Metamath Proof Explorer


Theorem pcfac

Description: Calculate the prime count of a factorial. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Mar-2014) (Revised by Mario Carneiro, 21-May-2014)

Ref Expression
Assertion pcfac ( ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘€ ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
2 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ! โ€˜ 0 ) )
3 2 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ 0 ) ) )
4 fvoveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ( โŒŠ โ€˜ ( 0 / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
5 4 sumeq2sdv โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( 0 / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
6 3 5 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ 0 ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( 0 / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
7 1 6 raleqbidv โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†” โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ 0 ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( 0 / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
8 7 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ 0 ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( 0 / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
9 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) )
10 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ! โ€˜ ๐‘› ) )
11 10 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) )
12 fvoveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
13 12 sumeq2sdv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
14 11 13 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
15 9 14 raleqbidv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†” โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
16 15 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
17 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) )
18 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) )
19 18 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
20 fvoveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
21 20 sumeq2sdv โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
22 19 21 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
23 17 22 raleqbidv โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†” โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
24 23 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
25 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) )
26 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ! โ€˜ ๐‘ ) )
27 26 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) )
28 fvoveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
29 28 sumeq2sdv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
30 27 29 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
31 25 30 raleqbidv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†” โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
32 31 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ฅ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ฅ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
33 fzfid โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ) โ†’ ( 1 ... ๐‘š ) โˆˆ Fin )
34 sumz โŠข ( ( ( 1 ... ๐‘š ) โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆจ ( 1 ... ๐‘š ) โˆˆ Fin ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) 0 = 0 )
35 34 olcs โŠข ( ( 1 ... ๐‘š ) โˆˆ Fin โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) 0 = 0 )
36 33 35 syl โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) 0 = 0 )
37 0nn0 โŠข 0 โˆˆ โ„•0
38 elfznn โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
39 38 nnnn0d โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
40 nn0uz โŠข โ„•0 = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 )
41 39 40 eleqtrdi โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
42 41 adantl โŠข ( ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
43 simpll โŠข ( ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ )
44 pcfaclem โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( 0 / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = 0 )
45 37 42 43 44 mp3an2i โŠข ( ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( 0 / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = 0 )
46 45 sumeq2dv โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( 0 / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) 0 )
47 fac0 โŠข ( ! โ€˜ 0 ) = 1
48 47 oveq2i โŠข ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ 0 ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt 1 )
49 pc1 โŠข ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt 1 ) = 0 )
50 48 49 eqtrid โŠข ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ 0 ) ) = 0 )
51 50 adantr โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ 0 ) ) = 0 )
52 36 46 51 3eqtr4rd โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ 0 ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( 0 / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
53 52 ralrimiva โŠข ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ 0 ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( 0 / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
54 nn0z โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค )
55 54 adantr โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค )
56 uzid โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) )
57 peano2uz โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) )
58 55 56 57 3syl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) )
59 uzss โŠข ( ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) โ†’ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) )
60 ssralv โŠข ( ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
61 58 59 60 3syl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
62 oveq1 โŠข ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) + ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
63 simpll โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
64 facp1 โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) = ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘› + 1 ) ) )
65 63 64 syl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) = ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘› + 1 ) ) )
66 65 oveq2d โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
67 simplr โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ )
68 faccl โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„• )
69 nnz โŠข ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„• โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„ค )
70 nnne0 โŠข ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„• โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘› ) โ‰  0 )
71 69 70 jca โŠข ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„• โ†’ ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ! โ€˜ ๐‘› ) โ‰  0 ) )
72 63 68 71 3syl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ! โ€˜ ๐‘› ) โ‰  0 ) )
73 nn0p1nn โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„• )
74 nnz โŠข ( ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ค )
75 nnne0 โŠข ( ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โ‰  0 )
76 74 75 jca โŠข ( ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„• โ†’ ( ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐‘› + 1 ) โ‰  0 ) )
77 63 73 76 3syl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐‘› + 1 ) โ‰  0 ) )
78 pcmul โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ! โ€˜ ๐‘› ) โ‰  0 ) โˆง ( ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐‘› + 1 ) โ‰  0 ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
79 67 72 77 78 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ( ! โ€˜ ๐‘› ) ยท ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
80 66 79 eqtr2d โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
81 63 adantr โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
82 81 nn0zd โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค )
83 prmnn โŠข ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„• )
84 83 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„• )
85 nnexpcl โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• )
86 84 39 85 syl2an โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• )
87 fldivp1 โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆ’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) = if ( ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) , 1 , 0 ) )
88 82 86 87 syl2anc โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆ’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) = if ( ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) , 1 , 0 ) )
89 elfzuz โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) )
90 63 73 syl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„• )
91 67 90 pccld โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„•0 )
92 91 nn0zd โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„ค )
93 elfz5 โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
94 89 92 93 syl2anr โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
95 simpllr โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ )
96 81 73 syl โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„• )
97 96 nnzd โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ค )
98 39 adantl โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
99 pcdvdsb โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘˜ โ‰ค ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ†” ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) ) )
