Metamath Proof Explorer


Theorem fmtno4prm

Description: The 4-th Fermat number (65537) is a prime (thefifth Fermat prime). (Contributed by AV, 28-Jul-2021)

Ref Expression
Assertion fmtno4prm FermatNo 4

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 4nn0 4 0
2 fmtno 4 0 FermatNo 4 = 2 2 4 + 1
3 1 2 ax-mp FermatNo 4 = 2 2 4 + 1
4 2nn 2
5 2nn0 2 0
6 5 1 nn0expcli 2 4 0
7 nnexpcl 2 2 4 0 2 2 4
8 4 6 7 mp2an 2 2 4
9 2re 2
10 nnexpcl 2 4 0 2 4
11 4 1 10 mp2an 2 4
12 1lt2 1 < 2
13 expgt1 2 2 4 1 < 2 1 < 2 2 4
14 9 11 12 13 mp3an 1 < 2 2 4
15 eluz2b2 2 2 4 2 2 2 4 1 < 2 2 4
16 8 14 15 mpbir2an 2 2 4 2
17 peano2uz 2 2 4 2 2 2 4 + 1 2
18 16 17 ax-mp 2 2 4 + 1 2
19 3 18 eqeltri FermatNo 4 2
20 elinel2 p 2 FermatNo 4 p
21 20 adantr p 2 FermatNo 4 p FermatNo 4 p
22 simpr p 2 FermatNo 4 p FermatNo 4 p FermatNo 4
23 elinel1 p 2 FermatNo 4 p 2 FermatNo 4
24 elfzle2 p 2 FermatNo 4 p FermatNo 4
25 23 24 syl p 2 FermatNo 4 p FermatNo 4
26 25 adantr p 2 FermatNo 4 p FermatNo 4 p FermatNo 4
27 fmtno4prmfac193 p p FermatNo 4 p FermatNo 4 p = 193
28 21 22 26 27 syl3anc p 2 FermatNo 4 p FermatNo 4 p = 193
29 fmtno4nprmfac193 ¬ 193 FermatNo 4
30 breq1 p = 193 p FermatNo 4 193 FermatNo 4
31 29 30 mtbiri p = 193 ¬ p FermatNo 4
32 28 31 syl p 2 FermatNo 4 p FermatNo 4 ¬ p FermatNo 4
33 32 pm2.01da p 2 FermatNo 4 ¬ p FermatNo 4
34 33 rgen p 2 FermatNo 4 ¬ p FermatNo 4
35 isprm7 FermatNo 4 FermatNo 4 2 p 2 FermatNo 4 ¬ p FermatNo 4
36 19 34 35 mpbir2an FermatNo 4