Metamath Proof Explorer


Theorem lcmfunnnd

Description: Useful equation to calculate the least common multiple of 1 to n. (Contributed by metakunt, 29-Apr-2024)

Ref Expression
Hypothesis lcmfunnnd.1 ⊢ φ → N ∈ ℕ
Assertion lcmfunnnd ⊢ φ → lcm _ ⁡ 1 … N = lcm _ ⁡ 1 … N − 1 lcm N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcmfunnnd.1 ⊢ φ → N ∈ ℕ
2 1 nncnd ⊢ φ → N ∈ ℂ
3 1cnd ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
4 2 3 npcand ⊢ φ → N - 1 + 1 = N
5 4 oveq2d ⊢ φ → 1 … N - 1 + 1 = 1 … N
6 nnm1nn0 ⊢ N ∈ ℕ → N − 1 ∈ ℕ 0
7 1 6 syl ⊢ φ → N − 1 ∈ ℕ 0
8 nn0uz ⊢ ℕ 0 = ℤ ≥ 0
9 8 eleq2i ⊢ N − 1 ∈ ℕ 0 ↔ N − 1 ∈ ℤ ≥ 0
10 7 9 sylib ⊢ φ → N − 1 ∈ ℤ ≥ 0
11 1m1e0 ⊢ 1 − 1 = 0
12 11 fveq2i ⊢ ℤ ≥ 1 − 1 = ℤ ≥ 0
13 12 eleq2i ⊢ N − 1 ∈ ℤ ≥ 1 − 1 ↔ N − 1 ∈ ℤ ≥ 0
14 13 a1i ⊢ φ → N − 1 ∈ ℤ ≥ 1 − 1 ↔ N − 1 ∈ ℤ ≥ 0
15 10 14 mpbird ⊢ φ → N − 1 ∈ ℤ ≥ 1 − 1
16 1z ⊢ 1 ∈ ℤ
17 fzsuc2 ⊢ 1 ∈ ℤ ∧ N − 1 ∈ ℤ ≥ 1 − 1 → 1 … N - 1 + 1 = 1 … N − 1 ∪ N - 1 + 1
18 16 17 mpan ⊢ N − 1 ∈ ℤ ≥ 1 − 1 → 1 … N - 1 + 1 = 1 … N − 1 ∪ N - 1 + 1
19 15 18 syl ⊢ φ → 1 … N - 1 + 1 = 1 … N − 1 ∪ N - 1 + 1
20 5 19 eqtr3d ⊢ φ → 1 … N = 1 … N − 1 ∪ N - 1 + 1
21 4 sneqd ⊢ φ → N - 1 + 1 = N
22 21 uneq2d ⊢ φ → 1 … N − 1 ∪ N - 1 + 1 = 1 … N − 1 ∪ N
23 20 22 eqtrd ⊢ φ → 1 … N = 1 … N − 1 ∪ N
24 23 fveq2d ⊢ φ → lcm _ ⁡ 1 … N = lcm _ ⁡ 1 … N − 1 ∪ N
25 fzssz ⊢ 1 … N − 1 ⊆ ℤ
26 25 a1i ⊢ φ → 1 … N − 1 ⊆ ℤ
27 fzfi ⊢ 1 … N − 1 ∈ Fin
28 27 a1i ⊢ φ → 1 … N − 1 ∈ Fin
29 nnz ⊢ N ∈ ℕ → N ∈ ℤ
30 1 29 syl ⊢ φ → N ∈ ℤ
31 26 28 30 3jca ⊢ φ → 1 … N − 1 ⊆ ℤ ∧ 1 … N − 1 ∈ Fin ∧ N ∈ ℤ
32 lcmfunsn ⊢ 1 … N − 1 ⊆ ℤ ∧ 1 … N − 1 ∈ Fin ∧ N ∈ ℤ → lcm _ ⁡ 1 … N − 1 ∪ N = lcm _ ⁡ 1 … N − 1 lcm N
33 31 32 syl ⊢ φ → lcm _ ⁡ 1 … N − 1 ∪ N = lcm _ ⁡ 1 … N − 1 lcm N
34 24 33 eqtrd ⊢ φ → lcm _ ⁡ 1 … N = lcm _ ⁡ 1 … N − 1 lcm N