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Theorem prmreclem2

Description: Lemma for prmrec . There are at most 2 ^ K squarefree numbers which divide no primes larger than K . (We could strengthen this to 2 ^ # ( Prime i^i ( 1 ... K ) ) but there's no reason to.) We establish the inequality by showing that the prime counts of the number up to K completely determine it because all higher prime counts are zero, and they are all at most 1 because no square divides the number, so there are at most 2 ^ K possibilities. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Aug-2014) (Proof shortened by Timothy J. O'Malley, 9-Oct-2026)

Ref Expression
Hypotheses prmrec.1 ⊢ F = n ∈ ℕ ⟼ if n ∈ ℙ 1 n 0
prmrec.2 ⊢ φ → K ∈ ℕ
prmrec.3 ⊢ φ → N ∈ ℕ
prmrec.4 ⊢ M = n ∈ 1 … N | ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ n
prmreclem2.5 ⊢ Q = n ∈ ℕ ⟼ sup r ∈ ℕ | r 2 ∥ n ℝ <
Assertion prmreclem2 ⊢ φ → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≤ 2 K

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prmrec.1 ⊢ F = n ∈ ℕ ⟼ if n ∈ ℙ 1 n 0
2 prmrec.2 ⊢ φ → K ∈ ℕ
3 prmrec.3 ⊢ φ → N ∈ ℕ
4 prmrec.4 ⊢ M = n ∈ 1 … N | ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ n
5 prmreclem2.5 ⊢ Q = n ∈ ℕ ⟼ sup r ∈ ℕ | r 2 ∥ n ℝ <
6 ovex ⊢ 0 1 1 … K ∈ V
7 fveqeq2 ⊢ x = y → Q ⁡ x = 1 ↔ Q ⁡ y = 1
8 7 elrab ⊢ y ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ↔ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1
9 4 ssrab3 ⊢ M ⊆ 1 … N
10 simprl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 → y ∈ M
11 10 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → y ∈ M
12 9 11 sselid ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → y ∈ 1 … N
13 elfznn ⊢ y ∈ 1 … N → y ∈ ℕ
14 12 13 syl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → y ∈ ℕ
15 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n ∈ ℙ
16 prmuz2 ⊢ n ∈ ℙ → n ∈ ℤ ≥ 2
17 15 16 syl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n ∈ ℤ ≥ 2
18 5 prmreclem1 ⊢ y ∈ ℕ → Q ⁡ y ∈ ℕ ∧ Q ⁡ y 2 ∥ y ∧ n ∈ ℤ ≥ 2 → ¬ n 2 ∥ y Q ⁡ y 2
19 18 simp3d ⊢ y ∈ ℕ → n ∈ ℤ ≥ 2 → ¬ n 2 ∥ y Q ⁡ y 2
20 14 17 19 sylc ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → ¬ n 2 ∥ y Q ⁡ y 2
21 simprr ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 → Q ⁡ y = 1
22 21 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → Q ⁡ y = 1
23 22 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → Q ⁡ y 2 = 1 2
24 sq1 ⊢ 1 2 = 1
25 23 24 eqtrdi ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → Q ⁡ y 2 = 1
26 25 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → y Q ⁡ y 2 = y 1
27 14 nncnd ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → y ∈ ℂ
28 27 div1d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → y 1 = y
29 26 28 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → y Q ⁡ y 2 = y
30 29 breq2d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n 2 ∥ y Q ⁡ y 2 ↔ n 2 ∥ y
31 14 nnzd ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → y ∈ ℤ
32 2nn0 ⊢ 2 ∈ ℕ 0
33 32 a1i ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → 2 ∈ ℕ 0
34 pcdvdsb ⊢ n ∈ ℙ ∧ y ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℕ 0 → 2 ≤ n pCnt y ↔ n 2 ∥ y
35 15 31 33 34 syl3anc ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → 2 ≤ n pCnt y ↔ n 2 ∥ y
36 30 35 bitr4d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n 2 ∥ y Q ⁡ y 2 ↔ 2 ≤ n pCnt y
37 20 36 mtbid ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → ¬ 2 ≤ n pCnt y
38 15 14 pccld ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y ∈ ℕ 0
39 38 nn0red ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y ∈ ℝ
40 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
41 ltnle ⊢ n pCnt y ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ → n pCnt y < 2 ↔ ¬ 2 ≤ n pCnt y
42 39 40 41 sylancl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y < 2 ↔ ¬ 2 ≤ n pCnt y
