Metamath Proof Explorer


Theorem lgsdir2lem2

Description: Lemma for lgsdir2 . (Contributed by Mario Carneiro, 4-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses lgsdir2lem2.1 โŠข ( ๐พ โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆฅ ( ๐พ + 1 ) โˆง ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐พ ) โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) ) )
lgsdir2lem2.2 โŠข ๐‘€ = ( ๐พ + 1 )
lgsdir2lem2.3 โŠข ๐‘ = ( ๐‘€ + 1 )
lgsdir2lem2.4 โŠข ๐‘ โˆˆ ๐‘†
Assertion lgsdir2lem2 ( ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆฅ ( ๐‘ + 1 ) โˆง ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lgsdir2lem2.1 โŠข ( ๐พ โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆฅ ( ๐พ + 1 ) โˆง ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐พ ) โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) ) )
2 lgsdir2lem2.2 โŠข ๐‘€ = ( ๐พ + 1 )
3 lgsdir2lem2.3 โŠข ๐‘ = ( ๐‘€ + 1 )
4 lgsdir2lem2.4 โŠข ๐‘ โˆˆ ๐‘†
5 1 simp1i โŠข ๐พ โˆˆ โ„ค
6 peano2z โŠข ( ๐พ โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐พ + 1 ) โˆˆ โ„ค )
7 5 6 ax-mp โŠข ( ๐พ + 1 ) โˆˆ โ„ค
8 2 7 eqeltri โŠข ๐‘€ โˆˆ โ„ค
9 peano2z โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐‘€ + 1 ) โˆˆ โ„ค )
10 8 9 ax-mp โŠข ( ๐‘€ + 1 ) โˆˆ โ„ค
11 3 10 eqeltri โŠข ๐‘ โˆˆ โ„ค
12 1 simp2i โŠข 2 โˆฅ ( ๐พ + 1 )
13 2z โŠข 2 โˆˆ โ„ค
14 dvdsadd โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐พ + 1 ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( 2 โˆฅ ( ๐พ + 1 ) โ†” 2 โˆฅ ( 2 + ( ๐พ + 1 ) ) ) )
15 13 7 14 mp2an โŠข ( 2 โˆฅ ( ๐พ + 1 ) โ†” 2 โˆฅ ( 2 + ( ๐พ + 1 ) ) )
16 12 15 mpbi โŠข 2 โˆฅ ( 2 + ( ๐พ + 1 ) )
17 zcn โŠข ( ๐พ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐พ โˆˆ โ„‚ )
18 5 17 ax-mp โŠข ๐พ โˆˆ โ„‚
19 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
20 18 19 addcomi โŠข ( ๐พ + 1 ) = ( 1 + ๐พ )
21 2 20 eqtri โŠข ๐‘€ = ( 1 + ๐พ )
22 21 oveq1i โŠข ( ๐‘€ + 1 ) = ( ( 1 + ๐พ ) + 1 )
23 3 22 eqtri โŠข ๐‘ = ( ( 1 + ๐พ ) + 1 )
24 df-2 โŠข 2 = ( 1 + 1 )
25 24 oveq1i โŠข ( 2 + ๐พ ) = ( ( 1 + 1 ) + ๐พ )
26 19 18 19 add32i โŠข ( ( 1 + ๐พ ) + 1 ) = ( ( 1 + 1 ) + ๐พ )
27 25 26 eqtr4i โŠข ( 2 + ๐พ ) = ( ( 1 + ๐พ ) + 1 )
28 23 27 eqtr4i โŠข ๐‘ = ( 2 + ๐พ )
29 28 oveq1i โŠข ( ๐‘ + 1 ) = ( ( 2 + ๐พ ) + 1 )
30 2cn โŠข 2 โˆˆ โ„‚
31 30 18 19 addassi โŠข ( ( 2 + ๐พ ) + 1 ) = ( 2 + ( ๐พ + 1 ) )
32 29 31 eqtri โŠข ( ๐‘ + 1 ) = ( 2 + ( ๐พ + 1 ) )
33 16 32 breqtrri โŠข 2 โˆฅ ( ๐‘ + 1 )
34 elfzuz2 โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
35 fzm1 โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†” ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ โˆ’ 1 ) ) โˆจ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘ ) ) )
36 34 35 syl โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†” ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ โˆ’ 1 ) ) โˆจ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘ ) ) )
37 36 ibi โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ โˆ’ 1 ) ) โˆจ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘ ) )
38 elfzuz2 โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
39 fzm1 โŠข ( ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†” ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆจ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘€ ) ) )
40 38 39 syl โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†” ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆจ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘€ ) ) )
41 40 ibi โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆจ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘€ ) )
