Metamath Proof Explorer


Theorem prmgaplem7

Description: Lemma for prmgap . (Contributed by AV, 12-Aug-2020) (Proof shortened by AV, 10-Jul-2022)

Ref Expression
Hypotheses prmgaplem7.n ⊢ φ → N ∈ ℕ
prmgaplem7.f ⊢ φ → F ∈ ℕ ℕ
prmgaplem7.i ⊢ φ → ∀ i ∈ 2 … N 1 < F ⁡ N + i gcd i
Assertion prmgaplem7 ⊢ φ → ∃ p ∈ ℙ ∃ q ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ z ∈ p + 1 ..^ q z ∉ ℙ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prmgaplem7.n ⊢ φ → N ∈ ℕ
2 prmgaplem7.f ⊢ φ → F ∈ ℕ ℕ
3 prmgaplem7.i ⊢ φ → ∀ i ∈ 2 … N 1 < F ⁡ N + i gcd i
4 elmapi ⊢ F ∈ ℕ ℕ → F : ℕ ⟶ ℕ
5 2 4 syl ⊢ φ → F : ℕ ⟶ ℕ
6 5 1 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ N ∈ ℕ
7 elnnuz ⊢ F ⁡ N ∈ ℕ ↔ F ⁡ N ∈ ℤ ≥ 1
8 7 bilani ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N ∈ ℤ ≥ 1
9 2z ⊢ 2 ∈ ℤ
10 9 eluzaddi ⊢ F ⁡ N ∈ ℤ ≥ 1 → F ⁡ N + 2 ∈ ℤ ≥ 1 + 2
11 8 10 syl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + 2 ∈ ℤ ≥ 1 + 2
12 1p2e3 ⊢ 1 + 2 = 3
13 12 eqcomi ⊢ 3 = 1 + 2
14 13 fveq2i ⊢ ℤ ≥ 3 = ℤ ≥ 1 + 2
15 11 14 eleqtrrdi ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + 2 ∈ ℤ ≥ 3
16 prmgaplem5 ⊢ F ⁡ N + 2 ∈ ℤ ≥ 3 → ∃ p ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ
17 15 16 syl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ∃ p ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ
18 1 anim1ci ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N ∈ ℕ ∧ N ∈ ℕ
19 nnaddcl ⊢ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ N ∈ ℕ → F ⁡ N + N ∈ ℕ
20 18 19 syl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + N ∈ ℕ
21 prmgaplem6 ⊢ F ⁡ N + N ∈ ℕ → ∃ q ∈ ℙ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ
22 20 21 syl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ∃ q ∈ ℙ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ
23 reeanv ⊢ ∃ p ∈ ℙ ∃ q ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ ↔ ∃ p ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ ∃ q ∈ ℙ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ
24 simprll ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ ∧ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → p < F ⁡ N + 2
25 simprrl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ ∧ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → F ⁡ N + N < q
26 nnz ⊢ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N ∈ ℤ
27 26 adantl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N ∈ ℤ
28 9 a1i ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 2 ∈ ℤ
29 27 28 zaddcld ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + 2 ∈ ℤ
30 29 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → F ⁡ N + 2 ∈ ℤ
31 30 anim1ci ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ ∧ z ∈ p + 1 ..^ q → z ∈ p + 1 ..^ q ∧ F ⁡ N + 2 ∈ ℤ
32 fzospliti ⊢ z ∈ p + 1 ..^ q ∧ F ⁡ N + 2 ∈ ℤ → z ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 ∨ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q
33 31 32 syl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ ∧ z ∈ p + 1 ..^ q → z ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 ∨ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q
34 33 ex ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → z ∈ p + 1 ..^ q → z ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 ∨ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q
35 neleq1 ⊢ r = z → r ∉ ℙ ↔ z ∉ ℙ
36 35 rspcv ⊢ z ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 → ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ → z ∉ ℙ
37 36 adantld ⊢ z ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ → z ∉ ℙ
38 37 adantrd ⊢ z ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
39 38 a1d ⊢ z ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
40 20 nnzd ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + N ∈ ℤ
41 40 peano2zd ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + N + 1 ∈ ℤ
42 41 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → F ⁡ N + N + 1 ∈ ℤ
43 42 anim1ci ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q ∧ F ⁡ N + N + 1 ∈ ℤ
44 fzospliti ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q ∧ F ⁡ N + N + 1 ∈ ℤ → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 ∨ z ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q
45 43 44 syl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 ∨ z ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q
46 45 ex ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 ∨ z ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q
47 1 nnzd ⊢ φ → N ∈ ℤ
48 fzshftral ⊢ 2 ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ ∧ F ⁡ N ∈ ℤ → ∀ i ∈ 2 … N 1 < F ⁡ N + i gcd i ↔ ∀ j ∈ 2 + F ⁡ N … N + F ⁡ N [˙j − F ⁡ N / i]˙ 1 < F ⁡ N + i gcd i
49 9 47 26 48 mp3an3an ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ∀ i ∈ 2 … N 1 < F ⁡ N + i gcd i ↔ ∀ j ∈ 2 + F ⁡ N … N + F ⁡ N [˙j − F ⁡ N / i]˙ 1 < F ⁡ N + i gcd i
50 2cnd ⊢ φ → 2 ∈ ℂ
51 nncn ⊢ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N ∈ ℂ
52 addcom ⊢ 2 ∈ ℂ ∧ F ⁡ N ∈ ℂ → 2 + F ⁡ N = F ⁡ N + 2
53 50 51 52 syl2an ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 2 + F ⁡ N = F ⁡ N + 2
54 1 nncnd ⊢ φ → N ∈ ℂ
55 addcom ⊢ N ∈ ℂ ∧ F ⁡ N ∈ ℂ → N + F ⁡ N = F ⁡ N + N
56 54 51 55 syl2an ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → N + F ⁡ N = F ⁡ N + N
57 53 56 oveq12d ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 2 + F ⁡ N … N + F ⁡ N = F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N
58 ovex ⊢ j − F ⁡ N ∈ V
59 sbcbr2g ⊢ j − F ⁡ N ∈ V → [˙j − F ⁡ N / i]˙ 1 < F ⁡ N + i gcd i ↔ 1 < ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i gcd i
60 58 59 mp1i ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → [˙j − F ⁡ N / i]˙ 1 < F ⁡ N + i gcd i ↔ 1 < ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i gcd i
61 csbov12g ⊢ j − F ⁡ N ∈ V → ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i gcd i = ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i gcd ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ i
62 58 61 mp1i ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i gcd i = ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i gcd ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ i
63 csbov2g ⊢ j − F ⁡ N ∈ V → ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i = F ⁡ N + ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ i
64 58 63 mp1i ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i = F ⁡ N + ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ i
65 csbvarg ⊢ j − F ⁡ N ∈ V → ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ i = j − F ⁡ N
66 65 oveq2d ⊢ j − F ⁡ N ∈ V → F ⁡ N + ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ i = F ⁡ N + j - F ⁡ N
67 58 66 mp1i ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ i = F ⁡ N + j - F ⁡ N
68 64 67 eqtrd ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i = F ⁡ N + j - F ⁡ N
69 58 65 mp1i ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ i = j − F ⁡ N
70 68 69 oveq12d ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i gcd ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ i = F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N
71 62 70 eqtrd ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i gcd i = F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N
72 71 breq2d ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 1 < ⦋ j − F ⁡ N / i⦌ F ⁡ N + i gcd i ↔ 1 < F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N
73 60 72 bitrd ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → [˙j − F ⁡ N / i]˙ 1 < F ⁡ N + i gcd i ↔ 1 < F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N
74 57 73 raleqbidv ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ∀ j ∈ 2 + F ⁡ N … N + F ⁡ N [˙j − F ⁡ N / i]˙ 1 < F ⁡ N + i gcd i ↔ ∀ j ∈ F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N 1 < F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N
75 fzval3 ⊢ F ⁡ N + N ∈ ℤ → F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N = F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1
76 75 eqcomd ⊢ F ⁡ N + N ∈ ℤ → F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 = F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N
77 40 76 syl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 = F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N
78 77 eleq2d ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 ↔ z ∈ F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N
79 78 biimpa ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∈ F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N
80 oveq1 ⊢ j = z → j − F ⁡ N = z − F ⁡ N
81 80 oveq2d ⊢ j = z → F ⁡ N + j - F ⁡ N = F ⁡ N + z - F ⁡ N
82 81 80 oveq12d ⊢ j = z → F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N = F ⁡ N + z - F ⁡ N gcd z − F ⁡ N
83 82 breq2d ⊢ j = z → 1 < F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N ↔ 1 < F ⁡ N + z - F ⁡ N gcd z − F ⁡ N
84 83 rspcv ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N → ∀ j ∈ F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N 1 < F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N → 1 < F ⁡ N + z - F ⁡ N gcd z − F ⁡ N
85 79 84 syl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → ∀ j ∈ F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N 1 < F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N → 1 < F ⁡ N + z - F ⁡ N gcd z − F ⁡ N
86 51 adantl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N ∈ ℂ
87 elfzoelz ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∈ ℤ
88 87 zcnd ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∈ ℂ
89 pncan3 ⊢ F ⁡ N ∈ ℂ ∧ z ∈ ℂ → F ⁡ N + z - F ⁡ N = z
90 86 88 89 syl2an ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → F ⁡ N + z - F ⁡ N = z
91 90 oveq1d ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → F ⁡ N + z - F ⁡ N gcd z − F ⁡ N = z gcd z − F ⁡ N
92 87 adantl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∈ ℤ
93 zsubcl ⊢ z ∈ ℤ ∧ F ⁡ N ∈ ℤ → z − F ⁡ N ∈ ℤ
94 87 27 93 syl2anr ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z − F ⁡ N ∈ ℤ
