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

Theorem pcqmul 15758
Description: Multiplication property of the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2014.)
Assertion
Ref Expression
pcqmul ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵)))

Proof of Theorem pcqmul
Dummy variables 𝑥 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp2l 1242 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐴 ∈ ℚ)
2 elq 11981 . . 3 (𝐴 ∈ ℚ ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦))
31, 2sylib 208 . 2 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦))
4 simp3l 1244 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐵 ∈ ℚ)
5 elq 11981 . . 3 (𝐵 ∈ ℚ ↔ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤))
64, 5sylib 208 . 2 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤))
7 reeanv 3243 . . 3 (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ (∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) ↔ (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)))
8 reeanv 3243 . . . . 5 (∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) ↔ (∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)))
9 simp2r 1243 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐴 ≠ 0)
10 simp3r 1245 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝐵 ≠ 0)
119, 10jca 555 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝐴 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 0))
1211ad2antrr 764 . . . . . . 7 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (𝐴 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 0))
13 simp1 1131 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → 𝑃 ∈ ℙ)
14 simprl 811 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → 𝑦 ∈ ℕ)
1514nncnd 11226 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
1614nnne0d 11255 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → 𝑦 ≠ 0)
1715, 16div0d 10990 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (0 / 𝑦) = 0)
18 oveq1 6818 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 0 → (𝑥 / 𝑦) = (0 / 𝑦))
1918eqeq1d 2760 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 0 → ((𝑥 / 𝑦) = 0 ↔ (0 / 𝑦) = 0))
2017, 19syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . 11 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (𝑥 = 0 → (𝑥 / 𝑦) = 0))
2120necon3d 2951 . . . . . . . . . 10 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥 / 𝑦) ≠ 0 → 𝑥 ≠ 0))
22 simprr 813 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → 𝑤 ∈ ℕ)
2322nncnd 11226 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → 𝑤 ∈ ℂ)
2422nnne0d 11255 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → 𝑤 ≠ 0)
2523, 24div0d 10990 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (0 / 𝑤) = 0)
26 oveq1 6818 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = 0 → (𝑧 / 𝑤) = (0 / 𝑤))
2726eqeq1d 2760 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = 0 → ((𝑧 / 𝑤) = 0 ↔ (0 / 𝑤) = 0))
2825, 27syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . 11 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (𝑧 = 0 → (𝑧 / 𝑤) = 0))
2928necon3d 2951 . . . . . . . . . 10 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑧 / 𝑤) ≠ 0 → 𝑧 ≠ 0))
30 simpll 807 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑃 ∈ ℙ)
31 simplrl 819 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑥 ∈ ℤ)
32 simplrr 820 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑧 ∈ ℤ)
3331, 32zmulcld 11678 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑥 · 𝑧) ∈ ℤ)
3431zcnd 11673 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑥 ∈ ℂ)
3532zcnd 11673 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑧 ∈ ℂ)
36 simprrl 823 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑥 ≠ 0)
37 simprrr 824 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑧 ≠ 0)
3834, 35, 36, 37mulne0d 10869 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑥 · 𝑧) ≠ 0)
3914adantrr 755 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑦 ∈ ℕ)
4022adantrr 755 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑤 ∈ ℕ)
4139, 40nnmulcld 11258 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑦 · 𝑤) ∈ ℕ)
42 pcdiv 15757 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ ((𝑥 · 𝑧) ∈ ℤ ∧ (𝑥 · 𝑧) ≠ 0) ∧ (𝑦 · 𝑤) ∈ ℕ) → (𝑃 pCnt ((𝑥 · 𝑧) / (𝑦 · 𝑤))) = ((𝑃 pCnt (𝑥 · 𝑧)) − (𝑃 pCnt (𝑦 · 𝑤))))
4330, 33, 38, 41, 42syl121anc 1482 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt ((𝑥 · 𝑧) / (𝑦 · 𝑤))) = ((𝑃 pCnt (𝑥 · 𝑧)) − (𝑃 pCnt (𝑦 · 𝑤))))
44 pcmul 15756 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≠ 0) ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ≠ 0)) → (𝑃 pCnt (𝑥 · 𝑧)) = ((𝑃 pCnt 𝑥) + (𝑃 pCnt 𝑧)))
4530, 31, 36, 32, 37, 44syl122anc 1486 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt (𝑥 · 𝑧)) = ((𝑃 pCnt 𝑥) + (𝑃 pCnt 𝑧)))
4639nnzd 11671 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑦 ∈ ℤ)
4716adantrr 755 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑦 ≠ 0)
4840nnzd 11671 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑤 ∈ ℤ)
4924adantrr 755 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑤 ≠ 0)
50 pcmul 15756 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ≠ 0) ∧ (𝑤 ∈ ℤ ∧ 𝑤 ≠ 0)) → (𝑃 pCnt (𝑦 · 𝑤)) = ((𝑃 pCnt 𝑦) + (𝑃 pCnt 𝑤)))
5130, 46, 47, 48, 49, 50syl122anc 1486 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt (𝑦 · 𝑤)) = ((𝑃 pCnt 𝑦) + (𝑃 pCnt 𝑤)))
5245, 51oveq12d 6829 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → ((𝑃 pCnt (𝑥 · 𝑧)) − (𝑃 pCnt (𝑦 · 𝑤))) = (((𝑃 pCnt 𝑥) + (𝑃 pCnt 𝑧)) − ((𝑃 pCnt 𝑦) + (𝑃 pCnt 𝑤))))
53 pczcl 15753 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≠ 0)) → (𝑃 pCnt 𝑥) ∈ ℕ0)
5430, 31, 36, 53syl12anc 1475 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt 𝑥) ∈ ℕ0)
5554nn0cnd 11543 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt 𝑥) ∈ ℂ)
56 pczcl 15753 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ≠ 0)) → (𝑃 pCnt 𝑧) ∈ ℕ0)
5730, 32, 37, 56syl12anc 1475 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt 𝑧) ∈ ℕ0)
5857nn0cnd 11543 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt 𝑧) ∈ ℂ)
5930, 39pccld 15755 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt 𝑦) ∈ ℕ0)
6059nn0cnd 11543 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt 𝑦) ∈ ℂ)
6130, 40pccld 15755 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt 𝑤) ∈ ℕ0)
6261nn0cnd 11543 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt 𝑤) ∈ ℂ)
6355, 58, 60, 62addsub4d 10629 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (((𝑃 pCnt 𝑥) + (𝑃 pCnt 𝑧)) − ((𝑃 pCnt 𝑦) + (𝑃 pCnt 𝑤))) = (((𝑃 pCnt 𝑥) − (𝑃 pCnt 𝑦)) + ((𝑃 pCnt 𝑧) − (𝑃 pCnt 𝑤))))
6443, 52, 633eqtrd 2796 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt ((𝑥 · 𝑧) / (𝑦 · 𝑤))) = (((𝑃 pCnt 𝑥) − (𝑃 pCnt 𝑦)) + ((𝑃 pCnt 𝑧) − (𝑃 pCnt 𝑤))))
6515adantrr 755 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑦 ∈ ℂ)
