Metamath Proof Explorer


Theorem ppiublem1

Description: Lemma for ppiub . (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2014)

Ref Expression
Hypotheses ppiublem1.1 โŠข ( ๐‘ โ‰ค 6 โˆง ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ๐‘ ... 5 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )
ppiublem1.2 โŠข ๐‘€ โˆˆ โ„•0
ppiublem1.3 โŠข ๐‘ = ( ๐‘€ + 1 )
ppiublem1.4 โŠข ( 2 โˆฅ ๐‘€ โˆจ 3 โˆฅ ๐‘€ โˆจ ๐‘€ โˆˆ { 1 , 5 } )
Assertion ppiublem1 ( ๐‘€ โ‰ค 6 โˆง ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ๐‘€ ... 5 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ppiublem1.1 โŠข ( ๐‘ โ‰ค 6 โˆง ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ๐‘ ... 5 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )
2 ppiublem1.2 โŠข ๐‘€ โˆˆ โ„•0
3 ppiublem1.3 โŠข ๐‘ = ( ๐‘€ + 1 )
4 ppiublem1.4 โŠข ( 2 โˆฅ ๐‘€ โˆจ 3 โˆฅ ๐‘€ โˆจ ๐‘€ โˆˆ { 1 , 5 } )
5 1 simpli โŠข ๐‘ โ‰ค 6
6 df-6 โŠข 6 = ( 5 + 1 )
7 5 3 6 3brtr3i โŠข ( ๐‘€ + 1 ) โ‰ค ( 5 + 1 )
8 2 nn0rei โŠข ๐‘€ โˆˆ โ„
9 5re โŠข 5 โˆˆ โ„
10 1re โŠข 1 โˆˆ โ„
11 8 9 10 leadd1i โŠข ( ๐‘€ โ‰ค 5 โ†” ( ๐‘€ + 1 ) โ‰ค ( 5 + 1 ) )
12 7 11 mpbir โŠข ๐‘€ โ‰ค 5
13 6re โŠข 6 โˆˆ โ„
14 5lt6 โŠข 5 < 6
15 9 13 14 ltleii โŠข 5 โ‰ค 6
16 8 9 13 letri โŠข ( ( ๐‘€ โ‰ค 5 โˆง 5 โ‰ค 6 ) โ†’ ๐‘€ โ‰ค 6 )
17 12 15 16 mp2an โŠข ๐‘€ โ‰ค 6
18 2 nn0zi โŠข ๐‘€ โˆˆ โ„ค
19 5nn โŠข 5 โˆˆ โ„•
20 19 nnzi โŠข 5 โˆˆ โ„ค
21 eluz2 โŠข ( 5 โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ ) โ†” ( ๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง 5 โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โ‰ค 5 ) )
22 18 20 12 21 mpbir3an โŠข 5 โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ )
23 elfzp12 โŠข ( 5 โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘€ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ๐‘€ ... 5 ) โ†” ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โˆจ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ( ๐‘€ + 1 ) ... 5 ) ) ) )
24 22 23 ax-mp โŠข ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ๐‘€ ... 5 ) โ†” ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โˆจ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ( ๐‘€ + 1 ) ... 5 ) ) )
25 2nn โŠข 2 โˆˆ โ„•
26 6nn โŠข 6 โˆˆ โ„•
27 prmz โŠข ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค )
28 27 adantr โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค )
29 3z โŠข 3 โˆˆ โ„ค
30 2z โŠข 2 โˆˆ โ„ค
31 dvdsmul2 โŠข ( ( 3 โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆˆ โ„ค ) โ†’ 2 โˆฅ ( 3 ยท 2 ) )
32 29 30 31 mp2an โŠข 2 โˆฅ ( 3 ยท 2 )
33 3t2e6 โŠข ( 3 ยท 2 ) = 6
34 32 33 breqtri โŠข 2 โˆฅ 6
35 dvdsmod โŠข ( ( ( 2 โˆˆ โ„• โˆง 6 โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค ) โˆง 2 โˆฅ 6 ) โ†’ ( 2 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†” 2 โˆฅ ๐‘ƒ ) )
36 34 35 mpan2 โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„• โˆง 6 โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( 2 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†” 2 โˆฅ ๐‘ƒ ) )
37 25 26 28 36 mp3an12i โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 2 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†” 2 โˆฅ ๐‘ƒ ) )
38 uzid โŠข ( 2 โˆˆ โ„ค โ†’ 2 โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
39 30 38 ax-mp โŠข 2 โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 )
40 simpl โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ )
41 dvdsprm โŠข ( ( 2 โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( 2 โˆฅ ๐‘ƒ โ†” 2 = ๐‘ƒ ) )
42 39 40 41 sylancr โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 2 โˆฅ ๐‘ƒ โ†” 2 = ๐‘ƒ ) )
43 37 42 bitrd โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 2 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†” 2 = ๐‘ƒ ) )
44 simpr โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ 4 โ‰ค ๐‘ƒ )
45 breq2 โŠข ( 2 = ๐‘ƒ โ†’ ( 4 โ‰ค 2 โ†” 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) )
46 44 45 syl5ibrcom โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 2 = ๐‘ƒ โ†’ 4 โ‰ค 2 ) )
47 2lt4 โŠข 2 < 4
48 2re โŠข 2 โˆˆ โ„
49 4re โŠข 4 โˆˆ โ„
50 48 49 ltnlei โŠข ( 2 < 4 โ†” ยฌ 4 โ‰ค 2 )
51 47 50 mpbi โŠข ยฌ 4 โ‰ค 2
52 51 pm2.21i โŠข ( 4 โ‰ค 2 โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } )
53 46 52 syl6 โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 2 = ๐‘ƒ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) )
54 43 53 sylbid โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 2 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) )
55 breq2 โŠข ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( 2 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†” 2 โˆฅ ๐‘€ ) )