95 92 94 gcdcomd ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z gcd z − F ⁡ N = z − F ⁡ N gcd z
96 91 95 eqtrd ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → F ⁡ N + z - F ⁡ N gcd z − F ⁡ N = z − F ⁡ N gcd z
97 96 breq2d ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → 1 < F ⁡ N + z - F ⁡ N gcd z − F ⁡ N ↔ 1 < z − F ⁡ N gcd z
98 elfzo2 ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 ↔ z ∈ ℤ ≥ F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N + 1 ∈ ℤ ∧ z < F ⁡ N + N + 1
99 eluz2 ⊢ z ∈ ℤ ≥ F ⁡ N + 2 ↔ F ⁡ N + 2 ∈ ℤ ∧ z ∈ ℤ ∧ F ⁡ N + 2 ≤ z
100 nnre ⊢ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N ∈ ℝ
101 100 ad2antll ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N ∈ ℝ
102 2rp ⊢ 2 ∈ ℝ +
103 102 a1i ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ +
104 101 103 ltaddrpd ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N < F ⁡ N + 2
105 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
106 105 a1i ⊢ F ⁡ N ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ
107 100 106 readdcld ⊢ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + 2 ∈ ℝ
108 107 ad2antll ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + 2 ∈ ℝ
109 zre ⊢ z ∈ ℤ → z ∈ ℝ
110 109 adantr ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → z ∈ ℝ
111 ltletr ⊢ F ⁡ N ∈ ℝ ∧ F ⁡ N + 2 ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → F ⁡ N < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + 2 ≤ z → F ⁡ N < z
112 101 108 110 111 syl3anc ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + 2 ≤ z → F ⁡ N < z
113 104 112 mpand ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + 2 ≤ z → F ⁡ N < z
114 113 impancom ⊢ z ∈ ℤ ∧ F ⁡ N + 2 ≤ z → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N < z
115 114 3adant1 ⊢ F ⁡ N + 2 ∈ ℤ ∧ z ∈ ℤ ∧ F ⁡ N + 2 ≤ z → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N < z
116 99 115 sylbi ⊢ z ∈ ℤ ≥ F ⁡ N + 2 → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N < z
117 116 3ad2ant1 ⊢ z ∈ ℤ ≥ F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N + 1 ∈ ℤ ∧ z < F ⁡ N + N + 1 → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N < z
118 98 117 sylbi ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N < z
119 118 impcom ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → F ⁡ N < z
120 100 adantl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N ∈ ℝ
121 87 zred ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∈ ℝ
122 posdif ⊢ F ⁡ N ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → F ⁡ N < z ↔ 0 < z − F ⁡ N
123 120 121 122 syl2an ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → F ⁡ N < z ↔ 0 < z − F ⁡ N
124 119 123 mpbid ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → 0 < z − F ⁡ N
125 elnnz ⊢ z − F ⁡ N ∈ ℕ ↔ z − F ⁡ N ∈ ℤ ∧ 0 < z − F ⁡ N
126 94 124 125 sylanbrc ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z − F ⁡ N ∈ ℕ
127 105 a1i ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ
128 nngt0 ⊢ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < F ⁡ N
129 128 ad2antll ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < F ⁡ N
130 2pos ⊢ 0 < 2
131 130 a1i ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < 2
132 101 127 129 131 addgt0d ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < F ⁡ N + 2
133 0red ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 ∈ ℝ
134 ltletr ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ F ⁡ N + 2 ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 0 < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + 2 ≤ z → 0 < z
135 133 108 110 134 syl3anc ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + 2 ≤ z → 0 < z
136 132 135 mpand ⊢ z ∈ ℤ ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → F ⁡ N + 2 ≤ z → 0 < z
137 136 impancom ⊢ z ∈ ℤ ∧ F ⁡ N + 2 ≤ z → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < z
138 137 3adant1 ⊢ F ⁡ N + 2 ∈ ℤ ∧ z ∈ ℤ ∧ F ⁡ N + 2 ≤ z → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < z
139 99 138 sylbi ⊢ z ∈ ℤ ≥ F ⁡ N + 2 → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < z
140 139 3ad2ant1 ⊢ z ∈ ℤ ≥ F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N + 1 ∈ ℤ ∧ z < F ⁡ N + N + 1 → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < z
141 98 140 sylbi ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < z
142 141 impcom ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → 0 < z
143 elnnz ⊢ z ∈ ℕ ↔ z ∈ ℤ ∧ 0 < z
144 92 142 143 sylanbrc ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∈ ℕ
145 128 adantl ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → 0 < F ⁡ N
146 145 adantr ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → 0 < F ⁡ N
147 ltsubpos ⊢ F ⁡ N ∈ ℝ ∧ z ∈ ℝ → 0 < F ⁡ N ↔ z − F ⁡ N < z
148 120 121 147 syl2an ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → 0 < F ⁡ N ↔ z − F ⁡ N < z
149 146 148 mpbid ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z − F ⁡ N < z
