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

Theorem ppiublem1 20978
Description: Lemma for ppiub 20980. (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 445 . . . . 5  |-  N  <_ 
6
3 ppiublem1.3 . . . . 5  |-  N  =  ( M  +  1 )
4 df-6 10054 . . . . 5  |-  6  =  ( 5  +  1 )
52, 3, 43brtr3i 4231 . . . 4  |-  ( M  +  1 )  <_ 
( 5  +  1 )
6 ppiublem1.2 . . . . . 6  |-  M  e. 
NN0
76nn0rei 10224 . . . . 5  |-  M  e.  RR
8 5re 10067 . . . . 5  |-  5  e.  RR
9 1re 9082 . . . . 5  |-  1  e.  RR
107, 8, 9leadd1i 9574 . . . 4  |-  ( M  <_  5  <->  ( M  +  1 )  <_ 
( 5  +  1 ) )
115, 10mpbir 201 . . 3  |-  M  <_ 
5
12 6re 10068 . . . 4  |-  6  e.  RR
13 5lt6 10144 . . . 4  |-  5  <  6
148, 12, 13ltleii 9188 . . 3  |-  5  <_  6
157, 8, 12letri 9194 . . 3  |-  ( ( M  <_  5  /\  5  <_  6 )  ->  M  <_  6 )
1611, 14, 15mp2an 654 . 2  |-  M  <_ 
6
176nn0zi 10298 . . . . 5  |-  M  e.  ZZ
18 5nn 10128 . . . . . 6  |-  5  e.  NN
1918nnzi 10297 . . . . 5  |-  5  e.  ZZ
20 eluz2 10486 . . . . 5  |-  ( 5  e.  ( ZZ>= `  M
)  <->  ( M  e.  ZZ  /\  5  e.  ZZ  /\  M  <_ 
5 ) )
2117, 19, 11, 20mpbir3an 1136 . . . 4  |-  5  e.  ( ZZ>= `  M )
22 elfzp12 11118 . . . 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 8 . . 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 13075 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  ZZ )
2625adantr 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  P  e.  ZZ )
27 2nn 10125 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  e.  NN
28 6nn 10129 . . . . . . . . . . . 12  |-  6  e.  NN
29 3nn 10126 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  3  e.  NN
3029nnzi 10297 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  3  e.  ZZ
31 2z 10304 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  2  e.  ZZ
32 dvdsmul2 12864 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 3  e.  ZZ  /\  2  e.  ZZ )  ->  2  ||  ( 3  x.  2 ) )
3330, 31, 32mp2an 654 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  2  ||  ( 3  x.  2 )
34 3t2e6 10120 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( 3  x.  2 )  =  6
3533, 34breqtri 4227 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  ||  6
36 dvdsmod 12898 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( 2  e.  NN  /\  6  e.  NN  /\  P  e.  ZZ )  /\  2  ||  6 )  ->  ( 2  ||  ( P  mod  6
)  <->  2  ||  P
) )
3735, 36mpan2 653 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 2  e.  NN  /\  6  e.  NN  /\  P  e.  ZZ )  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  <->  2  ||  P ) )
3827, 28, 37mp3an12 1269 . . . . . . . . . . 11  |-  ( P  e.  ZZ  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  <->  2  ||  P ) )
3926, 38syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  <->  2  ||  P ) )
40 uzid 10492 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 2  e.  ZZ  ->  2  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
4131, 40ax-mp 8 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  ( ZZ>= `  2 )
42 simpl 444 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  P  e.  Prime )
43 dvdsprm 13091 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  P  e.  Prime )  ->  (
2  ||  P  <->  2  =  P ) )
4441, 42, 43sylancr 645 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  ||  P  <->  2  =  P ) )
4539, 44bitrd 245 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  <->  2  =  P ) )
46 simpr 448 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  4  <_  P )
47 breq2 4208 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 2  =  P  ->  (
4  <_  2  <->  4  <_  P ) )
4846, 47syl5ibrcom 214 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  =  P  -> 
4  <_  2 ) )
49 2lt4 10138 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  <  4
50 2re 10061 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  e.  RR
51 4re 10065 . . . . . . . . . . . . 13  |-  4  e.  RR
5250, 51ltnlei 9186 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 2  <  4  <->  -.  4  <_  2 )
5349, 52mpbi 200 . . . . . . . . . . 11  |-  -.  4  <_  2
5453pm2.21i 125 . . . . . . . . . 10  |-  ( 4  <_  2  ->  ( P  mod  6 )  e. 
{ 1 ,  5 } )
5548, 54syl6 31 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  =  P  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
5645, 55sylbid 207 . . . . . . . 8  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  ->  ( P  mod  6 )  e. 
{ 1 ,  5 } ) )
57 breq2 4208 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  (
2  ||  ( P  mod  6 )  <->  2  ||  M ) )
5857imbi1d 309 . . . . . . . 8  |-  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  (
( 2  ||  ( P  mod  6 )  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } )  <-> 
( 2  ||  M  ->  ( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) ) )
5956, 58syl5ibcom 212 . . . . . . 7  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  =  M  -> 
( 2  ||  M  ->  ( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) ) )
6059com3r 75 . . . . . 6  |-  ( 2 
||  M  ->  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
61 dvdsmul1 12863 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 3  e.  ZZ  /\  2  e.  ZZ )  ->  3  ||  ( 3  x.  2 ) )
6230, 31, 61mp2an 654 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  3  ||  ( 3  x.  2 )
6362, 34breqtri 4227 . . . . . . . . . . . . 13  |-  3  ||  6
64 dvdsmod 12898 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( 3  e.  NN  /\  6  e.  NN  /\  P  e.  ZZ )  /\  3  ||  6 )  ->  ( 3  ||  ( P  mod  6
)  <->  3  ||  P
) )
6563, 64mpan2 653 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 3  e.  NN  /\  6  e.  NN  /\  P  e.  ZZ )  ->  (
3  ||  ( P  mod  6 )  <->  3  ||  P ) )
6629, 28, 65mp3an12 1269 . . . . . . . . . . 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 10051 . . . . . . . . . . . 12  |-  3  =  ( 2  +  1 )
69 peano2uz 10522 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 2  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( 2  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
7041, 69ax-mp 8 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 2  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  2 )
7168, 70eqeltri 2505 . . . . . . . . . . 11  |-  3  e.  ( ZZ>= `  2 )
72 dvdsprm 13091 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 3  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  /\  P  e.  Prime )  ->  (
3  ||  P  <->  3  =  P ) )
7371, 42, 72sylancr 645 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  ||  P  <->  3  =  P ) )
7467, 73bitrd 245 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  ||  ( P  mod  6 )  <->  3  =  P ) )
75 breq2 4208 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 3  =  P  ->  (
4  <_  3  <->  4  <_  P ) )
7646, 75syl5ibrcom 214 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  =  P  -> 
4  <_  3 ) )
77 3lt4 10137 . . . . . . . . . . . 12  |-  3  <  4
78 3re 10063 . . . . . . . . . . . . 13  |-  3  e.  RR
7978, 51ltnlei 9186 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 3  <  4  <->  -.  4  <_  3 )
8077, 79mpbi 200 . . . . . . . . . . 11  |-  -.  4  <_  3
8180pm2.21i 125 . . . . . . . . . 10  |-  ( 4  <_  3  ->  ( P  mod  6 )  e. 
{ 1 ,  5 } )
8276, 81syl6 31 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  =  P  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
8374, 82sylbid 207 . . . . . . . 8  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
3  ||  ( P  mod  6 )  ->  ( P  mod  6 )  e. 
