Theorem nn0prpw 32318

Description: Two nonnegative integers are the same if and only if they are divisible by the same prime powers. (Contributed by Jeff Hankins, 29-Sep-2013.)

Assertion

Ref	Expression
nn0prpw	⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))

Distinct variable groups:   𝑛,𝑝,𝐴   𝐵,𝑛,𝑝

Proof of Theorem nn0prpw

Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		breq2 4657	. . . 4 ⊢ (𝐴 = 𝐵 → ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))
2	1	a1d 25	. . 3 ⊢ (𝐴 = 𝐵 → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
3	2	ralrimivv 2970	. 2 ⊢ (𝐴 = 𝐵 → ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))
4		elnn0 11294	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ0 ↔ (𝐴 ∈ ℕ ∨ 𝐴 = 0))
5		elnn0 11294	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ0 ↔ (𝐵 ∈ ℕ ∨ 𝐵 = 0))
6		nnre 11027	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → 𝐴 ∈ ℝ)
7		nnre 11027	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → 𝐵 ∈ ℝ)
8		lttri2 10120	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴 ≠ 𝐵 ↔ (𝐴 < 𝐵 ∨ 𝐵 < 𝐴)))
9	6, 7, 8	syl2an 494	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝐴 ≠ 𝐵 ↔ (𝐴 < 𝐵 ∨ 𝐵 < 𝐴)))
10	9	ancoms 469	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐴 ≠ 𝐵 ↔ (𝐴 < 𝐵 ∨ 𝐵 < 𝐴)))
11		nn0prpwlem 32317	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑘 < 𝐵 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
12		breq1 4656	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → (𝑘 < 𝐵 ↔ 𝐴 < 𝐵))
13		breq2 4657	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴))
14	13	bibi1d 333	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → (((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
15	14	notbid 308	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → (¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
16	15	2rexbidv 3057	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → (∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
17	12, 16	imbi12d 334	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑘 = 𝐴 → ((𝑘 < 𝐵 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)) ↔ (𝐴 < 𝐵 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))))
18	17	rspcv 3305	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (∀𝑘 ∈ ℕ (𝑘 < 𝐵 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)) → (𝐴 < 𝐵 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))))
19	11, 18	mpan9 486	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐴 < 𝐵 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
20		nn0prpwlem 32317	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑘 < 𝐴 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴)))
21		breq1 4656	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑘 = 𝐵 → (𝑘 < 𝐴 ↔ 𝐵 < 𝐴))
22		breq2 4657	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑘 = 𝐵 → ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))
23	22	bibi1d 333	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑘 = 𝐵 → (((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴) ↔ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴)))
24		bicom 212	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴) ↔ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))
25	23, 24	syl6bb 276	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑘 = 𝐵 → (((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴) ↔ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
26	25	notbid 308	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑘 = 𝐵 → (¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴) ↔ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
27	26	2rexbidv 3057	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑘 = 𝐵 → (∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴) ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
28	21, 27	imbi12d 334	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑘 = 𝐵 → ((𝑘 < 𝐴 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴)) ↔ (𝐵 < 𝐴 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))))
29	28	rspcv 3305	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → (∀𝑘 ∈ ℕ (𝑘 < 𝐴 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝑘 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴)) → (𝐵 < 𝐴 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))))
30	20, 29	syl5com 31	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ → (𝐵 < 𝐴 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))))
31	30	impcom 446	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐵 < 𝐴 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
32	19, 31	jaod 395	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝐴 < 𝐵 ∨ 𝐵 < 𝐴) → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
