Metamath Proof Explorer


Theorem fmtnorec2lem

Description: Lemma for fmtnorec2 (induction step). (Contributed by AV, 29-Jul-2021)

Ref Expression
Assertion fmtnorec2lem ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โ†’ ( FermatNo โ€˜ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 peano2nn0 โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘ฆ + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
2 peano2nn0 โŠข ( ( ๐‘ฆ + 1 ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
3 fmtno โŠข ( ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( FermatNo โ€˜ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) ) + 1 ) )
4 1 2 3 3syl โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( FermatNo โ€˜ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) ) + 1 ) )
5 2cnd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
6 5 1 expp1d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ยท 2 ) )
7 6 oveq2d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) ) = ( 2 โ†‘ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ยท 2 ) ) )
8 2nn0 โŠข 2 โˆˆ โ„•0
9 8 a1i โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ 2 โˆˆ โ„•0 )
10 9 1 nn0expcld โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆˆ โ„•0 )
11 9 10 nn0expcld โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆˆ โ„•0 )
12 11 nn0cnd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
13 12 sqvald โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โ†‘ 2 ) = ( ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) ยท ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) ) )
14 5 9 10 expmuld โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ยท 2 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โ†‘ 2 ) )
15 fmtnom1nn โŠข ( ( ๐‘ฆ + 1 ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) = ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) )
16 1 15 syl โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) = ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) )
17 16 16 oveq12d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) ยท ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) ) )
18 13 14 17 3eqtr4d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( 2 โ†‘ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ยท 2 ) ) = ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
19 7 18 eqtrd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) ) = ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
20 19 oveq1d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( 2 โ†‘ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) ) + 1 ) = ( ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) )
21 4 20 eqtrd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( FermatNo โ€˜ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) = ( ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) )
22 21 adantr โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆง ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) โ†’ ( FermatNo โ€˜ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) = ( ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) )
23 oveq1 โŠข ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โ†’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) = ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) )
24 23 oveq1d โŠข ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โ†’ ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
25 24 oveq1d โŠข ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โ†’ ( ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) )
26 25 adantl โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆง ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) โ†’ ( ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) )
27 fzfid โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 0 ... ๐‘ฆ ) โˆˆ Fin )
28 elfznn0 โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
29 fmtnonn โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„• )
30 29 nncnd โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
31 28 30 syl โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) โ†’ ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
32 31 adantl โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
33 27 32 fprodcl โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
34 1cnd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ 1 โˆˆ โ„‚ )
35 33 5 34 addsubassd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + ( 2 โˆ’ 1 ) ) )
36 2m1e1 โŠข ( 2 โˆ’ 1 ) = 1
37 36 oveq2i โŠข ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + ( 2 โˆ’ 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 1 )
38 35 37 eqtrdi โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) )
39 38 oveq1d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
40 fmtnonn โŠข ( ( ๐‘ฆ + 1 ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆˆ โ„• )
41 1 40 syl โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆˆ โ„• )
42 41 nncnd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
43 42 34 subcld โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„‚ )
44 33 42 muls1d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) )
45 43 mullidd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 1 ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) )
46 44 45 oveq12d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + ( 1 ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) = ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
47 33 43 34 46 joinlmuladdmuld โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
48 39 47 eqtrd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
49 48 adantr โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆง ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) โ†’ ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
50 49 oveq1d โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆง ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) โ†’ ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) )
51 eqcom โŠข ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โ†” ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) = ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) )
52 42 5 33 subadd2d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) = โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โ†” ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) = ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) )
53 51 52 bitr4id โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โ†” ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) = โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) )
54 oveq2 โŠข ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) = ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) โ†’ ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) )
55 54 oveq1d โŠข ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) = ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) โ†’ ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
56 55 oveq1d โŠข ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) = ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) โ†’ ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) )
57 56 eqcoms โŠข ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) = โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โ†’ ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) )
58 33 42 mulcld โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
59 42 5 subcld โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
60 58 59 subcld โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) โˆˆ โ„‚ )
61 60 43 34 addassd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) + ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) + 1 ) ) )
62 elnn0uz โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†” ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
63 62 biimpi โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
64 elfznn0 โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
65 64 30 syl โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โ†’ ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
66 65 adantl โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โ†’ ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
67 fveq2 โŠข ( ๐‘› = ( ๐‘ฆ + 1 ) โ†’ ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) = ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) )
68 63 66 67 fprodp1 โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) )
69 68 eqcomd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) = โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) )
70 69 oveq1d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) )
71 npcan1 โŠข ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) + 1 ) = ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) )
72 42 71 syl โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) + 1 ) = ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) )
73 70 72 oveq12d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) + ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) + 1 ) ) = ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) + ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) )
74 fzfid โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆˆ Fin )
75 74 66 fprodcl โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
76 75 59 42 subadd23d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) + ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) ) )
77 73 76 eqtrd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) + ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) ) )
78 42 5 nncand โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) = 2 )
79 78 oveq2d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) )
80 61 77 79 3eqtrd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) )
81 57 80 sylan9eqr โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) = โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) โ†’ ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) )
82 81 ex โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 2 ) = โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) โ†’ ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) )
83 53 82 sylbid โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โ†’ ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) )
84 83 imp โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆง ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) โ†’ ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ยท ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) โˆ’ โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) )
85 50 84 eqtrd โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆง ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) โ†’ ( ( ( ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โˆ’ 1 ) ยท ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + 1 ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) )
86 22 26 85 3eqtrd โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โˆง ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) โ†’ ( FermatNo โ€˜ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) )
87 86 ex โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( FermatNo โ€˜ ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฆ ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) โ†’ ( FermatNo โ€˜ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) + 1 ) ) = ( โˆ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ( FermatNo โ€˜ ๐‘› ) + 2 ) ) )