MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  2503lem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 2503lem3 15846
Description: Lemma for 2503prm 15847. Calculate the GCD of 2↑18 − 1≡1831 with 𝑁 = 2503. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Mar-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 20-Apr-2015.) (Proof shortened by AV, 15-Sep-2021.)
Hypothesis
Ref Expression
2503prm.1 𝑁 = 2503
Assertion
Ref Expression
2503lem3 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1

Proof of Theorem 2503lem3
StepHypRef Expression
1 2nn 11185 . . . 4 2 ∈ ℕ
2 1nn0 11308 . . . . 5 1 ∈ ℕ0
3 8nn0 11315 . . . . 5 8 ∈ ℕ0
42, 3deccl 11512 . . . 4 18 ∈ ℕ0
5 nnexpcl 12873 . . . 4 ((2 ∈ ℕ ∧ 18 ∈ ℕ0) → (2↑18) ∈ ℕ)
61, 4, 5mp2an 708 . . 3 (2↑18) ∈ ℕ
7 nnm1nn0 11334 . . 3 ((2↑18) ∈ ℕ → ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0)
86, 7ax-mp 5 . 2 ((2↑18) − 1) ∈ ℕ0
9 3nn0 11310 . . . 4 3 ∈ ℕ0
104, 9deccl 11512 . . 3 183 ∈ ℕ0
1110, 2deccl 11512 . 2 1831 ∈ ℕ0
12 2503prm.1 . . 3 𝑁 = 2503
13 2nn0 11309 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
14 5nn0 11312 . . . . . 6 5 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 11512 . . . . 5 25 ∈ ℕ0
16 0nn0 11307 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 11512 . . . 4 250 ∈ ℕ0
18 3nn 11186 . . . 4 3 ∈ ℕ
1917, 18decnncl 11518 . . 3 2503 ∈ ℕ
2012, 19eqeltri 2697 . 2 𝑁 ∈ ℕ
21122503lem1 15844 . . 3 ((2↑18) mod 𝑁) = (1832 mod 𝑁)
22 1p1e2 11134 . . . 4 (1 + 1) = 2
23 eqid 2622 . . . 4 1831 = 1831
2410, 2, 22, 23decsuc 11535 . . 3 (1831 + 1) = 1832
2520, 6, 2, 11, 21, 24modsubi 15776 . 2 (((2↑18) − 1) mod 𝑁) = (1831 mod 𝑁)
26 6nn0 11313 . . . . 5 6 ∈ ℕ0
27 7nn0 11314 . . . . 5 7 ∈ ℕ0
2826, 27deccl 11512 . . . 4 67 ∈ ℕ0
2928, 13deccl 11512 . . 3 672 ∈ ℕ0
30 4nn0 11311 . . . . . 6 4 ∈ ℕ0
3130, 3deccl 11512 . . . . 5 48 ∈ ℕ0
3231, 27deccl 11512 . . . 4 487 ∈ ℕ0
334, 14deccl 11512 . . . . 5 185 ∈ ℕ0
342, 2deccl 11512 . . . . . . 7 11 ∈ ℕ0
3534, 27deccl 11512 . . . . . 6 117 ∈ ℕ0
3626, 3deccl 11512 . . . . . . 7 68 ∈ ℕ0
37 9nn0 11316 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ0
3830, 37deccl 11512 . . . . . . . 8 49 ∈ ℕ0
392, 37deccl 11512 . . . . . . . . 9 19 ∈ ℕ0
4038nn0zi 11402 . . . . . . . . . . 11 49 ∈ ℤ
4139nn0zi 11402 . . . . . . . . . . 11 19 ∈ ℤ
42 gcdcom 15235 . . . . . . . . . . 11 ((49 ∈ ℤ ∧ 19 ∈ ℤ) → (49 gcd 19) = (19 gcd 49))
4340, 41, 42mp2an 708 . . . . . . . . . 10 (49 gcd 19) = (19 gcd 49)
44 9nn 11192 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℕ
452, 44decnncl 11518 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℕ
46 1nn 11031 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
472, 46decnncl 11518 . . . . . . . . . . . 12 11 ∈ ℕ
48 eqid 2622 . . . . . . . . . . . . 13 19 = 19
49 eqid 2622 . . . . . . . . . . . . 13 11 = 11
50 2cn 11091 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
5150mulid2i 10043 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 · 2) = 2
5251, 22oveq12i 6662 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 · 2) + (1 + 1)) = (2 + 2)
53 2p2e4 11144 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 2) = 4
