Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  nfermltl2rev Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nfermltl2rev 47083
Description: Fermat's little theorem with base 2 reversed is not generally true: There is an integer 𝑝 (for example 341, see 341fppr2 47074) so that "𝑝 is prime" does not follow from 2↑𝑝≡2 (mod 𝑝). (Contributed by AV, 3-Jun-2023.)
Assertion
Ref Expression
nfermltl2rev 𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((2↑𝑝) mod 𝑝) = (2 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)

Proof of Theorem nfermltl2rev
StepHypRef Expression
1 decex 12711 . . 3 341 ∈ V
2 eleq1 2817 . . . 4 (𝑝 = 341 → (𝑝 ∈ (ℤ‘3) ↔ 341 ∈ (ℤ‘3)))
3 oveq2 7428 . . . . . . . 8 (𝑝 = 341 → (2↑𝑝) = (2↑341))
4 id 22 . . . . . . . 8 (𝑝 = 341 → 𝑝 = 341)
53, 4oveq12d 7438 . . . . . . 7 (𝑝 = 341 → ((2↑𝑝) mod 𝑝) = ((2↑341) mod 341))
6 oveq2 7428 . . . . . . 7 (𝑝 = 341 → (2 mod 𝑝) = (2 mod 341))
75, 6eqeq12d 2744 . . . . . 6 (𝑝 = 341 → (((2↑𝑝) mod 𝑝) = (2 mod 𝑝) ↔ ((2↑341) mod 341) = (2 mod 341)))
8 eleq1 2817 . . . . . 6 (𝑝 = 341 → (𝑝 ∈ ℙ ↔ 341 ∈ ℙ))
97, 8imbi12d 344 . . . . 5 (𝑝 = 341 → ((((2↑𝑝) mod 𝑝) = (2 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ) ↔ (((2↑341) mod 341) = (2 mod 341) → 341 ∈ ℙ)))
109notbid 318 . . . 4 (𝑝 = 341 → (¬ (((2↑𝑝) mod 𝑝) = (2 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ) ↔ ¬ (((2↑341) mod 341) = (2 mod 341) → 341 ∈ ℙ)))
112, 10anbi12d 631 . . 3 (𝑝 = 341 → ((𝑝 ∈ (ℤ‘3) ∧ ¬ (((2↑𝑝) mod 𝑝) = (2 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)) ↔ (341 ∈ (ℤ‘3) ∧ ¬ (((2↑341) mod 341) = (2 mod 341) → 341 ∈ ℙ))))
12 3z 12625 . . . . 5 3 ∈ ℤ
13 3nn0 12520 . . . . . . . 8 3 ∈ ℕ0
14 4nn0 12521 . . . . . . . 8 4 ∈ ℕ0
1513, 14deccl 12722 . . . . . . 7 34 ∈ ℕ0
16 1nn0 12518 . . . . . . 7 1 ∈ ℕ0
1715, 16deccl 12722 . . . . . 6 341 ∈ ℕ0
1817nn0zi 12617 . . . . 5 341 ∈ ℤ
1913dec0h 12729 . . . . . 6 3 = 03
20 0nn0 12517 . . . . . . 7 0 ∈ ℕ0
21 3re 12322 . . . . . . . 8 3 ∈ ℝ
22 9re 12341 . . . . . . . 8 9 ∈ ℝ
23 3lt9 12446 . . . . . . . 8 3 < 9
2421, 22, 23ltleii 11367 . . . . . . 7 3 ≤ 9
25 3nn 12321 . . . . . . . 8 3 ∈ ℕ
26 0re 11246 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℝ
27 9pos 12355 . . . . . . . . 9 0 < 9
2826, 22, 27ltleii 11367 . . . . . . . 8 0 ≤ 9
2925, 14, 20, 28decltdi 12746 . . . . . . 7 0 < 34
3020, 15, 13, 16, 24, 29decleh 12742 . . . . . 6 03 ≤ 341
3119, 30eqbrtri 5169 . . . . 5 3 ≤ 341
32 eluz2 12858 . . . . 5 (341 ∈ (ℤ‘3) ↔ (3 ∈ ℤ ∧ 341 ∈ ℤ ∧ 3 ≤ 341))
3312, 18, 31, 32mpbir3an 1339 . . . 4 341 ∈ (ℤ‘3)
34 341fppr2 47074 . . . . . . 7 341 ∈ ( FPPr ‘2)
35 fpprwppr 47079 . . . . . . 7 (341 ∈ ( FPPr ‘2) → ((2↑341) mod 341) = (2 mod 341))
3634, 35ax-mp 5 . . . . . 6 ((2↑341) mod 341) = (2 mod 341)
37 11t31e341 47072 . . . . . . . 8 (11 · 31) = 341
3837eqcomi 2737 . . . . . . 7 341 = (11 · 31)
39 2z 12624 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℤ
4016, 16deccl 12722 . . . . . . . . . 10 11 ∈ ℕ0
4140nn0zi 12617 . . . . . . . . 9 11 ∈ ℤ
42 2nn0 12519 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℕ0
4342dec0h 12729 . . . . . . . . . 10 2 = 02
44 2re 12316 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℝ
45 2lt9 12447 . . . . . . . . . . . 12 2 < 9
4644, 22, 45ltleii 11367 . . . . . . . . . . 11 2 ≤ 9
47 0lt1 11766 . . . . . . . . . . 11 0 < 1
4820, 16, 42, 16, 46, 47decleh 12742 . . . . . . . . . 10 02 ≤ 11
4943, 48eqbrtri 5169 . . . . . . . . 9 2 ≤ 11
50 eluz2 12858 . . . . . . . . 9 (11 ∈ (ℤ‘2) ↔ (2 ∈ ℤ ∧ 11 ∈ ℤ ∧ 2 ≤ 11))
5139, 41, 49, 50mpbir3an 1339 . . . . . . . 8 11 ∈ (ℤ‘2)
5213, 16deccl 12722 . . . . . . . . . 10 31 ∈ ℕ0
5352nn0zi 12617 . . . . . . . . 9 31 ∈ ℤ
54 3pos 12347 . . . . . . . . . . 11 0 < 3
5520, 13, 42, 16, 46, 54decleh 12742 . . . . . . . . . 10 02 ≤ 31
5643, 55eqbrtri 5169 . . . . . . . . 9 2 ≤ 31
57 eluz2 12858 . . . . . . . . 9 (31 ∈ (ℤ‘2) ↔ (2 ∈ ℤ ∧ 31 ∈ ℤ ∧ 2 ≤ 31))
5839, 53, 56, 57mpbir3an 1339 . . . . . . . 8 31 ∈ (ℤ‘2)
59 nprm 16658 . . . . . . . 8 ((11 ∈ (ℤ‘2) ∧ 31 ∈ (ℤ‘2)) → ¬ (11 · 31) ∈ ℙ)
6051, 58, 59mp2an 691 . . . . . . 7 ¬ (11 · 31) ∈ ℙ
6138, 60eqneltri 2848 . . . . . 6 ¬ 341 ∈ ℙ
6236, 61pm3.2i 470 . . . . 5 (((2↑341) mod 341) = (2 mod 341) ∧ ¬ 341 ∈ ℙ)
63 annim 403 . . . . 5 ((((2↑341) mod 341) = (2 mod 341) ∧ ¬ 341 ∈ ℙ) ↔ ¬ (((2↑341) mod 341) = (2 mod 341) → 341 ∈ ℙ))
6462, 63mpbi 229 . . . 4 ¬ (((2↑341) mod 341) = (2 mod 341) → 341 ∈ ℙ)
6533, 64pm3.2i 470 . . 3 (341 ∈ (ℤ‘3) ∧ ¬ (((2↑341) mod 341) = (2 mod 341) → 341 ∈ ℙ))
661, 11, 65ceqsexv2d 3526 . 2 𝑝(𝑝 ∈ (ℤ‘3) ∧ ¬ (((2↑𝑝) mod 𝑝) = (2 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ))
67 df-rex 3068 . 2 (∃𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((2↑𝑝) mod 𝑝) = (2 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ) ↔ ∃𝑝(𝑝 ∈ (ℤ‘3) ∧ ¬ (((2↑𝑝) mod 𝑝) = (2 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)))
6866, 67mpbir 230 1 𝑝 ∈ (ℤ‘3) ¬ (((2↑𝑝) mod 𝑝) = (2 mod 𝑝) → 𝑝 ∈ ℙ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 395   = wceq 1534  wex 1774  wcel 2099  wrex 3067   class class class wbr 5148  cfv 6548  (class class class)co 7420  0cc0 11138  1c1 11139   · cmul 11143  cle 11279  2c2 12297  3c3 12298  4c4 12299  9c9 12304  cz 12588  cdc 12707  cuz 12852   mod cmo 13866  cexp 14058  cprime 16641   FPPr cfppr 47064
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7740  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215  ax-pre-sup 11216
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3373  df-reu 3374  df-rab 3430  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4909  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6500  df-fun 6550  df-fn 6551  df-f 6552  df-f1 6553  df-fo 6554  df-f1o 6555  df-fv 6556  df-riota 7376  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7871  df-2nd 7994  df-frecs 8286  df-wrecs 8317  df-recs 8391  df-rdg 8430  df-1o 8486  df-2o 8487  df-er 8724  df-en 8964  df-dom 8965  df-sdom 8966  df-fin 8967  df-sup 9465  df-inf 9466  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-div 11902  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-4 12307  df-5 12308  df-6 12309  df-7 12310  df-8 12311  df-9 12312  df-n0 12503  df-z 12589  df-dec 12708  df-uz 12853  df-rp 13007  df-fl 13789  df-mod 13867  df-seq 13999  df-exp 14059  df-cj 15078  df-re 15079  df-im 15080  df-sqrt 15214  df-abs 15215  df-dvds 16231  df-prm 16642  df-fppr 47065
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator
OSZAR »