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Theorem prmgaplem6 15760
Description: Lemma for prmgap 15763: for each positive integer there is a greater prime closest to this integer, i.e. there is a greater prime and no other prime is between this prime and the integer. (Contributed by AV, 10-Aug-2020.)
Assertion
Ref Expression
prmgaplem6  |-  ( N  e.  NN  ->  E. p  e.  Prime  ( N  < 
p  /\  A. z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) z  e/  Prime )
)
Distinct variable group:    N, p, z

Proof of Theorem prmgaplem6
Dummy variables  n  q are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prmunb 15618 . 2  |-  ( N  e.  NN  ->  E. n  e.  Prime  N  <  n
)
2 eqid 2622 . . . . 5  |-  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  =  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }
32prmgaplem4 15758 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  E. p  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } A. z  e. 
{ q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z
)
4 breq2 4657 . . . . . . . . 9  |-  ( q  =  p  ->  ( N  <  q  <->  N  <  p ) )
5 breq1 4656 . . . . . . . . 9  |-  ( q  =  p  ->  (
q  <_  n  <->  p  <_  n ) )
64, 5anbi12d 747 . . . . . . . 8  |-  ( q  =  p  ->  (
( N  <  q  /\  q  <_  n )  <-> 
( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )
76elrab 3363 . . . . . . 7  |-  ( p  e.  { q  e. 
Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  <->  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )
8 simplrl 800 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  /\  A. z  e. 
{ q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z
)  ->  p  e.  Prime )
9 simprrl 804 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  ->  N  <  p
)
109adantr 481 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  /\  A. z  e. 
{ q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z
)  ->  N  <  p )
11 simpll 790 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( z  e.  Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  /\  z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) )  ->  z  e.  Prime )
12 elfzo2 12473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p )  <->  ( z  e.  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) )  /\  p  e.  ZZ  /\  z  <  p ) )
13 eluz2 11693 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( z  e.  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) )  <->  ( ( N  +  1 )  e.  ZZ  /\  z  e.  ZZ  /\  ( N  +  1 )  <_ 
z ) )
14 nnz 11399 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  ZZ )
15 prmz 15389 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( z  e.  Prime  ->  z  e.  ZZ )
16 zltp1le 11427 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  z  e.  ZZ )  ->  ( N  <  z  <->  ( N  +  1 )  <_  z ) )
1714, 15, 16syl2an 494 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( ( N  e.  NN  /\  z  e.  Prime )  -> 
( N  <  z  <->  ( N  +  1 )  <_  z ) )
1817exbiri 652 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( N  e.  NN  ->  (
z  e.  Prime  ->  ( ( N  +  1 )  <_  z  ->  N  <  z ) ) )
19183ad2ant1 1082 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  (
z  e.  Prime  ->  ( ( N  +  1 )  <_  z  ->  N  <  z ) ) )
2019adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  ->  ( z  e. 
Prime  ->  ( ( N  +  1 )  <_ 
z  ->  N  <  z ) ) )
2120impcom 446 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( ( N  +  1 )  <_  z  ->  N  <  z ) )
2221com12 32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( N  +  1 )  <_  z  ->  (
( z  e.  Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  N  <  z ) )
2322adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( N  +  1 )  <_  z  /\  p  e.  ZZ )  ->  ( ( z  e. 
Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  N  <  z ) )
2423adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ( N  + 
1 )  <_  z  /\  p  e.  ZZ )  /\  z  <  p
)  ->  ( (
z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  N  <  z ) )
2524imp 445 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ( ( N  +  1 )  <_ 
z  /\  p  e.  ZZ )  /\  z  <  p )  /\  (
z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) ) )  ->  N  <  z )
26 prmnn 15388 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39  |-  ( z  e.  Prime  ->  z  e.  NN )
2726nnred 11035 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38  |-  ( z  e.  Prime  ->  z  e.  RR )
2827ad2antrl 764 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37  |-  ( ( n  e.  Prime  /\  (
z  e.  Prime  /\  p  e.  Prime ) )  -> 
z  e.  RR )
29 prmnn 15388 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40  |-  ( p  e.  Prime  ->  p  e.  NN )
3029nnred 11035 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39  |-  ( p  e.  Prime  ->  p  e.  RR )
3130adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38  |-  ( ( z  e.  Prime  /\  p  e.  Prime )  ->  p  e.  RR )
3231adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37  |-  ( ( n  e.  Prime  /\  (
z  e.  Prime  /\  p  e.  Prime ) )  ->  p  e.  RR )
33 prmnn 15388 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39  |-  ( n  e.  Prime  ->  n  e.  NN )
3433nnred 11035 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38  |-  ( n  e.  Prime  ->  n  e.  RR )
3534adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37  |-  ( ( n  e.  Prime  /\  (
z  e.  Prime  /\  p  e.  Prime ) )  ->  n  e.  RR )
36 ltleletr 10130 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37  |-  ( ( z  e.  RR  /\  p  e.  RR  /\  n  e.  RR )  ->  (
( z  <  p  /\  p  <_  n )  ->  z  <_  n
) )
3728, 32, 35, 36syl3anc 1326 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36  |-  ( ( n  e.  Prime  /\  (
z  e.  Prime  /\  p  e.  Prime ) )  -> 
( ( z  < 
p  /\  p  <_  n )  ->  z  <_  n ) )
3837exp4b 632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( n  e.  Prime  ->  ( ( z  e.  Prime  /\  p  e.  Prime )  ->  (