100 95 97 98 99 syl3anc โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โ‰ค ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ†” ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) ) )
101 94 100 bitr2d โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) โ†” ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) ) )
102 101 ifbid โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ if ( ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) , 1 , 0 ) = if ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) , 1 , 0 ) )
103 88 102 eqtrd โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆ’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) = if ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) , 1 , 0 ) )
104 103 sumeq2dv โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆ’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) if ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) , 1 , 0 ) )
105 fzfid โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( 1 ... ๐‘š ) โˆˆ Fin )
106 63 nn0red โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ )
107 peano2re โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„ โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ )
108 106 107 syl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ )
109 108 adantr โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ )
110 109 86 nndivred โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ )
111 110 flcld โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆˆ โ„ค )
112 111 zcnd โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
113 106 adantr โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ )
114 113 86 nndivred โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ )
115 114 flcld โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆˆ โ„ค )
116 115 zcnd โŠข ( ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
117 105 112 116 fsumsub โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆ’ ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) = ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆ’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
118 fzfi โŠข ( 1 ... ๐‘š ) โˆˆ Fin
119 91 nn0red โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„ )
120 eluzelz โŠข ( ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„ค )
121 120 adantl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„ค )
122 121 zred โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„ )
123 prmuz2 โŠข ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
124 123 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
125 90 nnnn0d โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
126 bernneq3 โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) < ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) )
127 124 125 126 syl2anc โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) < ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) )
128 119 108 letrid โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ‰ค ( ๐‘› + 1 ) โˆจ ( ๐‘› + 1 ) โ‰ค ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
129 128 ord โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ยฌ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ‰ค ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โ‰ค ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
130 90 nnzd โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ค )
131 pcdvdsb โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘› + 1 ) โ‰ค ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ†” ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) ) )
132 67 130 125 131 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› + 1 ) โ‰ค ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ†” ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) ) )
133 84 125 nnexpcld โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„• )
134 133 nnzd โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„ค )
135 dvdsle โŠข ( ( ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐‘› + 1 ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โ‰ค ( ๐‘› + 1 ) ) )
136 134 90 135 syl2anc โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โ‰ค ( ๐‘› + 1 ) ) )
137 133 nnred โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„ )
138 137 108 lenltd โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โ‰ค ( ๐‘› + 1 ) โ†” ยฌ ( ๐‘› + 1 ) < ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
139 136 138 sylibd โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) โˆฅ ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ยฌ ( ๐‘› + 1 ) < ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
140 132 139 sylbid โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› + 1 ) โ‰ค ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ†’ ยฌ ( ๐‘› + 1 ) < ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
141 129 140 syld โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ยฌ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ‰ค ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ยฌ ( ๐‘› + 1 ) < ( ๐‘ƒ โ†‘ ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
142 127 141 mt4d โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ‰ค ( ๐‘› + 1 ) )
143 eluzle โŠข ( ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โ‰ค ๐‘š )
144 143 adantl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘› + 1 ) โ‰ค ๐‘š )
145 119 108 122 142 144 letrd โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ‰ค ๐‘š )
146 eluz โŠข ( ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ‰ค ๐‘š ) )
147 92 121 146 syl2anc โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ‰ค ๐‘š ) )
148 145 147 mpbird โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) )
149 fzss2 โŠข ( ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) โŠ† ( 1 ... ๐‘š ) )
150 148 149 syl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) โŠ† ( 1 ... ๐‘š ) )
151 sumhash โŠข ( ( ( 1 ... ๐‘š ) โˆˆ Fin โˆง ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) โŠ† ( 1 ... ๐‘š ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) if ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) , 1 , 0 ) = ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) ) )
152 118 150 151 sylancr โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) if ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) , 1 , 0 ) = ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) ) )
153 hashfz1 โŠข ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) )
154 91 153 syl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) )
155 152 154 eqtrd โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) if ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) , 1 , 0 ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) )
156 104 117 155 3eqtr3d โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆ’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) )
157 105 112 fsumcl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
158 105 116 fsumcl โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
159 119 recnd โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
160 157 158 159 subaddd โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โˆ’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) = ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) โ†” ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) + ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
161 156 160 mpbid โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) + ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
162 80 161 eqeq12d โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) + ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) + ( ๐‘ƒ pCnt ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
163 62 162 imbitrid โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
164 163 ralimdva โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
165 61 164 syld โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
166 165 ex โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
167 166 a2d โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘› / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ( ๐‘› + 1 ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐‘› + 1 ) / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
168 8 16 24 32 53 167 nn0ind โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
169 168 imp โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
170 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘€ โ†’ ( 1 ... ๐‘š ) = ( 1 ... ๐‘€ ) )
171 170 sumeq1d โŠข ( ๐‘š = ๐‘€ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘€ ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
172 171 eqeq2d โŠข ( ๐‘š = ๐‘€ โ†’ ( ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘€ ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
173 172 rspcv โŠข ( ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘š โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘š ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘€ ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
174 169 173 syl5 โŠข ( ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘€ ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
175 174 3impib โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘€ ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
176 175 3com12 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘ ) โˆง ๐‘ƒ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( ๐‘ƒ pCnt ( ! โ€˜ ๐‘ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘€ ) ( โŒŠ โ€˜ ( ๐‘ / ( ๐‘ƒ โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )