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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)

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 0z ⊢ 0 ∈ ℤ
57 fzpr ⊢ 0 ∈ ℤ → 0 … 0 + 1 = 0 0 + 1
58 56 57 ax-mp ⊢ 0 … 0 + 1 = 0 0 + 1
59 1e0p1 ⊢ 1 = 0 + 1
60 59 oveq2i ⊢ 0 … 1 = 0 … 0 + 1
61 59 preq2i ⊢ 0 1 = 0 0 + 1
62 58 60 61 3eqtr4i ⊢ 0 … 1 = 0 1
63 55 62 eleqtrdi ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ n ∈ ℙ → n pCnt y ∈ 0 1
64 0elpr01 ⊢ 0 ∈ 0 1
65 64 a1i ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K ∧ ¬ n ∈ ℙ → 0 ∈ 0 1
66 63 65 ifclda ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ n ∈ 1 … K → if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ 0 1
67 66 fmpttd ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 : 1 … K ⟶ 0 1
68 prex ⊢ 0 1 ∈ V
69 ovex ⊢ 1 … K ∈ V
70 68 69 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
71 67 70 sylibr ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ 0 1 1 … K
72 71 ex ⊢ φ → y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ 0 1 1 … K
73 8 72 biimtrid ⊢ φ → y ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ 0 1 1 … K
74 fveqeq2 ⊢ x = z → Q ⁡ x = 1 ↔ Q ⁡ z = 1
75 74 elrab ⊢ z ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ↔ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1
76 8 75 anbi12i ⊢ y ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ∧ z ∈ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ↔ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1
77 ovex ⊢ n pCnt y ∈ V
78 c0ex ⊢ 0 ∈ V
79 77 78 ifex ⊢ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ∈ V
80 eqid ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0
81 79 80 fnmpti ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 Fn 1 … K
82 ovex ⊢ n pCnt z ∈ V
83 82 78 ifex ⊢ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ∈ V
84 eqid ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 = n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0
85 83 84 fnmpti ⊢ n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 Fn 1 … K
86 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
87 81 85 86 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
88 eleq1w ⊢ n = p → n ∈ ℙ ↔ p ∈ ℙ
89 oveq1 ⊢ n = p → n pCnt y = p pCnt y
90 88 89 ifbieq1d ⊢ n = p → if n ∈ ℙ n pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt y 0
91 ovex ⊢ p pCnt y ∈ V
92 91 78 ifex ⊢ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 ∈ V
93 90 80 92 fvmpt ⊢ p ∈ 1 … K → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt y 0 ⁡ p = if p ∈ ℙ p pCnt y 0
94 oveq1 ⊢ n = p → n pCnt z = p pCnt z
95 88 94 ifbieq1d ⊢ n = p → if n ∈ ℙ n pCnt z 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
96 ovex ⊢ p pCnt z ∈ V
97 96 78 ifex ⊢ if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ∈ V
98 95 84 97 fvmpt ⊢ p ∈ 1 … K → n ∈ 1 … K ⟼ if n ∈ ℙ n pCnt z 0 ⁡ p = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
99 93 98 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
100 99 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
101 87 100 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
102 simprll ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → y ∈ M
103 breq2 ⊢ n = y → p ∥ n ↔ p ∥ y
104 103 notbid ⊢ n = y → ¬ p ∥ n ↔ ¬ p ∥ y
105 104 ralbidv ⊢ n = y → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ n ↔ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y
106 105 4 elrab2 ⊢ y ∈ M ↔ y ∈ 1 … N ∧ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y
107 106 simprbi ⊢ y ∈ M → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y
108 102 107 syl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y
109 simprrl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → z ∈ M
110 breq2 ⊢ n = z → p ∥ n ↔ p ∥ z
111 110 notbid ⊢ n = z → ¬ p ∥ n ↔ ¬ p ∥ z
112 111 ralbidv ⊢ n = z → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ n ↔ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z
113 112 4 elrab2 ⊢ z ∈ M ↔ z ∈ 1 … N ∧ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z
114 113 simprbi ⊢ z ∈ M → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z
115 109 114 syl ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z
116 r19.26 ⊢ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y ∧ ¬ p ∥ z ↔ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ y ∧ ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ z
117 eldifi ⊢ p ∈ ℙ ∖ 1 … K → p ∈ ℙ
118 fz1ssnn ⊢ 1 … N ⊆ ℕ
119 9 118 sstri ⊢ M ⊆ ℕ
120 119 102 sselid ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → y ∈ ℕ
121 pceq0 ⊢ p ∈ ℙ ∧ y ∈ ℕ → p pCnt y = 0 ↔ ¬ p ∥ y
122 117 120 121 syl2anr ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 ∧ p ∈ ℙ ∖ 1 … K → p pCnt y = 0 ↔ ¬ p ∥ y
123 119 109 sselid ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → z ∈ ℕ
124 pceq0 ⊢ p ∈ ℙ ∧ z ∈ ℕ → p pCnt z = 0 ↔ ¬ p ∥ z