33	10, 32	sylbid 230	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐴 ≠ 𝐵 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
34		df-ne 2795	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴 ≠ 𝐵 ↔ ¬ 𝐴 = 𝐵)
35		rexnal2 3043	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ¬ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))
36	33, 34, 35	3imtr3g 284	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (¬ 𝐴 = 𝐵 → ¬ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
37	36	con4d 114	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵))
38	37	ex 450	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → (𝐴 ∈ ℕ → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵)))
39		prmunb 15618	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝐴 < 𝑝)
40		1nn 11031	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 ∈ ℕ
41		prmz 15389	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ)
42		1nn0 11308	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ 1 ∈ ℕ0
43		zexpcl 12875	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((𝑝 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℕ0) → (𝑝↑1) ∈ ℤ)
44	41, 42, 43	sylancl 694	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → (𝑝↑1) ∈ ℤ)
45		dvdsle 15032	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (((𝑝↑1) ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝑝↑1) ∥ 𝐴 → (𝑝↑1) ≤ 𝐴))
46	44, 45	sylan 488	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝑝↑1) ∥ 𝐴 → (𝑝↑1) ≤ 𝐴))
47		prmnn 15388	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℕ)
48		nnre 11027	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (𝑝 ∈ ℕ → 𝑝 ∈ ℝ)
49	47, 48	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℝ)
50		reexpcl 12877	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ ((𝑝 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℕ0) → (𝑝↑1) ∈ ℝ)
51	49, 42, 50	sylancl 694	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → (𝑝↑1) ∈ ℝ)
52		lenlt 10116	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (((𝑝↑1) ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((𝑝↑1) ≤ 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 < (𝑝↑1)))
53	51, 6, 52	syl2an 494	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝑝↑1) ≤ 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 < (𝑝↑1)))
54	47	nncnd 11036	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℂ)
55	54	exp1d 13003	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → (𝑝↑1) = 𝑝)
56	55	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝑝↑1) = 𝑝)
57	56	breq2d 4665	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (𝐴 < (𝑝↑1) ↔ 𝐴 < 𝑝))
58	57	notbid 308	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → (¬ 𝐴 < (𝑝↑1) ↔ ¬ 𝐴 < 𝑝))
59	53, 58	bitrd 268	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝑝↑1) ≤ 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 < 𝑝))
60	46, 59	sylibd 229	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℕ) → ((𝑝↑1) ∥ 𝐴 → ¬ 𝐴 < 𝑝))
61	60	ancoms 469	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝↑1) ∥ 𝐴 → ¬ 𝐴 < 𝑝))
62	61	con2d 129	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝐴 < 𝑝 → ¬ (𝑝↑1) ∥ 𝐴))
63	62	3impia 1261	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 < 𝑝) → ¬ (𝑝↑1) ∥ 𝐴)
64		dvds0 14997	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑝↑1) ∈ ℤ → (𝑝↑1) ∥ 0)
65	44, 64	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑝 ∈ ℙ → (𝑝↑1) ∥ 0)
66	65	3ad2ant2 1083	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 < 𝑝) → (𝑝↑1) ∥ 0)
67		idd 24	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 < 𝑝) → (((𝑝↑1) ∥ 0 → (𝑝↑1) ∥ 𝐴) → ((𝑝↑1) ∥ 0 → (𝑝↑1) ∥ 𝐴)))
68	66, 67	mpid 44	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 < 𝑝) → (((𝑝↑1) ∥ 0 → (𝑝↑1) ∥ 𝐴) → (𝑝↑1) ∥ 𝐴))
69	63, 68	mtod 189	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 < 𝑝) → ¬ ((𝑝↑1) ∥ 0 → (𝑝↑1) ∥ 𝐴))
70		biimpr 210	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑝↑1) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑1) ∥ 0) → ((𝑝↑1) ∥ 0 → (𝑝↑1) ∥ 𝐴))
71	69, 70	nsyl 135	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 < 𝑝) → ¬ ((𝑝↑1) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑1) ∥ 0))
72		oveq2 6658	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑛 = 1 → (𝑝↑𝑛) = (𝑝↑1))
73	72	breq1d 4663	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑛 = 1 → ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑1) ∥ 𝐴))
74	72	breq1d 4663	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑛 = 1 → ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑1) ∥ 0))
