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

Theorem pceulem 15388
 Description: Lemma for pceu 15389. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
pcval.1 𝑆 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑥}, ℝ, < )
pcval.2 𝑇 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑦}, ℝ, < )
pceu.3 𝑈 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < )
pceu.4 𝑉 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )
pceu.5 (𝜑𝑃 ∈ ℙ)
pceu.6 (𝜑𝑁 ≠ 0)
pceu.7 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ))
pceu.8 (𝜑𝑁 = (𝑥 / 𝑦))
pceu.9 (𝜑 → (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ))
pceu.10 (𝜑𝑁 = (𝑠 / 𝑡))
Assertion
Ref Expression
pceulem (𝜑 → (𝑆𝑇) = (𝑈𝑉))
Distinct variable groups:   𝑛,𝑠,𝑡,𝑥,𝑦,𝑁   𝑃,𝑛,𝑠,𝑡,𝑥,𝑦   𝑆,𝑠,𝑡   𝑇,𝑠,𝑡
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑡,𝑛,𝑠)   𝑆(𝑥,𝑦,𝑛)   𝑇(𝑥,𝑦,𝑛)   𝑈(𝑥,𝑦,𝑡,𝑛,𝑠)   𝑉(𝑥,𝑦,𝑡,𝑛,𝑠)

Proof of Theorem pceulem
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pceu.7 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ))
21simprd 478 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑦 ∈ ℕ)
32nncnd 10913 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑦 ∈ ℂ)
4 pceu.9 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℕ))
54simpld 474 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑠 ∈ ℤ)
65zcnd 11359 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑠 ∈ ℂ)
73, 6mulcomd 9940 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑦 · 𝑠) = (𝑠 · 𝑦))
8 pceu.10 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 = (𝑠 / 𝑡))
9 pceu.8 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 = (𝑥 / 𝑦))
108, 9eqtr3d 2646 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑠 / 𝑡) = (𝑥 / 𝑦))
114simprd 478 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑡 ∈ ℕ)
1211nncnd 10913 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑡 ∈ ℂ)
131simpld 474 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑥 ∈ ℤ)
1413zcnd 11359 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑥 ∈ ℂ)
1511nnne0d 10942 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑡 ≠ 0)
162nnne0d 10942 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑦 ≠ 0)
176, 12, 14, 3, 15, 16divmuleqd 10726 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑠 / 𝑡) = (𝑥 / 𝑦) ↔ (𝑠 · 𝑦) = (𝑥 · 𝑡)))
1810, 17mpbid 221 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑠 · 𝑦) = (𝑥 · 𝑡))
197, 18eqtrd 2644 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑦 · 𝑠) = (𝑥 · 𝑡))
2019breq2d 4595 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑃𝑧) ∥ (𝑦 · 𝑠) ↔ (𝑃𝑧) ∥ (𝑥 · 𝑡)))
2120rabbidv 3164 . . . . 5 (𝜑 → {𝑧 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑧) ∥ (𝑦 · 𝑠)} = {𝑧 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑧) ∥ (𝑥 · 𝑡)})
22 oveq2 6557 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑧 → (𝑃𝑛) = (𝑃𝑧))
2322breq1d 4593 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑧 → ((𝑃𝑛) ∥ (𝑦 · 𝑠) ↔ (𝑃𝑧) ∥ (𝑦 · 𝑠)))
2423cbvrabv 3172 . . . . 5 {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑦 · 𝑠)} = {𝑧 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑧) ∥ (𝑦 · 𝑠)}
2522breq1d 4593 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑧 → ((𝑃𝑛) ∥ (𝑥 · 𝑡) ↔ (𝑃𝑧) ∥ (𝑥 · 𝑡)))
2625cbvrabv 3172 . . . . 5 {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑥 · 𝑡)} = {𝑧 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑧) ∥ (𝑥 · 𝑡)}
2721, 24, 263eqtr4g 2669 . . . 4 (𝜑 → {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑦 · 𝑠)} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑥 · 𝑡)})
2827supeq1d 8235 . . 3 (𝜑 → sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑦 · 𝑠)}, ℝ, < ) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑥 · 𝑡)}, ℝ, < ))
29 pceu.5 . . . 4 (𝜑𝑃 ∈ ℙ)
302nnzd 11357 . . . 4 (𝜑𝑦 ∈ ℤ)
31 pceu.6 . . . . 5 (𝜑𝑁 ≠ 0)
3212, 15div0d 10679 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0 / 𝑡) = 0)
33 oveq1 6556 . . . . . . . . 9 (𝑠 = 0 → (𝑠 / 𝑡) = (0 / 𝑡))
3433eqeq1d 2612 . . . . . . . 8 (𝑠 = 0 → ((𝑠 / 𝑡) = 0 ↔ (0 / 𝑡) = 0))
3532, 34syl5ibrcom 236 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑠 = 0 → (𝑠 / 𝑡) = 0))
368eqeq1d 2612 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 = 0 ↔ (𝑠 / 𝑡) = 0))
3735, 36sylibrd 248 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑠 = 0 → 𝑁 = 0))
3837necon3d 2803 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 ≠ 0 → 𝑠 ≠ 0))
3931, 38mpd 15 . . . 4 (𝜑𝑠 ≠ 0)
40 pcval.2 . . . . 5 𝑇 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑦}, ℝ, < )
41 pceu.3 . . . . 5 𝑈 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑠}, ℝ, < )
42 eqid 2610 . . . . 5 sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑦 · 𝑠)}, ℝ, < ) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑦 · 𝑠)}, ℝ, < )
4340, 41, 42pcpremul 15386 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑠 ≠ 0)) → (𝑇 + 𝑈) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑦 · 𝑠)}, ℝ, < ))
