Proof of Theorem 2lgslem3d
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | 2lgslem2.n |
. . 3
⊢ 𝑁 = (((𝑃 − 1) / 2) −
(⌊‘(𝑃 /
4))) |
2 | | oveq1 6556 |
. . . . 5
⊢ (𝑃 = ((8 · 𝐾) + 7) → (𝑃 − 1) = (((8 · 𝐾) + 7) −
1)) |
3 | 2 | oveq1d 6564 |
. . . 4
⊢ (𝑃 = ((8 · 𝐾) + 7) → ((𝑃 − 1) / 2) = ((((8
· 𝐾) + 7) − 1)
/ 2)) |
4 | | oveq1 6556 |
. . . . 5
⊢ (𝑃 = ((8 · 𝐾) + 7) → (𝑃 / 4) = (((8 · 𝐾) + 7) / 4)) |
5 | 4 | fveq2d 6107 |
. . . 4
⊢ (𝑃 = ((8 · 𝐾) + 7) →
(⌊‘(𝑃 / 4)) =
(⌊‘(((8 · 𝐾) + 7) / 4))) |
6 | 3, 5 | oveq12d 6567 |
. . 3
⊢ (𝑃 = ((8 · 𝐾) + 7) → (((𝑃 − 1) / 2) −
(⌊‘(𝑃 / 4))) =
(((((8 · 𝐾) + 7)
− 1) / 2) − (⌊‘(((8 · 𝐾) + 7) / 4)))) |
7 | 1, 6 | syl5eq 2656 |
. 2
⊢ (𝑃 = ((8 · 𝐾) + 7) → 𝑁 = (((((8 · 𝐾) + 7) − 1) / 2) −
(⌊‘(((8 · 𝐾) + 7) / 4)))) |
8 | | 8nn0 11192 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 8 ∈
ℕ0 |
9 | 8 | a1i 11 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 8 ∈ ℕ0) |
10 | | id 22 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 𝐾 ∈
ℕ0) |
11 | 9, 10 | nn0mulcld 11233 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (8 · 𝐾)
∈ ℕ0) |
12 | 11 | nn0cnd 11230 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (8 · 𝐾)
∈ ℂ) |
13 | | 7cn 10981 |
. . . . . . . . 9
⊢ 7 ∈
ℂ |
14 | 13 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 7 ∈ ℂ) |
15 | | 1cnd 9935 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 1 ∈ ℂ) |
16 | 12, 14, 15 | addsubassd 10291 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((8 · 𝐾) +
7) − 1) = ((8 · 𝐾) + (7 − 1))) |
17 | | 4t2e8 11058 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (4
· 2) = 8 |
18 | 17 | eqcomi 2619 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 8 = (4
· 2) |
19 | 18 | a1i 11 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 8 = (4 · 2)) |
20 | 19 | oveq1d 6564 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (8 · 𝐾) = ((4
· 2) · 𝐾)) |
21 | | 4cn 10975 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 4 ∈
ℂ |
22 | 21 | a1i 11 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 4 ∈ ℂ) |
23 | | 2cn 10968 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 2 ∈
ℂ |
24 | 23 | a1i 11 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 2 ∈ ℂ) |
25 | | nn0cn 11179 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 𝐾 ∈
ℂ) |
26 | 22, 24, 25 | mul32d 10125 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((4 · 2) · 𝐾) = ((4 · 𝐾) · 2)) |
27 | 20, 26 | eqtrd 2644 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (8 · 𝐾) = ((4
· 𝐾) ·
2)) |
28 | | df-7 10961 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 7 = (6 +
1) |
29 | 28 | oveq1i 6559 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (7
− 1) = ((6 + 1) − 1) |
30 | | 6cn 10979 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 6 ∈
ℂ |
31 | | pncan1 10333 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (6 ∈
ℂ → ((6 + 1) − 1) = 6) |
32 | 30, 31 | ax-mp 5 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((6 + 1)
− 1) = 6 |
33 | 29, 32 | eqtri 2632 |
. . . . . . . . 9
⊢ (7
− 1) = 6 |
34 | 33 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (7 − 1) = 6) |
35 | 27, 34 | oveq12d 6567 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((8 · 𝐾) + (7
