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Theorem pcadd 14408
Description: An inequality for the prime count of a sum. This is the source of the ultrametric inequality for the p-adic metric. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
pcadd.1
pcadd.2
pcadd.3
pcadd.4
Assertion
Ref Expression
pcadd

Proof of Theorem pcadd
Dummy variables are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pcadd.2 . . 3
2 elq 11213 . . 3
31, 2sylib 196 . 2
4 pcadd.3 . . 3
5 elq 11213 . . 3
64, 5sylib 196 . 2
7 pcadd.1 . . . . . . . 8
8 pcxcl 14384 . . . . . . . 8
97, 1, 8syl2anc 661 . . . . . . 7
10 xrleid 11385 . . . . . . 7
119, 10syl 16 . . . . . 6
1211adantr 465 . . . . 5
13 oveq2 6304 . . . . . . 7
14 qcn 11225 . . . . . . . . 9
151, 14syl 16 . . . . . . . 8
1615addid1d 9801 . . . . . . 7
1713, 16sylan9eqr 2520 . . . . . 6
1817oveq2d 6312 . . . . 5
1912, 18breqtrrd 4478 . . . 4
2019a1d 25 . . 3
21 reeanv 3025 . . . 4
22 reeanv 3025 . . . . . 6
237ad3antrrr 729 . . . . . . . . 9
24 prmnn 14220 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2523, 24syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . 16
26 simplrl 761 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
27 simprrl 765 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
284ad3antrrr 729 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
29 simpllr 760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
30 pcqcl 14380 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3123, 28, 29, 30syl12anc 1226 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3231zred 10994 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
33 ltpnf 11360 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
34 rexr 9660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
35 pnfxr 11350 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
36 xrltnle 9674 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3734, 35, 36sylancl 662 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3833, 37mpbid 210 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3932, 38syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
40 pc0 14378 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4123, 40syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4241breq1d 4462 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4339, 42mtbird 301 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
44 pcadd.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4544ad3antrrr 729 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
46 oveq2 6304 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4746breq1d 4462 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4845, 47syl5ibcom 220 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4948necon3bd 2669 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5043, 49mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5127, 50eqnetrrd 2751 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
52 simprll 763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5352nncnd 10577 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5452nnne0d 10605 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5553, 54div0d 10344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
56 oveq1 6303 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5756eqeq1d 2459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5855, 57syl5ibrcom 222 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5958necon3d 2681 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6051, 59mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
61 pczcl 14372 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6223, 26, 60, 61syl12anc 1226 . . . . . . . . . . . . . . . 16
6325, 62nnexpcld 12331 . . . . . . . . . . . . . . 15
6463nncnd 10577 . . . . . . . . . . . . . 14
6564, 53mulcomd 9638 . . . . . . . . . . . . 13
6665oveq2d 6312 . . . . . . . . . . . 12
6726zcnd 10995 . . . . . . . . . . . . 13
6823, 52pccld 14374 . . . . . . . . . . . . . . 15
6925, 68nnexpcld 12331 . . . . . . . . . . . . . 14
7069nncnd 10577 . . . . . . . . . . . . 13
7163nnne0d 10605 . . . . . . . . . . . . 13
7269nnne0d 10605 . . . . . . . . . . . . 13
7367, 64, 53, 70, 71, 72, 54divdivdivd 10392 . . . . . . . . . . . 12
7427oveq2d 6312 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
75 pcdiv 14376 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
7623, 26, 60, 52, 75syl121anc 1233 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
7774, 76eqtrd 2498 . . . . . . . . . . . . . . . 16
7877oveq2d 6312 . . . . . . . . . . . . . . 15
7925nncnd 10577 . . . . . . . . . . . . . . . 16
8025nnne0d 10605 . . . . . . . . . . . . . . . 16
8168nn0zd 10992 . . . . . . . . . . . . . . . 16
8262nn0zd 10992 . . . . . . . . . . . . . . . 16
8379, 80, 81, 82expsubd 12321 . . . . . . . . . . . . . . 15
8478, 83eqtrd 2498 . . . . . . . . . . . . . 14
8584oveq2d 6312 . . . . . . . . . . . . 13
8627oveq1d 6311 . . . . . . . . . . . . 13
8767, 53, 64, 70, 54, 72, 71divdivdivd 10392 . . . . . . . . . . . . 13
8885, 86, 873eqtrd 2502 . . . . . . . . . . . 12
8966, 73, 883eqtr4d 2508 . . . . . . . . . . 11
9089oveq2d 6312 . . . . . . . . . 10
911ad3antrrr 729 . . . . . . . . . . . 12
9291, 14syl 16 . . . . . . . . . . 11
93 pcqcl 14380 . . . . . . . . . . . . 13
9423, 91, 50, 93syl12anc 1226 . . . . . . . . . . . 12
9579, 80, 94expclzd 12315 . . . . . . . . . . 11
9679, 80, 94expne0d 12316 . . . . . . . . . . 11
9792, 95, 96divcan2d 10347 . . . . . . . . . 10
9890, 97eqtr2d 2499 . . . . . . . . 9
99 simplrr 762 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
100 simprrr 766 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
101100, 29eqnetrrd 2751 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
102 simprlr 764 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
103102nncnd 10577 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
104102nnne0d 10605 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
105103, 104div0d 10344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
106 oveq1 6303 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
107106eqeq1d 2459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
108105, 107syl5ibrcom 222 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
109108necon3d 2681 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
110101, 109mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
111 pczcl 14372 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
11223, 99, 110, 111syl12anc 1226 . . . . . . . . . . . . . . . 16
11325, 112nnexpcld 12331 . . . . . . . . . . . . . . 15
114113nncnd 10577 . . . . . . . . . . . . . 14
115114, 103mulcomd 9638 . . . . . . . . . . . . 13
116115oveq2d 6312 . . . . . . . . . . . 12
11799zcnd 10995 . . . . . . . . . . . . 13
11823, 102pccld 14374 . . . . . . . . . . . . . . 15
11925, 118nnexpcld 12331 . . . . . . . . . . . . . 14
120119nncnd 10577 . . . . . . . . . . . . 13
121113nnne0d 10605 . . . . . . . . . . . . 13
122119nnne0d 10605 . . . . . . . . . . . . 13
123117, 114, 103, 120, 121, 122, 104divdivdivd 10392 . . . . . . . . . . . 12
124100oveq2d 6312 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
125 pcdiv 14376 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
12623, 99, 110, 102, 125syl121anc 1233 . . . . . . . . . . . . . . . . 17
127124, 126eqtrd 2498 . . . . . . . . . . . . . . . 16
128127oveq2d 6312 . . . . . . . . . . . . . . 15
129118nn0zd 10992 . . . . . . . . . . . . . . . 16
130112nn0zd 10992 . . . . . . . . . . . . . . . 16
13179, 80, 129, 130expsubd 12321 . . . . . . . . . . . . . . 15
132128, 131eqtrd 2498 . . . . . . . . . . . . . 14
133132oveq2d 6312 . . . . . . . . . . . . 13
134100oveq1d 6311 . . . . . . . . . . . . 13