Theorem: lucas_lehmer_sufficiency
File: Mathlib/NumberTheory/LucasLehmer.lean

tactic: let p' := p - 2
state_before: p : ℕ
w : 1 < p
⊢ LucasLehmerTest p → Nat.Prime (mersenne p)
state_after: p : ℕ
w : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
⊢ LucasLehmerTest p → Nat.Prime (mersenne p)

tactic: have z : p = p' + 2 := (tsub_eq_iff_eq_add_of_le w.nat_succ_le).mp rfl
state_before: p : ℕ
w : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
⊢ LucasLehmerTest p → Nat.Prime (mersenne p)
state_after: p : ℕ
w : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
⊢ LucasLehmerTest p → Nat.Prime (mersenne p)

tactic: have w : 1 < p' + 2 := Nat.lt_of_sub_eq_succ rfl
state_before: p : ℕ
w : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
⊢ LucasLehmerTest p → Nat.Prime (mersenne p)
state_after: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
⊢ LucasLehmerTest p → Nat.Prime (mersenne p)

tactic: contrapose
state_before: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
⊢ LucasLehmerTest p → Nat.Prime (mersenne p)
state_after: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
⊢ ¬Nat.Prime (mersenne p) → ¬LucasLehmerTest p

tactic: intro a t
state_before: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
⊢ ¬Nat.Prime (mersenne p) → ¬LucasLehmerTest p
state_after: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne p)
t : LucasLehmerTest p
⊢ False

tactic: rw [z] at a
state_before: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne p)
t : LucasLehmerTest p
⊢ False
state_after: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne (p' + 2))
t : LucasLehmerTest p
⊢ False

tactic: rw [z] at t
state_before: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne (p' + 2))
t : LucasLehmerTest p
⊢ False
state_after: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne (p' + 2))
t : LucasLehmerTest (p' + 2)
⊢ False

tactic: have h₁ := order_ineq p' t
state_before: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne (p' + 2))
t : LucasLehmerTest (p' + 2)
⊢ False
state_after: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne (p' + 2))
t : LucasLehmerTest (p' + 2)
h₁ : 2 ^ (p' + 2) < ↑(q (p' + 2)) ^ 2
⊢ False

tactic: have h₂ := Nat.minFac_sq_le_self (mersenne_pos.2 (Nat.lt_of_succ_lt w)) a
state_before: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne (p' + 2))
t : LucasLehmerTest (p' + 2)
h₁ : 2 ^ (p' + 2) < ↑(q (p' + 2)) ^ 2
⊢ False
state_after: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne (p' + 2))
t : LucasLehmerTest (p' + 2)
h₁ : 2 ^ (p' + 2) < ↑(q (p' + 2)) ^ 2
h₂ : (mersenne (p' + 2)).minFac ^ 2 ≤ mersenne (p' + 2)
⊢ False

tactic: have h := lt_of_lt_of_le h₁ h₂
state_before: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne (p' + 2))
t : LucasLehmerTest (p' + 2)
h₁ : 2 ^ (p' + 2) < ↑(q (p' + 2)) ^ 2
h₂ : (mersenne (p' + 2)).minFac ^ 2 ≤ mersenne (p' + 2)
⊢ False
state_after: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne (p' + 2))
t : LucasLehmerTest (p' + 2)
h₁ : 2 ^ (p' + 2) < ↑(q (p' + 2)) ^ 2
h₂ : (mersenne (p' + 2)).minFac ^ 2 ≤ mersenne (p' + 2)
h : 2 ^ (p' + 2) < mersenne (p' + 2)
⊢ False

tactic: exact not_lt_of_ge (Nat.sub_le _ _) h
state_before: p : ℕ
w✝ : 1 < p
p' : ℕ := p - 2
z : p = p' + 2
w : 1 < p' + 2
a : ¬Nat.Prime (mersenne (p' + 2))
t : LucasLehmerTest (p' + 2)
h₁ : 2 ^ (p' + 2) < ↑(q (p' + 2)) ^ 2
h₂ : (mersenne (p' + 2)).minFac ^ 2 ≤ mersenne (p' + 2)
h : 2 ^ (p' + 2) < mersenne (p' + 2)
⊢ False
state_after: no goals