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Theorem pcqmul

Description: Multiplication property of the prime power function. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2014)

Ref Expression
Assertion pcqmul P A A 0 B B 0 P pCnt A B = P pCnt A + P pCnt B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simp2l P A A 0 B B 0 A
2 elq A x y A = x y
3 1 2 sylib P A A 0 B B 0 x y A = x y
4 simp3l P A A 0 B B 0 B
5 elq B z w B = z w
6 4 5 sylib P A A 0 B B 0 z w B = z w
7 reeanv x z y A = x y w B = z w x y A = x y z w B = z w
8 reeanv y w A = x y B = z w y A = x y w B = z w
9 simp2r P A A 0 B B 0 A 0
10 simp3r P A A 0 B B 0 B 0
11 9 10 jca P A A 0 B B 0 A 0 B 0
12 11 ad2antrr P A A 0 B B 0 x z y w A 0 B 0
13 simp1 P A A 0 B B 0 P
14 simprl P x z y w y
15 14 nncnd P x z y w y
16 14 nnne0d P x z y w y 0
17 15 16 div0d P x z y w 0 y = 0
18 oveq1 x = 0 x y = 0 y
19 18 eqeq1d x = 0 x y = 0 0 y = 0
20 17 19 syl5ibrcom P x z y w x = 0 x y = 0
21 20 necon3d P x z y w x y 0 x 0
22 simprr P x z y w w
23 22 nncnd P x z y w w
24 22 nnne0d P x z y w w 0
25 23 24 div0d P x z y w 0 w = 0
26 oveq1 z = 0 z w = 0 w
27 26 eqeq1d z = 0 z w = 0 0 w = 0
28 25 27 syl5ibrcom P x z y w z = 0 z w = 0
29 28 necon3d P x z y w z w 0 z 0
30 simpll P x z y w x 0 z 0 P
31 simplrl P x z y w x 0 z 0 x
32 simplrr P x z y w x 0 z 0 z
33 31 32 zmulcld P x z y w x 0 z 0 x z
34 31 zcnd P x z y w x 0 z 0 x
35 32 zcnd P x z y w x 0 z 0 z
36 simprrl P x z y w x 0 z 0 x 0
37 simprrr P x z y w x 0 z 0 z 0
38 34 35 36 37 mulne0d P x z y w x 0 z 0 x z 0
39 14 adantrr P x z y w x 0 z 0 y
40 22 adantrr P x z y w x 0 z 0 w
41 39 40 nnmulcld P x z y w x 0 z 0 y w
42 pcdiv P x z x z 0 y w P pCnt x z y w = P pCnt x z P pCnt y w
43 30 33 38 41 42 syl121anc P x z y w x 0 z 0 P pCnt x z y w = P pCnt x z P pCnt y w
44 pcmul P x x 0 z z 0 P pCnt x z = P pCnt x + P pCnt z
45 30 31 36 32 37 44 syl122anc P x z y w x 0 z 0 P pCnt x z = P pCnt x + P pCnt z
46 39 nnzd P x z y w x 0 z 0 y
47 16 adantrr P x z y w x 0 z 0 y 0
48 40 nnzd P x z y w x 0 z 0 w
49 24 adantrr P x z y w x 0 z 0 w 0
50 pcmul P y y 0 w w 0 P pCnt y w = P pCnt y + P pCnt w
51 30 46 47 48 49 50 syl122anc P x z y w x 0 z 0 P pCnt y w = P pCnt y + P pCnt w
52 45 51 oveq12d P x z y w 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 P x x 0 P pCnt x 0
54 30 31 36 53 syl12anc P x z y w x 0 z 0 P pCnt x 0
55 54 nn0cnd P x z y w x 0 z 0 P pCnt x
56 pczcl P z z 0 P pCnt z 0
57 30 32 37 56 syl12anc P x z y w x 0 z 0 P pCnt z 0
58 57 nn0cnd P x z y w x 0 z 0 P pCnt z
59 30 39 pccld P x z y w x 0 z 0 P pCnt y 0
60 59 nn0cnd P x z y w x 0 z 0 P pCnt y
61 30 40 pccld P x z y w x 0 z 0 P pCnt w 0
62 61 nn0cnd P x z y w x 0 z 0 P pCnt w
63 55 58 60 62 addsub4d P x z y w 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
64 43 52 63 3eqtrd P x z y w x 0 z 0 P pCnt x z y w = P pCnt x P pCnt y + P pCnt z - P pCnt w
65 15 adantrr P x z y w x 0 z 0 y
66 23 adantrr P x z y w x 0 z 0 w
67 34 65 35 66 47 49 divmuldivd P x z y w x 0 z 0 x y z w = x z y w
68 67 oveq2d P x z y w x 0 z 0 P pCnt x y z w = P pCnt x z y w
69 pcdiv P x x 0 y P pCnt x y = P pCnt x P pCnt y
70 30 31 36 39 69 syl121anc P x z y w x 0 z 0 P pCnt x y = P pCnt x P pCnt y
71 pcdiv P z z 0 w P pCnt z w = P pCnt z P pCnt w
72 30 32 37 40 71 syl121anc P x z y w x 0 z 0 P pCnt z w = P pCnt z P pCnt w
73 70 72 oveq12d P x z y w x 0 z 0 P pCnt x y + P pCnt z w = P pCnt x P pCnt y + P pCnt z - P pCnt w
74 64 68 73 3eqtr4d P x z y w x 0 z 0 P pCnt x y z w = P pCnt x y + P pCnt z w
75 74 expr P x z y w x 0 z 0 P pCnt x y z w = P pCnt x y + P pCnt z w
76 21 29 75 syl2and P x z y w x y 0 z w 0 P pCnt x y z w = P pCnt x y + P pCnt z w
77 neeq1 A = x y A 0 x y 0
78 neeq1 B = z w B 0 z w 0
79 77 78 bi2anan9 A = x y B = z w A 0 B 0 x y 0 z w 0
80 oveq12 A = x y B = z w A B = x y z w
81 80 oveq2d A = x y B = z w P pCnt A B = P pCnt x y z w
82 oveq2 A = x y P pCnt A = P pCnt x y
83 oveq2 B = z w P pCnt B = P pCnt z w
84 82 83 oveqan12d A = x y B = z w P pCnt A + P pCnt B = P pCnt x y + P pCnt z w
85 81 84 eqeq12d 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
86 79 85 imbi12d 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
87 76 86 syl5ibrcom P x z y w A = x y B = z w A 0 B 0 P pCnt A B = P pCnt A + P pCnt B
88 13 87 sylanl1 P A A 0 B B 0 x z y w A = x y B = z w A 0 B 0 P pCnt A B = P pCnt A + P pCnt B
89 12 88 mpid P A A 0 B B 0 x z y w A = x y B = z w P pCnt A B = P pCnt A + P pCnt B
90 89 rexlimdvva P A A 0 B B 0 x z y w A = x y B = z w P pCnt A B = P pCnt A + P pCnt B
91 8 90 syl5bir P A A 0 B B 0 x z y A = x y w B = z w P pCnt A B = P pCnt A + P pCnt B
92 91 rexlimdvva P A A 0 B B 0 x z y A = x y w B = z w P pCnt A B = P pCnt A + P pCnt B
93 7 92 syl5bir P A A 0 B B 0 x y A = x y z w B = z w P pCnt A B = P pCnt A + P pCnt B
94 3 6 93 mp2and P A A 0 B B 0 P pCnt A B = P pCnt A + P pCnt B