6623adantrr 755 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → 𝑤 ∈ ℂ)
6734, 65, 35, 66, 47, 49divmuldivd 11032 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → ((𝑥 / 𝑦) · (𝑧 / 𝑤)) = ((𝑥 · 𝑧) / (𝑦 · 𝑤)))
6867oveq2d 6827 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt ((𝑥 / 𝑦) · (𝑧 / 𝑤))) = (𝑃 pCnt ((𝑥 · 𝑧) / (𝑦 · 𝑤))))
69 pcdiv 15757 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑃 pCnt (𝑥 / 𝑦)) = ((𝑃 pCnt 𝑥) − (𝑃 pCnt 𝑦)))
7030, 31, 36, 39, 69syl121anc 1482 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt (𝑥 / 𝑦)) = ((𝑃 pCnt 𝑥) − (𝑃 pCnt 𝑦)))
71 pcdiv 15757 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ≠ 0) ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → (𝑃 pCnt (𝑧 / 𝑤)) = ((𝑃 pCnt 𝑧) − (𝑃 pCnt 𝑤)))
7230, 32, 37, 40, 71syl121anc 1482 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt (𝑧 / 𝑤)) = ((𝑃 pCnt 𝑧) − (𝑃 pCnt 𝑤)))
7370, 72oveq12d 6829 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → ((𝑃 pCnt (𝑥 / 𝑦)) + (𝑃 pCnt (𝑧 / 𝑤))) = (((𝑃 pCnt 𝑥) − (𝑃 pCnt 𝑦)) + ((𝑃 pCnt 𝑧) − (𝑃 pCnt 𝑤))))
7464, 68, 733eqtr4d 2802 . . . . . . . . . . 11 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0))) → (𝑃 pCnt ((𝑥 / 𝑦) · (𝑧 / 𝑤))) = ((𝑃 pCnt (𝑥 / 𝑦)) + (𝑃 pCnt (𝑧 / 𝑤))))
7574expr 644 . . . . . . . . . 10 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑧 ≠ 0) → (𝑃 pCnt ((𝑥 / 𝑦) · (𝑧 / 𝑤))) = ((𝑃 pCnt (𝑥 / 𝑦)) + (𝑃 pCnt (𝑧 / 𝑤)))))
7621, 29, 75syl2and 501 . . . . . . . . 9 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (((𝑥 / 𝑦) ≠ 0 ∧ (𝑧 / 𝑤) ≠ 0) → (𝑃 pCnt ((𝑥 / 𝑦) · (𝑧 / 𝑤))) = ((𝑃 pCnt (𝑥 / 𝑦)) + (𝑃 pCnt (𝑧 / 𝑤)))))
77 neeq1 2992 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → (𝐴 ≠ 0 ↔ (𝑥 / 𝑦) ≠ 0))
78 neeq1 2992 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 = (𝑧 / 𝑤) → (𝐵 ≠ 0 ↔ (𝑧 / 𝑤) ≠ 0))
7977, 78bi2anan9 953 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → ((𝐴 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 0) ↔ ((𝑥 / 𝑦) ≠ 0 ∧ (𝑧 / 𝑤) ≠ 0)))
80 oveq12 6820 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → (𝐴 · 𝐵) = ((𝑥 / 𝑦) · (𝑧 / 𝑤)))
8180oveq2d 6827 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = (𝑃 pCnt ((𝑥 / 𝑦) · (𝑧 / 𝑤))))
82 oveq2 6819 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) → (𝑃 pCnt 𝐴) = (𝑃 pCnt (𝑥 / 𝑦)))
83 oveq2 6819 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 = (𝑧 / 𝑤) → (𝑃 pCnt 𝐵) = (𝑃 pCnt (𝑧 / 𝑤)))
8482, 83oveqan12d 6830 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵)) = ((𝑃 pCnt (𝑥 / 𝑦)) + (𝑃 pCnt (𝑧 / 𝑤))))
8581, 84eqeq12d 2773 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → ((𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵)) ↔ (𝑃 pCnt ((𝑥 / 𝑦) · (𝑧 / 𝑤))) = ((𝑃 pCnt (𝑥 / 𝑦)) + (𝑃 pCnt (𝑧 / 𝑤)))))
8679, 85imbi12d 333 . . . . . . . . 9 ((𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → (((𝐴 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵))) ↔ (((𝑥 / 𝑦) ≠ 0 ∧ (𝑧 / 𝑤) ≠ 0) → (𝑃 pCnt ((𝑥 / 𝑦) · (𝑧 / 𝑤))) = ((𝑃 pCnt (𝑥 / 𝑦)) + (𝑃 pCnt (𝑧 / 𝑤))))))
8776, 86syl5ibrcom 237 . . . . . . . 8 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → ((𝐴 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵)))))
8813, 87sylanl1 685 . . . . . . 7 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → ((𝐴 ≠ 0 ∧ 𝐵 ≠ 0) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵)))))
8912, 88mpid 44 . . . . . 6 ((((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵))))