150 ncoprmlnprm ⊢ z − F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ z − F ⁡ N < z → 1 < z − F ⁡ N gcd z → z ∉ ℙ
151 126 144 149 150 syl3anc ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → 1 < z − F ⁡ N gcd z → z ∉ ℙ
152 97 151 sylbid ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → 1 < F ⁡ N + z - F ⁡ N gcd z − F ⁡ N → z ∉ ℙ
153 85 152 syld ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → ∀ j ∈ F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N 1 < F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N → z ∉ ℙ
154 153 ex ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → ∀ j ∈ F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N 1 < F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N → z ∉ ℙ
155 154 com23 ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ∀ j ∈ F ⁡ N + 2 … F ⁡ N + N 1 < F ⁡ N + j - F ⁡ N gcd j − F ⁡ N → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∉ ℙ
156 74 155 sylbid ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ∀ j ∈ 2 + F ⁡ N … N + F ⁡ N [˙j − F ⁡ N / i]˙ 1 < F ⁡ N + i gcd i → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∉ ℙ
157 49 156 sylbid ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ∀ i ∈ 2 … N 1 < F ⁡ N + i gcd i → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∉ ℙ
158 157 ex ⊢ φ → F ⁡ N ∈ ℕ → ∀ i ∈ 2 … N 1 < F ⁡ N + i gcd i → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∉ ℙ
159 3 158 mpid ⊢ φ → F ⁡ N ∈ ℕ → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∉ ℙ
160 159 imp ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∉ ℙ
161 160 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → z ∉ ℙ
162 161 impcom ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → z ∉ ℙ
163 162 a1d ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 ∧ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
164 163 ex ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
165 neleq1 ⊢ s = z → s ∉ ℙ ↔ z ∉ ℙ
166 165 rspcv ⊢ z ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q → ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
167 166 adantld ⊢ z ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q → F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
168 167 adantld ⊢ z ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
169 168 a1d ⊢ z ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
170 164 169 jaoi ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 ∨ z ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
171 170 com12 ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ F ⁡ N + N + 1 ∨ z ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
172 46 171 syldc ⊢ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
173 39 172 jaoi ⊢ z ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 ∨ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q → φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
174 173 com12 ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → z ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 ∨ z ∈ F ⁡ N + 2 ..^ q → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
175 34 174 syld ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → z ∈ p + 1 ..^ q → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∉ ℙ
176 175 com23 ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → z ∈ p + 1 ..^ q → z ∉ ℙ
177 176 imp31 ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ ∧ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ ∧ z ∈ p + 1 ..^ q → z ∉ ℙ
178 177 ralrimiva ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ ∧ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → ∀ z ∈ p + 1 ..^ q z ∉ ℙ
179 24 25 178 3jca ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ ∧ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ z ∈ p + 1 ..^ q z ∉ ℙ
180 179 ex ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ ∧ q ∈ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → p < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ z ∈ p + 1 ..^ q z ∉ ℙ
181 180 reximdva ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ ∧ p ∈ ℙ → ∃ q ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → ∃ q ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ z ∈ p + 1 ..^ q z ∉ ℙ
182 181 reximdva ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ∃ p ∈ ℙ ∃ q ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → ∃ p ∈ ℙ ∃ q ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ z ∈ p + 1 ..^ q z ∉ ℙ
183 23 182 biimtrrid ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ∃ p ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ ∀ r ∈ p + 1 ..^ F ⁡ N + 2 r ∉ ℙ ∧ ∃ q ∈ ℙ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ s ∈ F ⁡ N + N + 1 ..^ q s ∉ ℙ → ∃ p ∈ ℙ ∃ q ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ z ∈ p + 1 ..^ q z ∉ ℙ
184 17 22 183 mp2and ⊢ φ ∧ F ⁡ N ∈ ℕ → ∃ p ∈ ℙ ∃ q ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ z ∈ p + 1 ..^ q z ∉ ℙ
185 6 184 mpdan ⊢ φ → ∃ p ∈ ℙ ∃ q ∈ ℙ p < F ⁡ N + 2 ∧ F ⁡ N + N < q ∧ ∀ z ∈ p + 1 ..^ q z ∉ ℙ