43 37 42 mpbird ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y < 2
44 df-2 ⊢ 2 = 1 + 1
45 43 44 breqtrdi ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y < 1 + 1
46 38 nn0zd ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y ∈ ℤ
47 1z ⊢ 1 ∈ ℤ
48 zleltp1 ⊢ n pCnt y ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ → n pCnt y ≤ 1 ↔ n pCnt y < 1 + 1
49 46 47 48 sylancl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y ≤ 1 ↔ n pCnt y < 1 + 1
50 45 49 mpbird ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y ≤ 1
51 nn0uz ⊢ ℕ 0 = ℤ ≥ 0
52 38 51 eleqtrdi ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y ∈ ℤ ≥ 0
53 elfz5 ⊢ n pCnt y ∈ ℤ ≥ 0 ∧ 1 ∈ ℤ → n pCnt y ∈ 0 … 1 ↔ n pCnt y ≤ 1
54 52 47 53 sylancl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y ∈ 0 … 1 ↔ n pCnt y ≤ 1
55 50 54 mpbird ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y ∈ 0 … 1
56 fz01pr ⊢ 0 … 1 = 0 1
57 55 56 eleqtrdi ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y ∈ 0 1
58 0elpr01 ⊢ 0 ∈ 0 1
59 58 a1i ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ ¬ n ∈ ℙ → 0 ∈ 0 1
60 57 59 ifclda ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K → if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ 0 1
61 60 fmpttd ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 : 1 … K ⟶ 0 1
62 prex ⊢ 0 1 ∈ V
63 ovex ⊢ 1 … K ∈ V
64 62 63 elmap ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ 0 1 1 … K ↔ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 : 1 … K ⟶ 0 1
65 61 64 sylibr ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ 0 1 1 … K
66 65 ex ⊢ φ → y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ 0 1 1 … K
67 8 66 biimtrid ⊢ φ → y ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ 0 1 1 … K
68 fveqeq2 ⊢ x = z → Q ⁡ x = 1 ↔ Q ⁡ z = 1
69 68 elrab ⊢ z ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ↔ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1
70 8 69 anbi12i ⊢ y ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ∧ z ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ↔ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1
71 ovex ⊢ n pCnt y ∈ V
72 c0ex ⊢ 0 ∈ V
73 71 72 ifex ⊢ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ V
74 eqid ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0
75 73 74 fnmpti ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 Fn 1 … K
76 ovex ⊢ n pCnt z ∈ V
77 76 72 ifex ⊢ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ∈ V
78 eqid ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0
79 77 78 fnmpti ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 Fn 1 … K
80 eqfnfv ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 Fn 1 … K ∧ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 Fn 1 … K → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ 1 … K n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ⁡ p = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ⁡ p
81 75 79 80 mp2an ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ 1 … K n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ⁡ p = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ⁡ p
82 eleq1w ⊢ n = p → n ∈ ℙ ↔ p ∈ ℙ
83 oveq1 ⊢ n = p → n pCnt y = p pCnt y
84 82 83 ifbieq1d ⊢ n = p → if n ∈ ℙ n pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt y 0
85 ovex ⊢ p pCnt y ∈ V
86 85 72 ifex ⊢ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 ∈ V
87 84 74 86 fvmpt ⊢ p ∈ 1 … K → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ⁡ p = if p ∈ ℙ p pCnt y 0
88 oveq1 ⊢ n = p → n pCnt z = p pCnt z
89 82 88 ifbieq1d ⊢ n = p → if n ∈ ℙ n pCnt z 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
90 ovex ⊢ p pCnt z ∈ V
91 90 72 ifex ⊢ if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ∈ V
92 89 78 91 fvmpt ⊢ p ∈ 1 … K → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ⁡ p = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