4429, 30, 16, 5, 39, 43syl122anc 1327 . . 3 (𝜑 → (𝑇 + 𝑈) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑦 · 𝑠)}, ℝ, < ))
453, 16div0d 10679 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0 / 𝑦) = 0)
46 oveq1 6556 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 0 → (𝑥 / 𝑦) = (0 / 𝑦))
4746eqeq1d 2612 . . . . . . . 8 (𝑥 = 0 → ((𝑥 / 𝑦) = 0 ↔ (0 / 𝑦) = 0))
4845, 47syl5ibrcom 236 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 = 0 → (𝑥 / 𝑦) = 0))
499eqeq1d 2612 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 = 0 ↔ (𝑥 / 𝑦) = 0))
5048, 49sylibrd 248 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 = 0 → 𝑁 = 0))
5150necon3d 2803 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 ≠ 0 → 𝑥 ≠ 0))
5231, 51mpd 15 . . . 4 (𝜑𝑥 ≠ 0)
5311nnzd 11357 . . . 4 (𝜑𝑡 ∈ ℤ)
54 pcval.1 . . . . 5 𝑆 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑥}, ℝ, < )
55 pceu.4 . . . . 5 𝑉 = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑡}, ℝ, < )
56 eqid 2610 . . . . 5 sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑥 · 𝑡)}, ℝ, < ) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑥 · 𝑡)}, ℝ, < )
5754, 55, 56pcpremul 15386 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≠ 0) ∧ (𝑡 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ≠ 0)) → (𝑆 + 𝑉) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑥 · 𝑡)}, ℝ, < ))
5829, 13, 52, 53, 15, 57syl122anc 1327 . . 3 (𝜑 → (𝑆 + 𝑉) = sup({𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ (𝑥 · 𝑡)}, ℝ, < ))
5928, 44, 583eqtr4d 2654 . 2 (𝜑 → (𝑇 + 𝑈) = (𝑆 + 𝑉))
60 prmuz2 15246 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ (ℤ‘2))
6129, 60syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑃 ∈ (ℤ‘2))
62 eqid 2610 . . . . . . 7 {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑦} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑦}
6362, 40pcprecl 15382 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ (ℤ‘2) ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ≠ 0)) → (𝑇 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃𝑇) ∥ 𝑦))
6463simpld 474 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (ℤ‘2) ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ≠ 0)) → 𝑇 ∈ ℕ0)
6561, 30, 16, 64syl12anc 1316 . . . 4 (𝜑𝑇 ∈ ℕ0)
6665nn0cnd 11230 . . 3 (𝜑𝑇 ∈ ℂ)
67 eqid 2610 . . . . . . 7 {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑠} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑠}
6867, 41pcprecl 15382 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ (ℤ‘2) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑠 ≠ 0)) → (𝑈 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃𝑈) ∥ 𝑠))
6968simpld 474 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (ℤ‘2) ∧ (𝑠 ∈ ℤ ∧ 𝑠 ≠ 0)) → 𝑈 ∈ ℕ0)
7061, 5, 39, 69syl12anc 1316 . . . 4 (𝜑𝑈 ∈ ℕ0)
7170nn0cnd 11230 . . 3 (𝜑𝑈 ∈ ℂ)
72 eqid 2610 . . . . . . 7 {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑥} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑥}
7372, 54pcprecl 15382 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ (ℤ‘2) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≠ 0)) → (𝑆 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃𝑆) ∥ 𝑥))
7473simpld 474 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (ℤ‘2) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≠ 0)) → 𝑆 ∈ ℕ0)
7561, 13, 52, 74syl12anc 1316 . . . 4 (𝜑𝑆 ∈ ℕ0)
7675nn0cnd 11230 . . 3 (𝜑𝑆 ∈ ℂ)
77 eqid 2610 . . . . . . 7 {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑡} = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ (𝑃𝑛) ∥ 𝑡}
7877, 55pcprecl 15382 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ (ℤ‘2) ∧ (𝑡 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ≠ 0)) → (𝑉 ∈ ℕ0 ∧ (𝑃𝑉) ∥ 𝑡))
7978simpld 474 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (ℤ‘2) ∧ (𝑡 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ≠ 0)) → 𝑉 ∈ ℕ0)
8061, 53, 15, 79syl12anc 1316 . . . 4 (𝜑𝑉 ∈ ℕ0)
8180nn0cnd 11230 . . 3 (𝜑𝑉 ∈ ℂ)
8266, 71, 76, 81addsubeq4d 10322 . 2 (𝜑 → ((𝑇 + 𝑈) = (𝑆 + 𝑉) ↔ (𝑆𝑇) = (𝑈𝑉)))
8359, 82mpbid 221 1 (𝜑 → (𝑆𝑇) = (𝑈𝑉))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  {crab 2900   class class class wbr 4583  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  supcsup 8229  ℝcr 9814  0cc0 9815   + caddc 9818   · cmul 9820   < clt 9953   − cmin 10145   / cdiv 10563  ℕcn 10897  2c2 10947  ℕ0cn0 11169  ℤcz 11254  ℤ≥cuz 11563  ↑cexp 12722   ∥ cdvds 14821  ℙcprime 15223 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-inf 8232  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-rp 11709  df-fl 12455  df-mod 12531  df-seq 12664  df-exp 12723  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-dvds 14822  df-gcd 15055  df-prm 15224 This theorem is referenced by:  pceu  15389
 Copyright terms: Public domain W3C validator