5452, 53eqtri 2644 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 · 2) + (1 + 1)) = 4
55 8p1e9 11158 . . . . . . . . . . . . . 14 (8 + 1) = 9
56 9t2e18 11663 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 · 2) = 18
572, 3, 55, 56decsuc 11535 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 · 2) + 1) = 19
582, 37, 2, 2, 48, 49, 13, 37, 2, 54, 57decmac 11566 . . . . . . . . . . . 12 ((19 · 2) + 11) = 49
59 1lt9 11229 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
602, 2, 44, 59declt 11530 . . . . . . . . . . . 12 11 < 19
6145, 13, 47, 58, 60ndvdsi 15136 . . . . . . . . . . 11 ¬ 19 ∥ 49
62 19prm 15825 . . . . . . . . . . . 12 19 ∈ ℙ
63 coprm 15423 . . . . . . . . . . . 12 ((19 ∈ ℙ ∧ 49 ∈ ℤ) → (¬ 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1))
6462, 40, 63mp2an 708 . . . . . . . . . . 11 19 ∥ 49 ↔ (19 gcd 49) = 1)
6561, 64mpbi 220 . . . . . . . . . 10 (19 gcd 49) = 1
6643, 65eqtri 2644 . . . . . . . . 9 (49 gcd 19) = 1
67 eqid 2622 . . . . . . . . . 10 49 = 49
68 4cn 11098 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
6968mulid2i 10043 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 4) = 4
7069, 22oveq12i 6662 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 4) + (1 + 1)) = (4 + 2)
71 4p2e6 11162 . . . . . . . . . . 11 (4 + 2) = 6
7270, 71eqtri 2644 . . . . . . . . . 10 ((1 · 4) + (1 + 1)) = 6
73 9cn 11108 . . . . . . . . . . . . 13 9 ∈ ℂ
7473mulid2i 10043 . . . . . . . . . . . 12 (1 · 9) = 9
7574oveq1i 6660 . . . . . . . . . . 11 ((1 · 9) + 9) = (9 + 9)
76 9p9e18 11627 . . . . . . . . . . 11 (9 + 9) = 18
7775, 76eqtri 2644 . . . . . . . . . 10 ((1 · 9) + 9) = 18
7830, 37, 2, 37, 67, 48, 2, 3, 2, 72, 77decma2c 11568 . . . . . . . . 9 ((1 · 49) + 19) = 68
792, 39, 38, 66, 78gcdi 15777 . . . . . . . 8 (68 gcd 49) = 1
80 eqid 2622 . . . . . . . . 9 68 = 68
81 6cn 11102 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
8281mulid2i 10043 . . . . . . . . . . 11 (1 · 6) = 6
83 4p1e5 11154 . . . . . . . . . . 11 (4 + 1) = 5
8482, 83oveq12i 6662 . . . . . . . . . 10 ((1 · 6) + (4 + 1)) = (6 + 5)
85 6p5e11 11600 . . . . . . . . . 10 (6 + 5) = 11
8684, 85eqtri 2644 . . . . . . . . 9 ((1 · 6) + (4 + 1)) = 11
87 8cn 11106 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
8887mulid2i 10043 . . . . . . . . . . 11 (1 · 8) = 8
8988oveq1i 6660 . . . . . . . . . 10 ((1 · 8) + 9) = (8 + 9)
90 9p8e17 11626 . . . . . . . . . . 11 (9 + 8) = 17
9173, 87, 90addcomli 10228 . . . . . . . . . 10 (8 + 9) = 17
9289, 91eqtri 2644 . . . . . . . . 9 ((1 · 8) + 9) = 17
9326, 3, 30, 37, 80, 67, 2, 27, 2, 86, 92decma2c 11568 . . . . . . . 8 ((1 · 68) + 49) = 117
942, 38, 36, 79, 93gcdi 15777 . . . . . . 7 (117 gcd 68) = 1
95 eqid 2622 . . . . . . . 8 117 = 117
96 6p1e7 11156 . . . . . . . . . 10 (6 + 1) = 7
9727dec0h 11522 . . . . . . . . . 10 7 = 07
9896, 97eqtri 2644 . . . . . . . . 9 (6 + 1) = 07
99 1t1e1 11175 . . . . . . . . . . 11 (1 · 1) = 1
100 00id 10211 . . . . . . . . . . 11 (0 + 0) = 0
10199, 100oveq12i 6662 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + (0 + 0)) = (1 + 0)
102 ax-1cn 9994 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℂ
103102addid1i 10223 . . . . . . . . . 10 (1 + 0) = 1
104101, 103eqtri 2644 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + (0 + 0)) = 1
10599oveq1i 6660 . . . . . . . . . 10 ((1 · 1) + 7) = (1 + 7)
106 7cn 11104 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℂ
107 7p1e8 11157 . . . . . . . . . . 11 (7 + 1) = 8
108106, 102, 107addcomli 10228 . . . . . . . . . 10 (1 + 7) = 8
1093dec0h 11522 . . . . . . . . . 10 8 = 08
110105, 108, 1093eqtri 2648 . . . . . . . . 9 ((1 · 1) + 7) = 08
1112, 2, 16, 27, 49, 98, 2, 3, 16, 104, 110decma2c 11568 . . . . . . . 8 ((1 · 11) + (6 + 1)) = 18
112106mulid2i 10043 . . . . . . . . . 10 (1 · 7) = 7
113112oveq1i 6660 . . . . . . . . 9 ((1 · 7) + 8) = (7 + 8)
114 8p7e15 11617 . . . . . . . . . 10 (8 + 7) = 15
11587, 106, 114addcomli 10228 . . . . . . . . 9 (7 + 8) = 15
116113, 115eqtri 2644 . . . . . . . 8 ((1 · 7) + 8) = 15
11734, 27, 26, 3, 95, 80, 2, 14, 2, 111, 116decma2c 11568 . . . . . . 7 ((1 · 117) + 68) = 185
1182, 36, 35, 94, 117gcdi 15777 . . . . . 6 (185 gcd 117) = 1
119 eqid 2622 . . . . . . 7 185 = 185
120 eqid 2622 . . . . . . . 8 18 = 18
1212, 2, 22, 49decsuc 11535 . . . . . . . 8 (11 + 1) = 12
122 2t1e2 11176 . . . . . . . . . 10 (2 · 1) = 2
123122, 22oveq12i 6662 . . . . . . . . 9 ((2 · 1) + (1 + 1)) = (2 + 2)
124123, 53eqtri 2644 . . . . . . . 8 ((2 · 1) + (1 + 1)) = 4
125 8t2e16 11654 . . . . . . . . . 10 (8 · 2) = 16
12687, 50, 125mulcomli 10047 . . . . . . . . 9 (2 · 8) = 16
127 6p2e8 11169 . . . . . . . . 9 (6 + 2) = 8
1282, 26, 13, 126, 127decaddi 11579 . . . . . . . 8 ((2 · 8) + 2) = 18
1292, 3, 2, 13, 120, 121, 13, 3, 2, 124, 128decma2c 11568 . . . . . . 7 ((2 · 18) + (11 + 1)) = 48
130 5cn 11100 . . . . . . . . 9 5 ∈ ℂ
131 5t2e10 11634 . . . . . . . . 9 (5 · 2) = 10
132130, 50, 131mulcomli 10047 . . . . . . . 8 (2 · 5) = 10
133106addid2i 10224 . . . . . . . 8 (0 + 7) = 7
1342, 16, 27, 132, 133decaddi 11579 . . . . . . 7 ((2 · 5) + 7) = 17
1354, 14, 34, 27, 119, 95, 13, 27, 2, 129, 134decma2c 11568 . . . . . 6 ((2 · 185) + 117) = 487
13613, 35, 33, 118, 135gcdi 15777 . . . . 5 (487 gcd 185) = 1
137 eqid 2622 . . . . . 6 487 = 487
138 eqid 2622 . . . . . . 7 48 = 48
1392, 3, 55, 120decsuc 11535 . . . . . . 7 (18 + 1) = 19
14030, 3, 2, 37, 138, 139, 2, 27, 2, 72, 92decma2c 11568 . . . . . 6 ((1 · 48) + (18 + 1)) = 67
141112oveq1i 6660 . . . . . . 7 ((1 · 7) + 5) = (7 + 5)
142 7p5e12 11607 . . . . . . 7 (7 + 5) = 12
143141, 142eqtri 2644 . . . . . 6 ((1 · 7) + 5) = 12
14431, 27, 4, 14, 137, 119, 2, 13, 2, 140, 143decma2c 11568 . . . . 5 ((1 · 487) + 185) = 672
1452, 33, 32, 136, 144gcdi 15777 . . . 4 (672 gcd 487) = 1
146 eqid 2622 . . . . 5 672 = 672
147 eqid 2622 . . . . . 6 67 = 67
14830, 3, 55, 138decsuc 11535 . . . . . 6 (48 + 1) = 49
14971oveq2i 6661 . . . . . . 7 ((2 · 6) + (4 + 2)) = ((2 · 6) + 6)
150 6t2e12 11641 . . . . . . . . 9 (6 · 2) = 12
15181, 50, 150mulcomli 10047 . . . . . . . 8 (2 · 6) = 12
15281, 50, 127addcomli 10228 . . . . . . . 8 (2 + 6) = 8
1532, 13, 26, 151, 152decaddi 11579 . . . . . . 7 ((2 · 6) + 6) = 18
154149, 153eqtri 2644 . . . . . 6 ((2 · 6) + (4 + 2)) = 18
155 7t2e14 11648 . . . . . . . 8 (7 · 2) = 14