− 1)) = (((4 · 𝐾) · 2) + 6)) |
36 | 16, 35 | eqtrd 2644 |
. . . . . 6
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((8 · 𝐾) +
7) − 1) = (((4 · 𝐾) · 2) + 6)) |
37 | 36 | oveq1d 6564 |
. . . . 5
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((((8 · 𝐾) +
7) − 1) / 2) = ((((4 · 𝐾) · 2) + 6) / 2)) |
38 | | 4nn0 11188 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 4 ∈
ℕ0 |
39 | 38 | a1i 11 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 4 ∈ ℕ0) |
40 | 39, 10 | nn0mulcld 11233 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (4 · 𝐾)
∈ ℕ0) |
41 | 40 | nn0cnd 11230 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (4 · 𝐾)
∈ ℂ) |
42 | 41, 24 | mulcld 9939 |
. . . . . 6
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((4 · 𝐾)
· 2) ∈ ℂ) |
43 | 30 | a1i 11 |
. . . . . 6
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 6 ∈ ℂ) |
44 | | 2rp 11713 |
. . . . . . . 8
⊢ 2 ∈
ℝ+ |
45 | 44 | a1i 11 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 2 ∈ ℝ+) |
46 | 45 | rpcnne0d 11757 |
. . . . . 6
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0)) |
47 | | divdir 10589 |
. . . . . 6
⊢ ((((4
· 𝐾) · 2)
∈ ℂ ∧ 6 ∈ ℂ ∧ (2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0))
→ ((((4 · 𝐾)
· 2) + 6) / 2) = ((((4 · 𝐾) · 2) / 2) + (6 /
2))) |
48 | 42, 43, 46, 47 | syl3anc 1318 |
. . . . 5
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((((4 · 𝐾)
· 2) + 6) / 2) = ((((4 · 𝐾) · 2) / 2) + (6 /
2))) |
49 | | 2ne0 10990 |
. . . . . . . 8
⊢ 2 ≠
0 |
50 | 49 | a1i 11 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 2 ≠ 0) |
51 | 41, 24, 50 | divcan4d 10686 |
. . . . . 6
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((4 · 𝐾)
· 2) / 2) = (4 · 𝐾)) |
52 | | 3t2e6 11056 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (3
· 2) = 6 |
53 | 52 | eqcomi 2619 |
. . . . . . . . 9
⊢ 6 = (3
· 2) |
54 | 53 | oveq1i 6559 |
. . . . . . . 8
⊢ (6 / 2) =
((3 · 2) / 2) |
55 | | 3cn 10972 |
. . . . . . . . 9
⊢ 3 ∈
ℂ |
56 | 55, 23, 49 | divcan4i 10651 |
. . . . . . . 8
⊢ ((3
· 2) / 2) = 3 |
57 | 54, 56 | eqtri 2632 |
. . . . . . 7
⊢ (6 / 2) =
3 |
58 | 57 | a1i 11 |
. . . . . 6
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (6 / 2) = 3) |
59 | 51, 58 | oveq12d 6567 |
. . . . 5
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((((4 · 𝐾)
· 2) / 2) + (6 / 2)) = ((4 · 𝐾) + 3)) |
60 | 37, 48, 59 | 3eqtrd 2648 |
. . . 4
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((((8 · 𝐾) +
7) − 1) / 2) = ((4 · 𝐾) + 3)) |
61 | | 4ne0 10994 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 4 ≠
0 |
62 | 21, 61 | pm3.2i 470 |
. . . . . . . . 9
⊢ (4 ∈
ℂ ∧ 4 ≠ 0) |
63 | 62 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (4 ∈ ℂ ∧ 4 ≠ 0)) |
64 | | divdir 10589 |
. . . . . . . 8
⊢ (((8
· 𝐾) ∈ ℂ
∧ 7 ∈ ℂ ∧ (4 ∈ ℂ ∧ 4 ≠ 0)) → (((8
· 𝐾) + 7) / 4) =
(((8 · 𝐾) / 4) + (7
/ 4))) |
65 | 12, 14, 63, 64 | syl3anc 1318 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((8 · 𝐾) +
7) / 4) = (((8 · 𝐾)
/ 4) + (7 / 4))) |
66 | | 8cn 10983 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 8 ∈
ℂ |
67 | 66 | a1i 11 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 8 ∈ ℂ) |
