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 FermatNo4

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 4nn0 40
2 fmtno 40FermatNo4=224+1
3 1 2 ax-mp FermatNo4=224+1
4 2nn 2
5 2nn0 20
6 5 1 nn0expcli 240
7 nnexpcl 2240224
8 4 6 7 mp2an 224
9 2re 2
10 nnexpcl 24024
11 4 1 10 mp2an 24
12 1lt2 1<2
13 expgt1 2241<21<224
14 9 11 12 13 mp3an 1<224
15 eluz2b2 22422241<224
16 8 14 15 mpbir2an 2242
17 peano2uz 2242224+12
18 16 17 ax-mp 224+12
19 3 18 eqeltri FermatNo42
20 elinel2 p2FermatNo4p
21 20 adantr p2FermatNo4pFermatNo4p
22 simpr p2FermatNo4pFermatNo4pFermatNo4
23 elinel1 p2FermatNo4p2FermatNo4
24 elfzle2 p2FermatNo4pFermatNo4
25 23 24 syl p2FermatNo4pFermatNo4
26 25 adantr p2FermatNo4pFermatNo4pFermatNo4
27 fmtno4prmfac193 ppFermatNo4pFermatNo4p=193
28 21 22 26 27 syl3anc p2FermatNo4pFermatNo4p=193
29 fmtno4nprmfac193 ¬193FermatNo4
30 breq1 p=193pFermatNo4193FermatNo4
31 29 30 mtbiri p=193¬pFermatNo4
32 28 31 syl p2FermatNo4pFermatNo4¬pFermatNo4
33 32 pm2.01da p2FermatNo4¬pFermatNo4
34 33 rgen p2FermatNo4¬pFermatNo4
35 isprm7 FermatNo4FermatNo42p2FermatNo4¬pFermatNo4
36 19 34 35 mpbir2an FermatNo4