75	73, 74	bibi12d 335	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑛 = 1 → (((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0) ↔ ((𝑝↑1) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑1) ∥ 0)))
76	75	notbid 308	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑛 = 1 → (¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0) ↔ ¬ ((𝑝↑1) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑1) ∥ 0)))
77	76	rspcev 3309	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((1 ∈ ℕ ∧ ¬ ((𝑝↑1) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑1) ∥ 0)) → ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0))
78	40, 71, 77	sylancr 695	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐴 < 𝑝) → ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0))
79	78	3expia 1267	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝐴 < 𝑝 → ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0)))
80	79	reximdva 3017	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (∃𝑝 ∈ ℙ 𝐴 < 𝑝 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0)))
81	39, 80	mpd 15	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0))
82		rexnal2 3043	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0) ↔ ¬ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0))
83	81, 82	sylib 208	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → ¬ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0))
84	83	pm2.21d 118	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0) → 𝐴 = 0))
85		breq2 4657	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 = 0 → ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0))
86	85	bibi2d 332	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐵 = 0 → (((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0)))
87	86	2ralbidv 2989	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐵 = 0 → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0)))
88		eqeq2 2633	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐵 = 0 → (𝐴 = 𝐵 ↔ 𝐴 = 0))
89	87, 88	imbi12d 334	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 = 0 → ((∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵) ↔ (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0) → 𝐴 = 0)))
90	84, 89	syl5ibr 236	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 = 0 → (𝐴 ∈ ℕ → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵)))
91	38, 90	jaoi 394	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∨ 𝐵 = 0) → (𝐴 ∈ ℕ → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵)))
92	5, 91	sylbi 207	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ0 → (𝐴 ∈ ℕ → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵)))
93	92	com12 32	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ0 → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵)))
94		orcom 402	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∨ 𝐵 = 0) ↔ (𝐵 = 0 ∨ 𝐵 ∈ ℕ))
95		df-or 385	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐵 = 0 ∨ 𝐵 ∈ ℕ) ↔ (¬ 𝐵 = 0 → 𝐵 ∈ ℕ))
96	5, 94, 95	3bitri 286	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ0 ↔ (¬ 𝐵 = 0 → 𝐵 ∈ ℕ))
97		prmunb 15618	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝐵 < 𝑝)
98		dvdsle 15032	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (((𝑝↑1) ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → ((𝑝↑1) ∥ 𝐵 → (𝑝↑1) ≤ 𝐵))
99	44, 98	sylan 488	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → ((𝑝↑1) ∥ 𝐵 → (𝑝↑1) ≤ 𝐵))
100		lenlt 10116	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (((𝑝↑1) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((𝑝↑1) ≤ 𝐵 ↔ ¬ 𝐵 < (𝑝↑1)))
101	51, 7, 100	syl2an 494	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → ((𝑝↑1) ≤ 𝐵 ↔ ¬ 𝐵 < (𝑝↑1)))
102	55	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝑝↑1) = 𝑝)
103	102	breq2d 4665	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝐵 < (𝑝↑1) ↔ 𝐵 < 𝑝))
104	103	notbid 308	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (¬ 𝐵 < (𝑝↑1) ↔ ¬ 𝐵 < 𝑝))
105	101, 104	bitrd 268	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → ((𝑝↑1) ≤ 𝐵 ↔ ¬ 𝐵 < 𝑝))
106	99, 105	sylibd 229	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → ((𝑝↑1) ∥ 𝐵 → ¬ 𝐵 < 𝑝))
107	106	ancoms 469	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → ((𝑝↑1) ∥ 𝐵 → ¬ 𝐵 < 𝑝))
108	107	con2d 129	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝐵 < 𝑝 → ¬ (𝑝↑1) ∥ 𝐵))
109	108	3impia 1261	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 < 𝑝) → ¬ (𝑝↑1) ∥ 𝐵)
110	65	3ad2ant2 1083	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 < 𝑝) → (𝑝↑1) ∥ 0)
111		idd 24	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 < 𝑝) → (((𝑝↑1) ∥ 0 → (𝑝↑1) ∥ 𝐵) → ((𝑝↑1) ∥ 0 → (𝑝↑1) ∥ 𝐵)))