125 117 123 124 syl2anr ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 ∧ p ∈ ℙ ∖ 1 … K → p pCnt z = 0 ↔ ¬ p ∥ z
126 122 125 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
127 eqtr3 ⊢ p pCnt y = 0 ∧ p pCnt z = 0 → p pCnt y = p pCnt z
128 126 127 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
129 128 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
130 116 129 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
131 108 115 130 mp2and ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K p pCnt y = p pCnt z
132 131 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
133 incom ⊢ ℙ ∩ 1 … K = 1 … K ∩ ℙ
134 133 uneq1i ⊢ ℙ ∩ 1 … K ∪ 1 … K ∖ ℙ = 1 … K ∩ ℙ ∪ 1 … K ∖ ℙ
135 inundif ⊢ 1 … K ∩ ℙ ∪ 1 … K ∖ ℙ = 1 … K
136 134 135 eqtri ⊢ ℙ ∩ 1 … K ∪ 1 … K ∖ ℙ = 1 … K
137 136 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
138 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
139 137 138 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
140 eldifn ⊢ p ∈ 1 … K ∖ ℙ → ¬ p ∈ ℙ
141 iffalse ⊢ ¬ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = 0
142 iffalse ⊢ ¬ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt z 0 = 0
143 141 142 eqtr4d ⊢ ¬ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
144 140 143 syl ⊢ p ∈ 1 … K ∖ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
145 144 rgen ⊢ ∀ p ∈ 1 … K ∖ ℙ if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0
146 145 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
147 elinel1 ⊢ p ∈ ℙ ∩ 1 … K → p ∈ ℙ
148 iftrue ⊢ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = p pCnt y
149 iftrue ⊢ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt z 0 = p pCnt z
150 148 149 eqeq12d ⊢ p ∈ ℙ → if p ∈ ℙ p pCnt y 0 = if p ∈ ℙ p pCnt z 0 ↔ p pCnt y = p pCnt z
151 147 150 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
152 151 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
153 146 152 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
154 139 153 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
155 inundif ⊢ ℙ ∩ 1 … K ∪ ℙ ∖ 1 … K = ℙ
156 155 raleqi ⊢ ∀ p ∈ ℙ ∩ 1 … K ∪ ℙ ∖ 1 … K p pCnt y = p pCnt z ↔ ∀ p ∈ ℙ p pCnt y = p pCnt z
157 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
158 156 157 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
159 132 154 158 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
160 120 nnnn0d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → y ∈ ℕ 0
161 123 nnnn0d ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → z ∈ ℕ 0
162 pc11 ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ z ∈ ℕ 0 → y = z ↔ ∀ p ∈ ℙ p pCnt y = p pCnt z
163 160 161 162 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ M ∧ Q ⁡ y = 1 ∧ z ∈ M ∧ Q ⁡ z = 1 → y = z ↔ ∀ p ∈ ℙ p pCnt y = p pCnt z
164 159 163 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
165 101 164 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
166 165 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
167 76 166 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
168 73 167 dom2d ⊢ φ → 0 1 1 … K ∈ V → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≼ 0 1 1 … K
169 6 168 mpi ⊢ φ → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≼ 0 1 1 … K
170 fzfi ⊢ 1 … N ∈ Fin
171 ssrab2 ⊢ n ∈ 1 … N | ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ n ⊆ 1 … N
172 ssfi ⊢ 1 … N ∈ Fin ∧ n ∈ 1 … N | ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ n ⊆ 1 … N → n ∈ 1 … N | ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ n ∈ Fin
173 170 171 172 mp2an ⊢ n ∈ 1 … N | ∀ p ∈ ℙ ∖ 1 … K ¬ p ∥ n ∈ Fin
174 4 173 eqeltri ⊢ M ∈ Fin
175 ssrab2 ⊢ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ⊆ M
176 ssfi ⊢ M ∈ Fin ∧ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ⊆ M → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ∈ Fin
177 174 175 176 mp2an ⊢ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ∈ Fin
178 prfi ⊢ 0 1 ∈ Fin
179 fzfid ⊢ φ → 1 … K ∈ Fin
180 mapfi ⊢ 0 1 ∈ Fin ∧ 1 … K ∈ Fin → 0 1 1 … K ∈ Fin
181 178 179 180 sylancr ⊢ φ → 0 1 1 … K ∈ Fin
182 hashdom ⊢ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ∈ Fin ∧ 0 1 1 … K ∈ Fin → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≤ 0 1 1 … K ↔ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≼ 0 1 1 … K
183 177 181 182 sylancr ⊢ φ → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≤ 0 1 1 … K ↔ x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≼ 0 1 1 … K
184 169 183 mpbird ⊢ φ → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≤ 0 1 1 … K
185 hashmap ⊢ 0 1 ∈ Fin ∧ 1 … K ∈ Fin → 0 1 1 … K = 0 1 1 … K
186 178 179 185 sylancr ⊢ φ → 0 1 1 … K = 0 1 1 … K
187 prhash2ex ⊢ 0 1 = 2
188 187 a1i ⊢ φ → 0 1 = 2
189 2 nnnn0d ⊢ φ → K ∈ ℕ 0
190 hashfz1 ⊢ K ∈ ℕ 0 → 1 … K = K
191 189 190 syl ⊢ φ → 1 … K = K
192 188 191 oveq12d ⊢ φ → 0 1 1 … K = 2 K
193 186 192 eqtrd ⊢ φ → 0 1 1 … K = 2 K
194 184 193 breqtrd ⊢ φ → x ∈ M | Q ⁡ x = 1 ≤ 2 K