{ 1 ,  5 } ) )
84 breq2 4208 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  (
3  ||  ( P  mod  6 )  <->  3  ||  M ) )
8584imbi1d 309 . . . . . . . 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 212 . . . . . . 7  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  =  M  -> 
( 3  ||  M  ->  ( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) ) )
8786com3r 75 . . . . . 6  |-  ( 3 
||  M  ->  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
88 eleq1a 2504 . . . . . . 7  |-  ( M  e.  { 1 ,  5 }  ->  (
( P  mod  6
)  =  M  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
8988a1d 23 . . . . . 6  |-  ( M  e.  { 1 ,  5 }  ->  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  =  M  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
9060, 87, 893jaoi 1247 . . . . 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 8 . . . 4  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  =  M  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
923oveq1i 6083 . . . . . 6  |-  ( N ... 5 )  =  ( ( M  + 
1 ) ... 5
)
9392eleq2i 2499 . . . . 5  |-  ( ( P  mod  6 )  e.  ( N ... 5 )  <->  ( P  mod  6 )  e.  ( ( M  +  1 ) ... 5 ) )
941simpri 449 . . . . 5  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  e.  ( N ... 5 )  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
9593, 94syl5bir 210 . . . 4  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  e.  ( ( M  +  1 ) ... 5 )  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
9691, 95jaod 370 . . 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 209 . 2  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  (
( P  mod  6
)  e.  ( M ... 5 )  -> 
( P  mod  6
)  e.  { 1 ,  5 } ) )
9816, 97pm3.2i 442 1  |-  ( M  <_  6  /\  (
( P  e.  Prime  /\  4  <_  P )  ->  ( ( P  mod  6 )  e.  ( M ... 5 )  ->  ( P  mod  6 )  e.  {
1 ,  5 } ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    \/ wo 358    /\ wa 359    \/ w3o 935    /\ w3a 936    = wceq 1652    e. wcel 1725   {cpr 3807   class class class wbr 4204   ` cfv 5446  (class class class)co 6073   1c1 8983    + caddc 8985    x. cmul 8987    < clt 9112    <_ cle 9113   NNcn 9992   2c2 10041   3c3 10042   4c4 10043   5c5 10044   6c6 10045   NN0cn0 10213   ZZcz 10274   ZZ>=cuz 10480   ...cfz 11035    mod cmo 11242    || cdivides 12844   Primecprime 13071
This theorem is referenced by:  ppiublem2  20979
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2416  ax-sep 4322  ax-nul 4330  ax-pow 4369  ax-pr 4395  ax-un 4693  ax-cnex 9038  ax-resscn 9039  ax-1cn 9040  ax-icn 9041  ax-addcl 9042  ax-addrcl 9043  ax-mulcl 9044  ax-mulrcl 9045  ax-mulcom 9046  ax-addass 9047  ax-mulass 9048  ax-distr 9049  ax-i2m1 9050  ax-1ne0 9051  ax-1rid 9052  ax-rnegex 9053  ax-rrecex 9054  ax-cnre 9055  ax-pre-lttri 9056  ax-pre-lttrn 9057  ax-pre-ltadd 9058  ax-pre-mulgt0 9059  ax-pre-sup 9060
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2284  df-mo 2285  df-clab 2422  df-cleq 2428  df-clel 2431  df-nfc 2560  df-ne 2600  df-nel 2601  df-ral 2702  df-rex 2703  df-reu 2704  df-rmo 2705  df-rab 2706  df-v 2950  df-sbc 3154  df-csb 3244  df-dif 3315  df-un 3317  df-in 3319  df-ss 3326  df-pss 3328  df-nul 3621  df-if 3732  df-pw 3793  df-sn 3812  df-pr 3813  df-tp 3814  df-op 3815  df-uni 4008  df-int 4043  df-iun 4087  df-br 4205  df-opab 4259  df-mpt 4260  df-tr 4295  df-eprel 4486  df-id 4490  df-po 4495  df-so 4496  df-fr 4533  df-we 4535  df-ord 4576  df-on 4577  df-lim 4578  df-suc 4579  df-om 4838  df-xp 4876  df-rel 4877  df-cnv 4878  df-co 4879  df-dm 4880  df-rn 4881  df-res 4882  df-ima 4883  df-iota 5410  df-fun 5448  df-fn 5449  df-f 5450  df-f1 5451  df-fo 5452  df-f1o 5453  df-fv 5454  df-ov 6076  df-oprab 6077  df-mpt2 6078  df-1st 6341  df-2nd 6342  df-riota 6541  df-recs 6625  df-rdg 6660  df-1o 6716  df-2o 6717  df-oadd 6720  df-er 6897  df-en 7102  df-dom 7103  df-sdom 7104  df-fin 7105  df-sup 7438  df-pnf 9114  df-mnf 9115  df-xr 9116  df-ltxr 9117  df-le 9118  df-sub 9285  df-neg 9286  df-div 9670  df-nn 9993  df-2 10050  df-3 10051  df-4 10052  df-5 10053  df-6 10054  df-n0 10214  df-z 10275  df-uz 10481  df-rp 10605  df-fz 11036  df-fl 11194  df-mod 11243  df-dvds 12845  df-prm 13072
  Copyright terms: Public domain W3C validator