9089rexlimdvva 3174 . . . . 5 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ (𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵))))
918, 90syl5bir 233 . . . 4 (((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → ((∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵))))
9291rexlimdvva 3174 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑧 ∈ ℤ (∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵))))
937, 92syl5bir 233 . 2 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → ((∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝐴 = (𝑥 / 𝑦) ∧ ∃𝑧 ∈ ℤ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝐵 = (𝑧 / 𝑤)) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵))))
943, 6, 93mp2and 717 1 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ≠ 0) ∧ (𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ≠ 0)) → (𝑃 pCnt (𝐴 · 𝐵)) = ((𝑃 pCnt 𝐴) + (𝑃 pCnt 𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383  w3a 1072   = wceq 1630  wcel 2137  wne 2930  wrex 3049  (class class class)co 6811  cc 10124  0cc0 10126   + caddc 10129   · cmul 10131  cmin 10456   / cdiv 10874  cn 11210  0cn0 11482  cz 11567  cq 11979  cprime 15585   pCnt cpc 15741
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1986  ax-6 2052  ax-7 2088  ax-8 2139  ax-9 2146  ax-10 2166  ax-11 2181  ax-12 2194  ax-13 2389  ax-ext 2738  ax-sep 4931  ax-nul 4939  ax-pow 4990  ax-pr 5053  ax-un 7112  ax-cnex 10182  ax-resscn 10183  ax-1cn 10184  ax-icn 10185  ax-addcl 10186  ax-addrcl 10187  ax-mulcl 10188  ax-mulrcl 10189  ax-mulcom 10190  ax-addass 10191  ax-mulass 10192  ax-distr 10193  ax-i2m1 10194  ax-1ne0 10195  ax-1rid 10196  ax-rnegex 10197  ax-rrecex 10198  ax-cnre 10199  ax-pre-lttri 10200  ax-pre-lttrn 10201  ax-pre-ltadd 10202  ax-pre-mulgt0 10203  ax-pre-sup 10204
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2045  df-eu 2609  df-mo 2610  df-clab 2745  df-cleq 2751  df-clel 2754  df-nfc 2889  df-ne 2931  df-nel 3034  df-ral 3053  df-rex 3054  df-reu 3055  df-rmo 3056  df-rab 3057  df-v 3340  df-sbc 3575  df-csb 3673  df-dif 3716  df-un 3718  df-in 3720  df-ss 3727  df-pss 3729  df-nul 4057  df-if 4229  df-pw 4302  df-sn 4320  df-pr 4322  df-tp 4324  df-op 4326  df-uni 4587  df-iun 4672  df-br 4803  df-opab 4863  df-mpt 4880  df-tr 4903  df-id 5172  df-eprel 5177  df-po 5185  df-so 5186  df-fr 5223  df-we 5225  df-xp 5270  df-rel 5271  df-cnv 5272  df-co 5273  df-dm 5274  df-rn 5275  df-res 5276  df-ima 5277  df-pred 5839  df-ord 5885  df-on 5886  df-lim 5887  df-suc 5888  df-iota 6010  df-fun 6049  df-fn 6050  df-f 6051  df-f1 6052  df-fo 6053  df-f1o 6054  df-fv 6055  df-riota 6772  df-ov 6814  df-oprab 6815  df-mpt2 6816  df-om 7229  df-1st 7331  df-2nd 7332  df-wrecs 7574  df-recs 7635  df-rdg 7673  df-1o 7727  df-2o 7728  df-er 7909  df-en 8120  df-dom 8121  df-sdom 8122  df-fin 8123  df-sup 8511  df-inf 8512  df-pnf 10266  df-mnf 10267  df-xr 10268  df-ltxr 10269  df-le 10270  df-sub 10458  df-neg 10459  df-div 10875  df-nn 11211  df-2 11269  df-3 11270  df-n0 11483  df-z 11568  df-uz 11878  df-q 11980  df-rp 12024  df-fl 12785  df-mod 12861  df-seq 12994  df-exp 13053  df-cj 14036  df-re 14037  df-im 14038  df-sqrt 14172  df-abs 14173  df-dvds 15181  df-gcd 15417  df-prm 15586  df-pc 15742
This theorem is referenced by:  pcqdiv  15762  pcexp  15764  pcaddlem  15792  sylow1lem1  18211  padicabv  25516
  Copyright terms: Public domain W3C validator