93 87 92 eqeq12d ⊢ p ∈ 1 … K → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ⁡ p = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ⁡ p ↔ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
94 93 ralbiia ⊢ ∀ p ∈ 1 … K n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ⁡ p = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ⁡ p ↔ ∀ p ∈ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
95 81 94 bitri ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
96 simprll ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → y ∈ M
97 breq2 ⊢ n = y → p ∥ n ↔ p ∥ y
98 97 notbid ⊢ n = y → ¬ p ∥ n ↔ ¬ p ∥ y
99 98 ralbidv ⊢ n = y → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ n ↔ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y
100 99 4 elrab2 ⊢ y ∈ M ↔ y ∈ 1 … N ∧ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y
101 100 simprbi ⊢ y ∈ M → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y
102 96 101 syl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y
103 simprrl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → z ∈ M
104 breq2 ⊢ n = z → p ∥ n ↔ p ∥ z
105 104 notbid ⊢ n = z → ¬ p ∥ n ↔ ¬ p ∥ z
106 105 ralbidv ⊢ n = z → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ n ↔ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z
107 106 4 elrab2 ⊢ z ∈ M ↔ z ∈ 1 … N ∧ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z
108 107 simprbi ⊢ z ∈ M → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z
109 103 108 syl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z
110 r19.26 ⊢ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y ∧ ¬ p ∥ z ↔ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y ∧ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z
111 eldifi ⊢ p ∈ ℙ ∖ 1 … K → p ∈ ℙ
112 fz1ssnn ⊢ 1 … N ⊆ ℕ
113 9 112 sstri ⊢ M ⊆ ℕ
114 113 96 sselid ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → y ∈ ℕ
115 pceq0 ⊢ p ∈ ℙ ∧ y ∈ ℕ → p pCnt y = 0 ↔ ¬ p ∥ y
116 111 114 115 syl2anr ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 ∧ p ∈ ℙ ∖ 1 … K → p pCnt y = 0 ↔ ¬ p ∥ y
117 113 103 sselid ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → z ∈ ℕ
118 pceq0 ⊢ p ∈ ℙ ∧ z ∈ ℕ → p pCnt z = 0 ↔ ¬ p ∥ z
119 111 117 118 syl2anr ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 ∧ p ∈ ℙ ∖ 1 … K → p pCnt z = 0 ↔ ¬ p ∥ z
120 116 119 anbi12d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 ∧ p ∈ ℙ ∖ 1 … K → p pCnt y = 0 ∧ p pCnt z = 0 ↔ ¬ p ∥ y ∧ ¬ p ∥ z
121 eqtr3 ⊢ p pCnt y = 0 ∧ p pCnt z = 0 → p pCnt y = p pCnt z
122 120 121 biimtrrdi ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 ∧ p ∈ ℙ ∖ 1 … K → ¬ p ∥ y ∧ ¬ p ∥ z → p pCnt y = p pCnt z
123 122 ralimdva ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y ∧ ¬ p ∥ z → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K p pCnt y = p pCnt z
124 110 123 biimtrrid ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y ∧ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K p pCnt y = p pCnt z
125 102 109 124 mp2and ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K p pCnt y = p pCnt z
126 125 biantrud ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K p pCnt y = p pCnt z ↔ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K p pCnt y = p pCnt z ∧ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K p pCnt y = p pCnt z
127 incom ⊢ ℙ ∩ 1 … K = 1 … K ∩ ℙ
128 127 uneq1i ⊢ ℙ ∩ 1 … K ∪ 1 … K ∖ ℙ = 1 … K ∩ ℙ ∪ 1 … K ∖ ℙ
129 inundif ⊢ 1 … K ∩ ℙ ∪ 1 … K ∖ ℙ = 1 … K
130 128 129 eqtri ⊢ ℙ ∩ 1 … K ∪ 1 … K ∖ ℙ = 1 … K
131 130 raleqi ⊢ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K ∪ 1 … K ∖ ℙ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
132 ralunb ⊢ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K ∪ 1 … K ∖ ℙ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ∧ ∀ p ∈ 1 … K ∖ ℙ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
