MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  2lgslem1c Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 2lgslem1c 25317
Description: Lemma 3 for 2lgslem1 25318. (Contributed by AV, 19-Jun-2021.)
Assertion
Ref Expression
2lgslem1c ((𝑃 ∈ ℙ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃) → (⌊‘(𝑃 / 4)) ≤ ((𝑃 − 1) / 2))

Proof of Theorem 2lgslem1c
Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prmnn 15590 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
2 nnnn0 11491 . . . 4 (𝑃 ∈ ℕ → 𝑃 ∈ ℕ0)
3 oddnn02np1 15274 . . . 4 (𝑃 ∈ ℕ0 → (¬ 2 ∥ 𝑃 ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃))
41, 2, 33syl 18 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → (¬ 2 ∥ 𝑃 ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃))
5 iftrue 4236 . . . . . . . . . 10 (2 ∥ 𝑛 → if(2 ∥ 𝑛, (𝑛 / 2), ((𝑛 − 1) / 2)) = (𝑛 / 2))
65adantr 472 . . . . . . . . 9 ((2 ∥ 𝑛𝑛 ∈ ℕ0) → if(2 ∥ 𝑛, (𝑛 / 2), ((𝑛 − 1) / 2)) = (𝑛 / 2))
7 2nn 11377 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℕ
8 nn0ledivnn 12134 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 2 ∈ ℕ) → (𝑛 / 2) ≤ 𝑛)
97, 8mpan2 709 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 / 2) ≤ 𝑛)
109adantl 473 . . . . . . . . 9 ((2 ∥ 𝑛𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑛 / 2) ≤ 𝑛)
116, 10eqbrtrd 4826 . . . . . . . 8 ((2 ∥ 𝑛𝑛 ∈ ℕ0) → if(2 ∥ 𝑛, (𝑛 / 2), ((𝑛 − 1) / 2)) ≤ 𝑛)
12 iffalse 4239 . . . . . . . . . 10 (¬ 2 ∥ 𝑛 → if(2 ∥ 𝑛, (𝑛 / 2), ((𝑛 − 1) / 2)) = ((𝑛 − 1) / 2))
1312adantr 472 . . . . . . . . 9 ((¬ 2 ∥ 𝑛𝑛 ∈ ℕ0) → if(2 ∥ 𝑛, (𝑛 / 2), ((𝑛 − 1) / 2)) = ((𝑛 − 1) / 2))
14 nn0re 11493 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℝ)
15 peano2rem 10540 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℝ → (𝑛 − 1) ∈ ℝ)
1615rehalfcld 11471 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℝ → ((𝑛 − 1) / 2) ∈ ℝ)
1714, 16syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑛 − 1) / 2) ∈ ℝ)
1814rehalfcld 11471 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 / 2) ∈ ℝ)
1914lem1d 11149 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 − 1) ≤ 𝑛)
2014, 15syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 − 1) ∈ ℝ)
21 2re 11282 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℝ
22 2pos 11304 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 < 2
2321, 22pm3.2i 470 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)
2423a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ0 → (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2))
25 lediv1 11080 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑛 − 1) ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → ((𝑛 − 1) ≤ 𝑛 ↔ ((𝑛 − 1) / 2) ≤ (𝑛 / 2)))
2620, 14, 24, 25syl3anc 1477 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑛 − 1) ≤ 𝑛 ↔ ((𝑛 − 1) / 2) ≤ (𝑛 / 2)))
2719, 26mpbid 222 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑛 − 1) / 2) ≤ (𝑛 / 2))
2817, 18, 14, 27, 9letrd 10386 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑛 − 1) / 2) ≤ 𝑛)
2928adantl 473 . . . . . . . . 9 ((¬ 2 ∥ 𝑛𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑛 − 1) / 2) ≤ 𝑛)
3013, 29eqbrtrd 4826 . . . . . . . 8 ((¬ 2 ∥ 𝑛𝑛 ∈ ℕ0) → if(2 ∥ 𝑛, (𝑛 / 2), ((𝑛 − 1) / 2)) ≤ 𝑛)
3111, 30pm2.61ian 866 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ0 → if(2 ∥ 𝑛, (𝑛 / 2), ((𝑛 − 1) / 2)) ≤ 𝑛)
3231ad2antlr 765 . . . . . 6 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃) → if(2 ∥ 𝑛, (𝑛 / 2), ((𝑛 − 1) / 2)) ≤ 𝑛)
33 nn0z 11592 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℤ)
3433adantl 473 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℤ)
35 eqcom 2767 . . . . . . . 8 (((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃𝑃 = ((2 · 𝑛) + 1))
3635biimpi 206 . . . . . . 7 (((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃𝑃 = ((2 · 𝑛) + 1))
37 flodddiv4 15339 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℤ ∧ 𝑃 = ((2 · 𝑛) + 1)) → (⌊‘(𝑃 / 4)) = if(2 ∥ 𝑛, (𝑛 / 2), ((𝑛 − 1) / 2)))