156106, 50, 155mulcomli 10047 . . . . . . 7 (2 · 7) = 14
157 9p4e13 11622 . . . . . . . 8 (9 + 4) = 13
15873, 68, 157addcomli 10228 . . . . . . 7 (4 + 9) = 13
1592, 30, 37, 156, 22, 9, 158decaddci 11580 . . . . . 6 ((2 · 7) + 9) = 23
16026, 27, 30, 37, 147, 148, 13, 9, 13, 154, 159decma2c 11568 . . . . 5 ((2 · 67) + (48 + 1)) = 183
161 2t2e4 11177 . . . . . . 7 (2 · 2) = 4
162161oveq1i 6660 . . . . . 6 ((2 · 2) + 7) = (4 + 7)
163 7p4e11 11605 . . . . . . 7 (7 + 4) = 11
164106, 68, 163addcomli 10228 . . . . . 6 (4 + 7) = 11
165162, 164eqtri 2644 . . . . 5 ((2 · 2) + 7) = 11
16628, 13, 31, 27, 146, 137, 13, 2, 2, 160, 165decma2c 11568 . . . 4 ((2 · 672) + 487) = 1831
16713, 32, 29, 145, 166gcdi 15777 . . 3 (1831 gcd 672) = 1
168 eqid 2622 . . . . . 6 183 = 183
16928nn0cni 11304 . . . . . . 7 67 ∈ ℂ
170169addid1i 10223 . . . . . 6 (67 + 0) = 67
171102addid2i 10224 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
17299, 171oveq12i 6662 . . . . . . . 8 ((1 · 1) + (0 + 1)) = (1 + 1)
173172, 22eqtri 2644 . . . . . . 7 ((1 · 1) + (0 + 1)) = 2
17488oveq1i 6660 . . . . . . . 8 ((1 · 8) + 7) = (8 + 7)
175174, 114eqtri 2644 . . . . . . 7 ((1 · 8) + 7) = 15
1762, 3, 16, 27, 120, 98, 2, 14, 2, 173, 175decma2c 11568 . . . . . 6 ((1 · 18) + (6 + 1)) = 25
177 3cn 11095 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℂ
178177mulid2i 10043 . . . . . . . 8 (1 · 3) = 3
179178oveq1i 6660 . . . . . . 7 ((1 · 3) + 7) = (3 + 7)
180 7p3e10 11603 . . . . . . . 8 (7 + 3) = 10
181106, 177, 180addcomli 10228 . . . . . . 7 (3 + 7) = 10
182179, 181eqtri 2644 . . . . . 6 ((1 · 3) + 7) = 10
1834, 9, 26, 27, 168, 170, 2, 16, 2, 176, 182decma2c 11568 . . . . 5 ((1 · 183) + (67 + 0)) = 250
18499oveq1i 6660 . . . . . 6 ((1 · 1) + 2) = (1 + 2)
185 1p2e3 11152 . . . . . 6 (1 + 2) = 3
1869dec0h 11522 . . . . . 6 3 = 03
187184, 185, 1863eqtri 2648 . . . . 5 ((1 · 1) + 2) = 03
18810, 2, 28, 13, 23, 146, 2, 9, 16, 183, 187decma2c 11568 . . . 4 ((1 · 1831) + 672) = 2503
189188, 12eqtr4i 2647 . . 3 ((1 · 1831) + 672) = 𝑁
1902, 29, 11, 167, 189gcdi 15777 . 2 (𝑁 gcd 1831) = 1
1918, 11, 20, 25, 190gcdmodi 15778 1 (((2↑18) − 1) gcd 𝑁) = 1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 196   = wceq 1483  wcel 1990   class class class wbr 4653  (class class class)co 6650  0cc0 9936  1c1 9937   + caddc 9939   · cmul 9941  cmin 10266  cn 11020  2c2 11070  3c3 11071  4c4 11072  5c5 11073  6c6 11074  7c7 11075  8c8 11076  9c9 11077  0cn0 11292  cz 11377  cdc 11493  cexp 12860  cdvds 14983   gcd cgcd 15216  cprime 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-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-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-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-4 11081  df-5 11082  df-6 11083  df-7 11084  df-8 11085  df-9 11086  df-n0 11293  df-z 11378  df-dec 11494  df-uz 11688  df-rp 11833  df-fz 12327  df-fl 12593  df-mod 12669  df-seq 12802  df-exp 12861  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-dvds 14984  df-gcd 15217  df-prm 15386
This theorem is referenced by:  2503prm  15847
  Copyright terms: Public domain W3C validator