133 131 132 bitr3i ⊢ ∀ p ∈ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ∧ ∀ p ∈ 1 … K ∖ ℙ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
134 eldifn ⊢ p ∈ 1 … K ∖ ℙ → ¬ p ∈ ℙ
135 iffalse ⊢ ¬ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = 0
136 iffalse ⊢ ¬ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt z 0 = 0
137 135 136 eqtr4d ⊢ ¬ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
138 134 137 syl ⊢ p ∈ 1 … K ∖ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
139 138 rgen ⊢ ∀ p ∈ 1 … K ∖ ℙ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
140 139 biantru ⊢ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ∧ ∀ p ∈ 1 … K ∖ ℙ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
141 elinel1 ⊢ p ∈ ℙ ∩ 1 … K → p ∈ ℙ
142 iftrue ⊢ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = p pCnt y
143 iftrue ⊢ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt z 0 = p pCnt z
144 142 143 eqeq12d ⊢ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ p pCnt y = p pCnt z
145 141 144 syl ⊢ p ∈ ℙ ∩ 1 … K → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ p pCnt y = p pCnt z
146 145 ralbiia ⊢ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K p pCnt y = p pCnt z
147 140 146 bitr3i ⊢ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ∧ ∀ p ∈ 1 … K ∖ ℙ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K p pCnt y = p pCnt z
148 133 147 bitri ⊢ ∀ p ∈ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K p pCnt y = p pCnt z
149 inundif ⊢ ℙ ∩ 1 … K ∪ ℙ ∖ 1 … K = ℙ
150 149 raleqi ⊢ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K ∪ ℙ ∖ 1 … K p pCnt y = p pCnt z ↔ ∀ p ∈ ℙ p pCnt y = p pCnt z
151 ralunb ⊢ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K ∪ ℙ ∖ 1 … K p pCnt y = p pCnt z ↔ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K p pCnt y = p pCnt z ∧ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K p pCnt y = p pCnt z
152 150 151 bitr3i ⊢ ∀ p ∈ ℙ p pCnt y = p pCnt z ↔ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K p pCnt y = p pCnt z ∧ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K p pCnt y = p pCnt z
153 126 148 152 3bitr4g ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ ∀ p ∈ ℙ p pCnt y = p pCnt z
154 114 nnnn0d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → y ∈ ℕ 0
155 117 nnnn0d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → z ∈ ℕ 0
156 pc11 ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ z ∈ ℕ 0 → y = z ↔ ∀ p ∈ ℙ p pCnt y = p pCnt z
157 154 155 156 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → y = z ↔ ∀ p ∈ ℙ p pCnt y = p pCnt z
158 153 157 bitr4d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ 1 … K if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ y = z
159 95 158 bitrid ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ↔ y = z
160 159 ex ⊢ φ → y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ↔ y = z
161 70 160 biimtrid ⊢ φ → y ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ∧ z ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ↔ y = z
162 67 161 dom2d ⊢ φ → 0 1 1 … K ∈ V → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≼ 0 1 1 … K
163 6 162 mpi ⊢ φ → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≼ 0 1 1 … K
164 hashdomi ⊢ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≼ 0 1 1 … K → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≤ 0 1 1 … K
165 163 164 syl ⊢ φ → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≤ 0 1 1 … K
166 prfi ⊢ 0 1 ∈ Fin
167 fzfid ⊢ φ → 1 … K ∈ Fin
168 hashmap ⊢ 0 1 ∈ Fin ∧ 1 … K ∈ Fin → 0 1 1 … K = 0 1 1 … K
169 166 167 168 sylancr ⊢ φ → 0 1 1 … K = 0 1 1 … K
170 prhash2ex ⊢ 0 1 = 2
171 170 a1i ⊢ φ → 0 1 = 2
172 2 nnnn0d ⊢ φ → K ∈ ℕ 0
173 hashfz1 ⊢ K ∈ ℕ 0 → 1 … K = K
174 172 173 syl ⊢ φ → 1 … K = K
175 171 174 oveq12d ⊢ φ → 0 1 1 … K = 2 K
176 169 175 eqtrd ⊢ φ → 0 1 1 … K = 2 K
177 165 176 breqtrd ⊢ φ → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≤ 2 K