56 55 imbi1d โŠข ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( ( 2 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) โ†” ( 2 โˆฅ ๐‘€ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )
57 54 56 syl5ibcom โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( 2 โˆฅ ๐‘€ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )
58 57 com3r โŠข ( 2 โˆฅ ๐‘€ โ†’ ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )
59 3nn โŠข 3 โˆˆ โ„•
60 dvdsmul1 โŠข ( ( 3 โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆˆ โ„ค ) โ†’ 3 โˆฅ ( 3 ยท 2 ) )
61 29 30 60 mp2an โŠข 3 โˆฅ ( 3 ยท 2 )
62 61 33 breqtri โŠข 3 โˆฅ 6
63 dvdsmod โŠข ( ( ( 3 โˆˆ โ„• โˆง 6 โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค ) โˆง 3 โˆฅ 6 ) โ†’ ( 3 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†” 3 โˆฅ ๐‘ƒ ) )
64 62 63 mpan2 โŠข ( ( 3 โˆˆ โ„• โˆง 6 โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( 3 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†” 3 โˆฅ ๐‘ƒ ) )
65 59 26 28 64 mp3an12i โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 3 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†” 3 โˆฅ ๐‘ƒ ) )
66 df-3 โŠข 3 = ( 2 + 1 )
67 peano2uz โŠข ( 2 โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โ†’ ( 2 + 1 ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
68 39 67 ax-mp โŠข ( 2 + 1 ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 )
69 66 68 eqeltri โŠข 3 โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 )
70 dvdsprm โŠข ( ( 3 โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( 3 โˆฅ ๐‘ƒ โ†” 3 = ๐‘ƒ ) )
71 69 40 70 sylancr โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 3 โˆฅ ๐‘ƒ โ†” 3 = ๐‘ƒ ) )
72 65 71 bitrd โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 3 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†” 3 = ๐‘ƒ ) )
73 breq2 โŠข ( 3 = ๐‘ƒ โ†’ ( 4 โ‰ค 3 โ†” 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) )
74 44 73 syl5ibrcom โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 3 = ๐‘ƒ โ†’ 4 โ‰ค 3 ) )
75 3lt4 โŠข 3 < 4
76 3re โŠข 3 โˆˆ โ„
77 76 49 ltnlei โŠข ( 3 < 4 โ†” ยฌ 4 โ‰ค 3 )
78 75 77 mpbi โŠข ยฌ 4 โ‰ค 3
79 78 pm2.21i โŠข ( 4 โ‰ค 3 โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } )
80 74 79 syl6 โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 3 = ๐‘ƒ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) )
81 72 80 sylbid โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( 3 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) )
82 breq2 โŠข ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( 3 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†” 3 โˆฅ ๐‘€ ) )
83 82 imbi1d โŠข ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( ( 3 โˆฅ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) โ†” ( 3 โˆฅ ๐‘€ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )
84 81 83 syl5ibcom โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( 3 โˆฅ ๐‘€ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )
85 84 com3r โŠข ( 3 โˆฅ ๐‘€ โ†’ ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )
86 eleq1a โŠข ( ๐‘€ โˆˆ { 1 , 5 } โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) )
87 86 a1d โŠข ( ๐‘€ โˆˆ { 1 , 5 } โ†’ ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )
88 58 85 87 3jaoi โŠข ( ( 2 โˆฅ ๐‘€ โˆจ 3 โˆฅ ๐‘€ โˆจ ๐‘€ โˆˆ { 1 , 5 } ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )
89 4 88 ax-mp โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) )
90 3 oveq1i โŠข ( ๐‘ ... 5 ) = ( ( ๐‘€ + 1 ) ... 5 )
91 90 eleq2i โŠข ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ๐‘ ... 5 ) โ†” ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ( ๐‘€ + 1 ) ... 5 ) )
92 1 simpri โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ๐‘ ... 5 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) )
93 91 92 biimtrrid โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ( ๐‘€ + 1 ) ... 5 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) )
94 89 93 jaod โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) = ๐‘€ โˆจ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ( ๐‘€ + 1 ) ... 5 ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) )
95 24 94 biimtrid โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ๐‘€ ... 5 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) )
96 17 95 pm3.2i โŠข ( ๐‘€ โ‰ค 6 โˆง ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง 4 โ‰ค ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ ( ๐‘€ ... 5 ) โ†’ ( ๐‘ƒ mod 6 ) โˆˆ { 1 , 5 } ) ) )