42 zcn โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„‚ )
43 8 42 ax-mp โŠข ๐‘€ โˆˆ โ„‚
44 43 19 3 mvrraddi โŠข ( ๐‘ โˆ’ 1 ) = ๐‘€
45 44 oveq2i โŠข ( 0 ... ( ๐‘ โˆ’ 1 ) ) = ( 0 ... ๐‘€ )
46 41 45 eleq2s โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ โˆ’ 1 ) ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆจ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘€ ) )
47 18 19 2 mvrraddi โŠข ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) = ๐พ
48 47 oveq2i โŠข ( 0 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) = ( 0 ... ๐พ )
49 48 eleq2i โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โ†” ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐พ ) )
50 1 simp3i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐พ ) โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) )
51 49 50 biimtrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) )
52 2nn โŠข 2 โˆˆ โ„•
53 8nn โŠข 8 โˆˆ โ„•
54 4z โŠข 4 โˆˆ โ„ค
55 dvdsmul2 โŠข ( ( 4 โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆˆ โ„ค ) โ†’ 2 โˆฅ ( 4 ยท 2 ) )
56 54 13 55 mp2an โŠข 2 โˆฅ ( 4 ยท 2 )
57 4t2e8 โŠข ( 4 ยท 2 ) = 8
58 56 57 breqtri โŠข 2 โˆฅ 8
59 dvdsmod โŠข ( ( ( 2 โˆˆ โ„• โˆง 8 โˆˆ โ„• โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค ) โˆง 2 โˆฅ 8 ) โ†’ ( 2 โˆฅ ( ๐ด mod 8 ) โ†” 2 โˆฅ ๐ด ) )
60 58 59 mpan2 โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„• โˆง 8 โˆˆ โ„• โˆง ๐ด โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( 2 โˆฅ ( ๐ด mod 8 ) โ†” 2 โˆฅ ๐ด ) )
61 52 53 60 mp3an12 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ค โ†’ ( 2 โˆฅ ( ๐ด mod 8 ) โ†” 2 โˆฅ ๐ด ) )
62 61 notbid โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ค โ†’ ( ยฌ 2 โˆฅ ( ๐ด mod 8 ) โ†” ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) )
63 62 biimpar โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ยฌ 2 โˆฅ ( ๐ด mod 8 ) )
64 12 2 breqtrri โŠข 2 โˆฅ ๐‘€
65 id โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘€ โ†’ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘€ )
66 64 65 breqtrrid โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘€ โ†’ 2 โˆฅ ( ๐ด mod 8 ) )
67 63 66 nsyl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ยฌ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘€ )
68 67 pm2.21d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘€ โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) )
69 51 68 jaod โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆจ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘€ ) โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) )
70 46 69 syl5 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ โˆ’ 1 ) ) โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) )
71 eleq1 โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘ โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† โ†” ๐‘ โˆˆ ๐‘† ) )
72 4 71 mpbiri โŠข ( ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘ โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† )
73 72 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘ โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) )
74 70 73 jaod โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘ โˆ’ 1 ) ) โˆจ ( ๐ด mod 8 ) = ๐‘ ) โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) )
75 37 74 syl5 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) )
76 11 33 75 3pm3.2i โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆฅ ( ๐‘ + 1 ) โˆง ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†’ ( ๐ด mod 8 ) โˆˆ ๐‘† ) ) )