceq 1364    e. wcel 1761   {cpr 3876   class class class wbr 4289   ` cfv 5415  (class class class)co 6090   1c1 9279    + caddc 9281    x. cmul 9283    < clt 9414    <_ cle 9415   NNcn 10318   2c2 10367   3c3 10368   4c4 10369   5c5 10370   6c6 10371   NN0cn0 10575   ZZcz 10642   ZZ>=cuz 10857   ...cfz 11433    mod cmo 11704    || cdivides 13531   Primecprime 13759
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1713  ax-7 1733  ax-8 1763  ax-9 1765  ax-10 1780  ax-11 1785  ax-12 1797  ax-13 1948  ax-ext 2422  ax-sep 4410  ax-nul 4418  ax-pow 4467  ax-pr 4528  ax-un 6371  ax-cnex 9334  ax-resscn 9335  ax-1cn 9336  ax-icn 9337  ax-addcl 9338  ax-addrcl 9339  ax-mulcl 9340  ax-mulrcl 9341  ax-mulcom 9342  ax-addass 9343  ax-mulass 9344  ax-distr 9345  ax-i2m1 9346  ax-1ne0 9347  ax-1rid 9348  ax-rnegex 9349  ax-rrecex 9350  ax-cnre 9351  ax-pre-lttri 9352  ax-pre-lttrn 9353  ax-pre-ltadd 9354  ax-pre-mulgt0 9355  ax-pre-sup 9356
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 961  df-3an 962  df-tru 1367  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1706  df-eu 2261  df-mo 2262  df-clab 2428  df-cleq 2434  df-clel 2437  df-nfc 2566  df-ne 2606  df-nel 2607  df-ral 2718  df-rex 2719  df-reu 2720  df-rmo 2721  df-rab 2722  df-v 2972  df-sbc 3184  df-csb 3286  df-dif 3328  df-un 3330  df-in 3332  df-ss 3339  df-pss 3341  df-nul 3635  df-if 3789  df-pw 3859  df-sn 3875  df-pr 3877  df-tp 3879  df-op 3881  df-uni 4089  df-int 4126  df-iun 4170  df-br 4290  df-opab 4348  df-mpt 4349  df-tr 4383  df-eprel 4628  df-id 4632  df-po 4637  df-so 4638  df-fr 4675  df-we 4677  df-ord 4718  df-on 4719  df-lim 4720  df-suc 4721  df-xp 4842  df-rel 4843  df-cnv 4844  df-co 4845  df-dm 4846  df-rn 4847  df-res 4848  df-ima 4849  df-iota 5378  df-fun 5417  df-fn 5418  df-f 5419  df-f1 5420  df-fo 5421  df-f1o 5422  df-fv 5423  df-riota 6049  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-om 6476  df-1st 6576  df-2nd 6577  df-recs 6828  df-rdg 6862  df-1o 6916  df-2o 6917  df-oadd 6920  df-er 7097  df-en 7307  df-dom 7308  df-sdom 7309  df-fin 7310  df-sup 7687  df-pnf 9416  df-mnf 9417  df-xr 9418  df-ltxr 9419  df-le 9420  df-sub 9593  df-neg 9594  df-div 9990  df-nn 10319  df-2 10376  df-3 10377  df-4 10378  df-5 10379  df-6 10380  df-n0 10576  df-z 10643  df-uz 10858  df-rp 10988  df-fz 11434  df-fl 11638  df-mod 11705  df-dvds 13532  df-prm 13760
This theorem is referenced by:  ppiublem2  22501
  Copyright terms: Public domain W3C validator