Metamath Proof Explorer


Theorem ppivalnnprm

Description: Value of a term of the prime-counting function pi for positive integers, according to Ján Mináč, for a prime number. (Contributed by AV, 10-Apr-2026)

Ref Expression
Assertion ppivalnnprm ⊢ P ∈ ℙ → P − 1 ! + 1 P − P − 1 ! P = 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 wilth ⊢ P ∈ ℙ ↔ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ P ∥ P − 1 ! + 1
2 eluzelz ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P ∈ ℤ
3 eluz2nn ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P ∈ ℕ
4 nnm1nn0 ⊢ P ∈ ℕ → P − 1 ∈ ℕ 0
5 3 4 syl ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P − 1 ∈ ℕ 0
6 5 faccld ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P − 1 ! ∈ ℕ
7 6 nnzd ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P − 1 ! ∈ ℤ
8 7 peano2zd ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P − 1 ! + 1 ∈ ℤ
9 divides ⊢ P ∈ ℤ ∧ P − 1 ! + 1 ∈ ℤ → P ∥ P − 1 ! + 1 ↔ ∃ m ∈ ℤ m ⁢ P = P − 1 ! + 1
10 2 8 9 syl2anc ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P ∥ P − 1 ! + 1 ↔ ∃ m ∈ ℤ m ⁢ P = P − 1 ! + 1
11 oveq1 ⊢ P − 1 ! + 1 = m ⁢ P → P − 1 ! + 1 P = m ⁢ P P
12 11 eqcoms ⊢ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! + 1 P = m ⁢ P P
13 zcn ⊢ m ∈ ℤ → m ∈ ℂ
14 13 adantl ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m ∈ ℂ
15 eluzelcn ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P ∈ ℂ
16 15 adantr ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → P ∈ ℂ
17 eluz2n0 ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P ≠ 0
18 17 adantr ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → P ≠ 0
19 14 16 18 divcan4d ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m ⁢ P P = m
20 12 19 sylan9eqr ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! + 1 P = m
21 6 nncnd ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P − 1 ! ∈ ℂ
22 pncan1 ⊢ P − 1 ! ∈ ℂ → P − 1 ! + 1 - 1 = P − 1 !
23 21 22 syl ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P − 1 ! + 1 - 1 = P − 1 !
24 23 eqcomd ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P − 1 ! = P − 1 ! + 1 - 1
25 24 adantr ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → P − 1 ! = P − 1 ! + 1 - 1
26 oveq1 ⊢ P − 1 ! + 1 = m ⁢ P → P − 1 ! + 1 - 1 = m ⁢ P − 1
27 26 eqcoms ⊢ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! + 1 - 1 = m ⁢ P − 1
28 25 27 sylan9eq ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! = m ⁢ P − 1
29 28 oveq1d ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! P = m ⁢ P − 1 P
30 simpr ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m ∈ ℤ
31 2 adantr ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → P ∈ ℤ
32 30 31 zmulcld ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m ⁢ P ∈ ℤ
33 32 zcnd ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m ⁢ P ∈ ℂ
34 1cnd ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → 1 ∈ ℂ
35 33 34 16 18 divsubdird ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m ⁢ P − 1 P = m ⁢ P P − 1 P
36 19 oveq1d ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m ⁢ P P − 1 P = m − 1 P
37 35 36 eqtrd ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m ⁢ P − 1 P = m − 1 P
38 37 adantr ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → m ⁢ P − 1 P = m − 1 P
39 29 38 eqtrd ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! P = m − 1 P
40 39 fveq2d ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! P = m − 1 P
41 3 anim1ci ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m ∈ ℤ ∧ P ∈ ℕ
42 flmrecm1 ⊢ m ∈ ℤ ∧ P ∈ ℕ → m − 1 P = m − 1
43 41 42 syl ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m − 1 P = m − 1
44 43 adantr ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → m − 1 P = m − 1
45 40 44 eqtrd ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! P = m − 1
46 20 45 oveq12d ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! + 1 P − P − 1 ! P = m − m − 1
47 46 fveq2d ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! + 1 P − P − 1 ! P = m − m − 1
48 1cnd ⊢ m ∈ ℤ → 1 ∈ ℂ
49 13 48 nncand ⊢ m ∈ ℤ → m − m − 1 = 1
50 49 fveq2d ⊢ m ∈ ℤ → m − m − 1 = 1
51 1z ⊢ 1 ∈ ℤ
52 flid ⊢ 1 ∈ ℤ → 1 = 1
53 51 52 mp1i ⊢ m ∈ ℤ → 1 = 1
54 50 53 eqtrd ⊢ m ∈ ℤ → m − m − 1 = 1
55 54 adantl ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m − m − 1 = 1
56 55 adantr ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → m − m − 1 = 1
57 47 56 eqtrd ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ ∧ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! + 1 P − P − 1 ! P = 1
58 57 ex ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ m ∈ ℤ → m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! + 1 P − P − 1 ! P = 1
59 58 rexlimdva ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → ∃ m ∈ ℤ m ⁢ P = P − 1 ! + 1 → P − 1 ! + 1 P − P − 1 ! P = 1
60 10 59 sylbid ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P ∥ P − 1 ! + 1 → P − 1 ! + 1 P − P − 1 ! P = 1
61 60 imp ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 ∧ P ∥ P − 1 ! + 1 → P − 1 ! + 1 P − P − 1 ! P = 1
62 1 61 sylbi ⊢ P ∈ ℙ → P − 1 ! + 1 P − P − 1 ! P = 1