112	110, 111	mpid 44	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 < 𝑝) → (((𝑝↑1) ∥ 0 → (𝑝↑1) ∥ 𝐵) → (𝑝↑1) ∥ 𝐵))
113	109, 112	mtod 189	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 < 𝑝) → ¬ ((𝑝↑1) ∥ 0 → (𝑝↑1) ∥ 𝐵))
114		biimp 205	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑝↑1) ∥ 0 ↔ (𝑝↑1) ∥ 𝐵) → ((𝑝↑1) ∥ 0 → (𝑝↑1) ∥ 𝐵))
115	113, 114	nsyl 135	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 < 𝑝) → ¬ ((𝑝↑1) ∥ 0 ↔ (𝑝↑1) ∥ 𝐵))
116	72	breq1d 4663	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑛 = 1 → ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵 ↔ (𝑝↑1) ∥ 𝐵))
117	74, 116	bibi12d 335	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑛 = 1 → (((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ((𝑝↑1) ∥ 0 ↔ (𝑝↑1) ∥ 𝐵)))
118	117	notbid 308	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑛 = 1 → (¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ¬ ((𝑝↑1) ∥ 0 ↔ (𝑝↑1) ∥ 𝐵)))
119	118	rspcev 3309	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((1 ∈ ℕ ∧ ¬ ((𝑝↑1) ∥ 0 ↔ (𝑝↑1) ∥ 𝐵)) → ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))
120	40, 115, 119	sylancr 695	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝐵 < 𝑝) → ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))
121	120	3expia 1267	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) → (𝐵 < 𝑝 → ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
122	121	reximdva 3017	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → (∃𝑝 ∈ ℙ 𝐵 < 𝑝 → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
123	97, 122	mpd 15	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))
124		rexnal2 3043	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑛 ∈ ℕ ¬ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ¬ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))
125	123, 124	sylib 208	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → ¬ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵))
126	125	imim2i 16	. . . . . . . . 9 ⊢ ((¬ 𝐵 = 0 → 𝐵 ∈ ℕ) → (¬ 𝐵 = 0 → ¬ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
127	96, 126	sylbi 207	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ0 → (¬ 𝐵 = 0 → ¬ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
128	127	con4d 114	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ0 → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐵 = 0))
129		eqcom 2629	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 = 0 ↔ 0 = 𝐵)
130	128, 129	syl6ib 241	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ0 → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 0 = 𝐵))
131		breq2 4657	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 = 0 → ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 0))
132	131	bibi1d 333	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 = 0 → (((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
133	132	2ralbidv 2989	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 = 0 → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))
134		eqeq1 2626	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 = 0 → (𝐴 = 𝐵 ↔ 0 = 𝐵))
135	133, 134	imbi12d 334	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 = 0 → ((∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵) ↔ (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 0 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 0 = 𝐵)))
136	130, 135	syl5ibr 236	. . . . 5 ⊢ (𝐴 = 0 → (𝐵 ∈ ℕ0 → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵)))
137	93, 136	jaoi 394	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∨ 𝐴 = 0) → (𝐵 ∈ ℕ0 → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵)))
138	137	imp 445	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℕ ∨ 𝐴 = 0) ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵))
139	4, 138	sylanb 489	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵) → 𝐴 = 𝐵))
140	3, 139	impbid2 216	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝑝↑𝑛) ∥ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑛) ∥ 𝐵)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∨ wo 383   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037   = wceq 1483   ∈ wcel 1990   ≠ wne 2794  ∀wral 2912  ∃wrex 2913   class class class wbr 4653  (class class class)co 6650  ℝcr 9935  0cc0 9936  1c1 9937   < clt 10074   ≤ cle 10075  ℕcn 11020  ℕ₀cn0 11292  ℤcz 11377  ↑cexp 12860   ∥ cdvds 14983  ℙcprime 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-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-rp 11833  df-fz 12327  df-fl 12593  df-mod 12669  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-gcd 15217  df-prm 15386

This theorem is referenced by: (None)