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Theorem ppidif

Description: The difference of the prime-counting function ppi at two points counts the number of primes in an interval. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Sep-2014)

Ref Expression
Assertion ppidif NMπ_Nπ_M=M+1N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eluzelz NMN
2 eluzel2 NMM
3 2z 2
4 ifcl M2ifM2M2
5 2 3 4 sylancl NMifM2M2
6 3 a1i NM2
7 2 zred NMM
8 2re 2
9 min2 M2ifM2M22
10 7 8 9 sylancl NMifM2M22
11 eluz2 2ifM2M2ifM2M22ifM2M22
12 5 6 10 11 syl3anbrc NM2ifM2M2
13 ppival2g N2ifM2M2π_N=ifM2M2N
14 1 12 13 syl2anc NMπ_N=ifM2M2N
15 min1 M2ifM2M2M
16 7 8 15 sylancl NMifM2M2M
17 eluz2 MifM2M2ifM2M2MifM2M2M
18 5 2 16 17 syl3anbrc NMMifM2M2
19 id NMNM
20 elfzuzb MifM2M2NMifM2M2NM
21 18 19 20 sylanbrc NMMifM2M2N
22 fzsplit MifM2M2NifM2M2N=ifM2M2MM+1N
23 21 22 syl NMifM2M2N=ifM2M2MM+1N
24 23 ineq1d NMifM2M2N=ifM2M2MM+1N
25 indir ifM2M2MM+1N=ifM2M2MM+1N
26 24 25 eqtrdi NMifM2M2N=ifM2M2MM+1N
27 26 fveq2d NMifM2M2N=ifM2M2MM+1N
28 fzfi ifM2M2MFin
29 inss1 ifM2M2MifM2M2M
30 ssfi ifM2M2MFinifM2M2MifM2M2MifM2M2MFin
31 28 29 30 mp2an ifM2M2MFin
32 fzfi M+1NFin
33 inss1 M+1NM+1N
34 ssfi M+1NFinM+1NM+1NM+1NFin
35 32 33 34 mp2an M+1NFin
36 7 ltp1d NMM<M+1
37 fzdisj M<M+1ifM2M2MM+1N=
38 36 37 syl NMifM2M2MM+1N=
39 38 ineq1d NMifM2M2MM+1N=
40 inindir ifM2M2MM+1N=ifM2M2MM+1N
41 0in =
42 39 40 41 3eqtr3g NMifM2M2MM+1N=
43 hashun ifM2M2MFinM+1NFinifM2M2MM+1N=ifM2M2MM+1N=ifM2M2M+M+1N
44 31 35 42 43 mp3an12i NMifM2M2MM+1N=ifM2M2M+M+1N
45 14 27 44 3eqtrd NMπ_N=ifM2M2M+M+1N
46 ppival2g M2ifM2M2π_M=ifM2M2M
47 2 12 46 syl2anc NMπ_M=ifM2M2M
48 45 47 oveq12d NMπ_Nπ_M=ifM2M2M+M+1N-ifM2M2M
49 hashcl ifM2M2MFinifM2M2M0
50 31 49 ax-mp ifM2M2M0
51 50 nn0cni ifM2M2M
52 hashcl M+1NFinM+1N0
53 35 52 ax-mp M+1N0
54 53 nn0cni M+1N
55 pncan2 ifM2M2MM+1NifM2M2M+M+1N-ifM2M2M=M+1N
56 51 54 55 mp2an ifM2M2M+M+1N-ifM2M2M=M+1N
57 48 56 eqtrdi NMπ_Nπ_M=M+1N