3834, 36, 37syl2an 495 . . . . . 6 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃) → (⌊‘(𝑃 / 4)) = if(2 ∥ 𝑛, (𝑛 / 2), ((𝑛 − 1) / 2)))
39 oveq1 6820 . . . . . . . . . . 11 (𝑃 = ((2 · 𝑛) + 1) → (𝑃 − 1) = (((2 · 𝑛) + 1) − 1))
4039eqcoms 2768 . . . . . . . . . 10 (((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃 → (𝑃 − 1) = (((2 · 𝑛) + 1) − 1))
4140adantl 473 . . . . . . . . 9 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃) → (𝑃 − 1) = (((2 · 𝑛) + 1) − 1))
42 2nn0 11501 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℕ0
4342a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ0 → 2 ∈ ℕ0)
44 id 22 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0)
4543, 44nn0mulcld 11548 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0 → (2 · 𝑛) ∈ ℕ0)
4645nn0cnd 11545 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → (2 · 𝑛) ∈ ℂ)
47 pncan1 10646 . . . . . . . . . . 11 ((2 · 𝑛) ∈ ℂ → (((2 · 𝑛) + 1) − 1) = (2 · 𝑛))
4846, 47syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → (((2 · 𝑛) + 1) − 1) = (2 · 𝑛))
4948ad2antlr 765 . . . . . . . . 9 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃) → (((2 · 𝑛) + 1) − 1) = (2 · 𝑛))
5041, 49eqtrd 2794 . . . . . . . 8 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃) → (𝑃 − 1) = (2 · 𝑛))
5150oveq1d 6828 . . . . . . 7 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃) → ((𝑃 − 1) / 2) = ((2 · 𝑛) / 2))
52 nn0cn 11494 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℂ)
53 2cnd 11285 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → 2 ∈ ℂ)
54 2ne0 11305 . . . . . . . . . 10 2 ≠ 0
5554a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → 2 ≠ 0)
5652, 53, 55divcan3d 10998 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑛) / 2) = 𝑛)
5756ad2antlr 765 . . . . . . 7 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃) → ((2 · 𝑛) / 2) = 𝑛)
5851, 57eqtrd 2794 . . . . . 6 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃) → ((𝑃 − 1) / 2) = 𝑛)
5932, 38, 583brtr4d 4836 . . . . 5 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃) → (⌊‘(𝑃 / 4)) ≤ ((𝑃 − 1) / 2))
6059ex 449 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃 → (⌊‘(𝑃 / 4)) ≤ ((𝑃 − 1) / 2)))
6160rexlimdva 3169 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → (∃𝑛 ∈ ℕ0 ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑃 → (⌊‘(𝑃 / 4)) ≤ ((𝑃 − 1) / 2)))
624, 61sylbid 230 . 2 (𝑃 ∈ ℙ → (¬ 2 ∥ 𝑃 → (⌊‘(𝑃 / 4)) ≤ ((𝑃 − 1) / 2)))
6362imp 444 1 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑃) → (⌊‘(𝑃 / 4)) ≤ ((𝑃 − 1) / 2))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1632  wcel 2139  wne 2932  wrex 3051  ifcif 4230   class class class wbr 4804  cfv 6049  (class class class)co 6813  cc 10126  cr 10127  0cc0 10128  1c1 10129   + caddc 10131   · cmul 10133   < clt 10266  cle 10267  cmin 10458   / cdiv 10876  cn 11212  2c2 11262  4c4 11264  0cn0 11484  cz 11569  cfl 12785  cdvds 15182  cprime 15587
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114  ax-cnex 10184  ax-resscn 10185  ax-1cn 10186  ax-icn 10187  ax-addcl 10188  ax-addrcl 10189  ax-mulcl 10190  ax-mulrcl 10191  ax-mulcom 10192  ax-addass 10193  ax-mulass 10194  ax-distr 10195  ax-i2m1 10196  ax-1ne0 10197  ax-1rid 10198  ax-rnegex 10199  ax-rrecex 10200  ax-cnre 10201  ax-pre-lttri 10202  ax-pre-lttrn 10203  ax-pre-ltadd 10204  ax-pre-mulgt0 10205  ax-pre-sup 10206
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-riota 6774  df-ov 6816  df-oprab 6817  df-mpt2 6818  df-om 7231  df-wrecs 7576  df-recs 7637  df-rdg 7675  df-er 7911  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-sup 8513  df-inf 8514  df-pnf 10268  df-mnf 10269  df-xr 10270  df-ltxr 10271  df-le 10272  df-sub 10460  df-neg 10461  df-div 10877  df-nn 11213  df-2 11271  df-3 11272  df-4 11273  df-n0 11485  df-z 11570  df-uz 11880  df-rp 12026  df-fl 12787  df-dvds 15183  df-prm 15588
This theorem is referenced by:  2lgslem1  25318
  Copyright terms: Public domain W3C validator