z  <  p  ->  ( p  <_  n  ->  z  <_  n ) ) ) )
39383ad2ant2 1083 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  (
( z  e.  Prime  /\  p  e.  Prime )  ->  ( z  <  p  ->  ( p  <_  n  ->  z  <_  n )
) ) )
4039expdcom 455 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( z  e.  Prime  ->  ( p  e.  Prime  ->  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  (
z  <  p  ->  ( p  <_  n  ->  z  <_  n ) ) ) ) )
4140com45 97 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( z  e.  Prime  ->  ( p  e.  Prime  ->  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  (
p  <_  n  ->  ( z  <  p  -> 
z  <_  n )
) ) ) )
4241com14 96 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( p  <_  n  ->  (
p  e.  Prime  ->  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  (
z  e.  Prime  ->  ( z  <  p  -> 
z  <_  n )
) ) ) )
4342adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( N  <  p  /\  p  <_  n )  -> 
( p  e.  Prime  -> 
( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  ->  ( z  e.  Prime  ->  ( z  <  p  ->  z  <_  n ) ) ) ) )
4443impcom 446 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) )  -> 
( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  ->  ( z  e.  Prime  ->  ( z  <  p  ->  z  <_  n ) ) ) )
4544impcom 446 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  ->  ( z  e. 
Prime  ->  ( z  < 
p  ->  z  <_  n ) ) )
4645impcom 446 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( z  <  p  ->  z  <_  n ) )
4746adantld 483 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( (
( ( N  + 
1 )  <_  z  /\  p  e.  ZZ )  /\  z  <  p
)  ->  z  <_  n ) )
4847impcom 446 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ( ( N  +  1 )  <_ 
z  /\  p  e.  ZZ )  /\  z  <  p )  /\  (
z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) ) )  ->  z  <_  n )
4925, 48jca 554 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( ( N  +  1 )  <_ 
z  /\  p  e.  ZZ )  /\  z  <  p )  /\  (
z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) ) )  ->  ( N  <  z  /\  z  <_  n ) )
5049exp41 638 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( N  +  1 )  <_  z  ->  (
p  e.  ZZ  ->  ( z  <  p  -> 
( ( z  e. 
Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( N  <  z  /\  z  <_  n ) ) ) ) )
51503ad2ant3 1084 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( N  +  1 )  e.  ZZ  /\  z  e.  ZZ  /\  ( N  +  1 )  <_  z )  -> 
( p  e.  ZZ  ->  ( z  <  p  ->  ( ( z  e. 
Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( N  <  z  /\  z  <_  n ) ) ) ) )
5213, 51sylbi 207 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( z  e.  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) )  ->  ( p  e.  ZZ  ->  ( z  <  p  ->  ( (
z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( N  <  z  /\  z  <_  n ) ) ) ) )
53523imp 1256 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( z  e.  ( ZZ>= `  ( N  +  1
) )  /\  p  e.  ZZ  /\  z  < 
p )  ->  (
( z  e.  Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( N  <  z  /\  z  <_  n ) ) )
5412, 53sylbi 207 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p )  ->  ( (
z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( N  <  z  /\  z  <_  n ) ) )
5554impcom 446 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( z  e.  Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  /\  z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) )  ->  ( N  <  z  /\  z  <_  n ) )
56 breq2 4657 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( q  =  z  ->  ( N  <  q  <->  N  <  z ) )
57 breq1 4656 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( q  =  z  ->  (
q  <_  n  <->  z  <_  n ) )
5856, 57anbi12d 747 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( q  =  z  ->  (
( N  <  q  /\  q  <_  n )  <-> 
( N  <  z  /\  z  <_  n ) ) )
5958elrab 3363 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( z  e.  { q  e. 
Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  <->  ( z  e.  Prime  /\  ( N  <  z  /\  z  <_  n ) ) )
6011, 55, 59sylanbrc 698 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( z  e.  Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  /\  z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) )  ->  z  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } )
61 elfzolt2 12479 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p )  ->  z  <  p )
6230ad2antrl 764 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  ->  p  e.  RR )
63 ltnle 10117 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( z  e.  RR  /\  p  e.  RR )  ->  ( z  <  p  <->  -.  p  <_  z )
)
6463biimpd 219 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( z  e.  RR  /\  p  e.  RR )  ->  ( z  <  p  ->  -.  p  <_  z
) )
6527, 62, 64syl2an 494 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( z  <  p  ->  -.  p  <_  z ) )
6665imp 445 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( z  e.  Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  /\  z  < 
p )  ->  -.  p  <_  z )
6766pm2.21d 118 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( z  e.  Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  /\  z  < 
p )  ->  (
p  <_  z  ->  z  e/  Prime ) )
6861, 67sylan2 491 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( z  e.  Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  /\  z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) )  ->  ( p  <_  z  ->  z  e/  Prime ) )
6960, 68embantd 59 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( z  e.  Prime  /\  ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  /\  z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) )  ->  ( (
z  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  ->  p  <_  z )  -> 
z  e/  Prime ) )
7069ex 450 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p )  ->  ( ( z  e.  { q  e. 
Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  ->  p  <_  z )  -> 
z  e/  Prime ) ) )
7170com23 86 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( z  e.  Prime  /\  (
( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) ) )  ->  ( (
z  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  ->  p  <_  z )  -> 
( z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p )  -> 
z  e/  Prime ) ) )
7271ex 450 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  e.  Prime  ->  ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  ->  ( ( z  e.  { q  e. 
Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  ->  p  <_  z )  -> 
( z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p )  -> 
z  e/  Prime ) ) ) )
73 df-nel 2898 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e/  Prime  <->  -.  z  e.  Prime )
74 ax-1 6 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z  e/  Prime  ->  ( z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p )  ->  z  e/  Prime ) )
7574a1d 25 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( z  e/  Prime  ->  ( ( z  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  ->  p  <_  z )  -> 
( z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p )  -> 
z  e/  Prime ) ) )
7675a1d 25 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e/  Prime  ->  ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  ->  ( ( z  e.  { q  e. 
Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  ->  p  <_  z )  -> 
( z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p )  -> 
z  e/  Prime ) ) ) )
7773, 76sylbir 225 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( -.  z  e.  Prime  ->  ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  ->  ( ( z  e.  { q  e. 
Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  ->  p  <_  z )  -> 
( z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p )  -> 
z  e/  Prime ) ) ) )
7872, 77pm2.61i 176 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  ->  ( ( z  e.  { q  e. 
Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  ->  p  <_  z )  -> 
( z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p )  -> 
z  e/  Prime ) ) )
7978ralimdv2 2961 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  ->  ( A. z  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z  ->  A. z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p ) z  e/  Prime ) )
8079imp 445 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  /\  A. z  e. 
{ q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z
)  ->  A. z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) z  e/  Prime )
818, 10, 80jca32 558 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e. 
Prime  /\  N  <  n
)  /\  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  /\  A. z  e. 
{ q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z
)  ->  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  A. z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) z  e/  Prime )
) )
8281ex 450 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  /\  (
p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) ) )  ->  ( A. z  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z  ->  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  A. z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p ) z  e/  Prime ) ) ) )
8382ex 450 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  (
( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  p  <_  n ) )  ->  ( A. z  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z  ->  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  A. z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) z  e/  Prime )
) ) ) )
847, 83syl5bi 232 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  (
p  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  ->  ( A. z  e.  {
q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z  ->  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  A. z  e.  ( ( N  +  1 )..^ p ) z  e/  Prime ) ) ) ) )
8584impd 447 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  (
( p  e.  {
q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) }  /\  A. z  e. 
{ q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z
)  ->  ( p  e.  Prime  /\  ( N  <  p  /\  A. z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) z  e/  Prime )
) ) )
8685reximdv2 3014 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  ( E. p  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } A. z  e.  { q  e.  Prime  |  ( N  <  q  /\  q  <_  n ) } p  <_  z  ->  E. p  e.  Prime  ( N  < 
p  /\  A. z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) z  e/  Prime )
) )
873, 86mpd 15 . . 3  |-  ( ( N  e.  NN  /\  n  e.  Prime  /\  N  <  n )  ->  E. p  e.  Prime  ( N  < 
p  /\  A. z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) z  e/  Prime )
)
8887rexlimdv3a 3033 . 2  |-  ( N  e.  NN  ->  ( E. n  e.  Prime  N  <  n  ->  E. p  e.  Prime  ( N  < 
p  /\  A. z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) z  e/  Prime )
) )
891, 88mpd 15 1  |-  ( N  e.  NN  ->  E. p  e.  Prime  ( N  < 
p  /\  A. z  e.  ( ( N  + 
1 )..^ p ) z  e/  Prime )
)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 196    /\ wa 384    /\ w3a 1037    = wceq 1483    e. wcel 1990    e/ wnel 2897   A.wral 2912   E.wrex 2913   {crab 2916   class class class wbr 4653   ` cfv 5888  (class class class)co 6650   RRcr 9935   1c1 9937    + caddc 9939    < clt 10074    <_ cle 10075   NNcn 11020   ZZcz 11377   ZZ>=cuz 11687  ..^cfzo 12465   Primecprime 15385
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-2o 7561  df-oadd 7564  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-sup 8348  df-inf 8349  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-rp 11833  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-seq 12802  df-exp 12861  df-fac 13061  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-dvds 14984  df-prm 15386
This theorem is referenced by:  prmgaplem7  15761
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