68 | | div23 10583 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((8
∈ ℂ ∧ 𝐾
∈ ℂ ∧ (4 ∈ ℂ ∧ 4 ≠ 0)) → ((8 ·
𝐾) / 4) = ((8 / 4) ·
𝐾)) |
69 | 67, 25, 63, 68 | syl3anc 1318 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((8 · 𝐾) / 4)
= ((8 / 4) · 𝐾)) |
70 | 18 | oveq1i 6559 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (8 / 4) =
((4 · 2) / 4) |
71 | 23, 21, 61 | divcan3i 10650 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((4
· 2) / 4) = 2 |
72 | 70, 71 | eqtri 2632 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (8 / 4) =
2 |
73 | 72 | a1i 11 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (8 / 4) = 2) |
74 | 73 | oveq1d 6564 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((8 / 4) · 𝐾)
= (2 · 𝐾)) |
75 | 69, 74 | eqtrd 2644 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((8 · 𝐾) / 4)
= (2 · 𝐾)) |
76 | 75 | oveq1d 6564 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((8 · 𝐾) /
4) + (7 / 4)) = ((2 · 𝐾) + (7 / 4))) |
77 | 65, 76 | eqtrd 2644 |
. . . . . 6
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((8 · 𝐾) +
7) / 4) = ((2 · 𝐾) +
(7 / 4))) |
78 | 77 | fveq2d 6107 |
. . . . 5
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (⌊‘(((8 · 𝐾) + 7) / 4)) = (⌊‘((2 ·
𝐾) + (7 /
4)))) |
79 | | 3lt4 11074 |
. . . . . 6
⊢ 3 <
4 |
80 | | 2nn0 11186 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ 2 ∈
ℕ0 |
81 | 80 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 2 ∈ ℕ0) |
82 | 81, 10 | nn0mulcld 11233 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (2 · 𝐾)
∈ ℕ0) |
83 | 82 | nn0zd 11356 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (2 · 𝐾)
∈ ℤ) |
84 | 83 | peano2zd 11361 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((2 · 𝐾) + 1)
∈ ℤ) |
85 | | 3nn0 11187 |
. . . . . . . . 9
⊢ 3 ∈
ℕ0 |
86 | 85 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 3 ∈ ℕ0) |
87 | | 4nn 11064 |
. . . . . . . . 9
⊢ 4 ∈
ℕ |
88 | 87 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 4 ∈ ℕ) |
89 | | adddivflid 12481 |
. . . . . . . 8
⊢ ((((2
· 𝐾) + 1) ∈
ℤ ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 4 ∈ ℕ) → (3
< 4 ↔ (⌊‘(((2 · 𝐾) + 1) + (3 / 4))) = ((2 · 𝐾) + 1))) |
90 | 84, 86, 88, 89 | syl3anc 1318 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (3 < 4 ↔ (⌊‘(((2 · 𝐾) + 1) + (3 / 4))) = ((2 · 𝐾) + 1))) |
91 | 24, 25 | mulcld 9939 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (2 · 𝐾)
∈ ℂ) |
92 | 55 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 3 ∈ ℂ) |
93 | 61 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 4 ≠ 0) |
94 | 92, 22, 93 | divcld 10680 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (3 / 4) ∈ ℂ) |
95 | 91, 15, 94 | addassd 9941 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((2 · 𝐾) +
1) + (3 / 4)) = ((2 · 𝐾) + (1 + (3 / 4)))) |
96 | | 4p3e7 11040 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (4 + 3) =
7 |
97 | 96 | eqcomi 2619 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ 7 = (4 +
3) |
98 | 97 | oveq1i 6559 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (7 / 4) =
((4 + 3) / 4) |
99 | 21, 55, 21, 61 | divdiri 10661 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((4 + 3)
/ 4) = ((4 / 4) + (3 / 4)) |
100 | 21, 61 | dividi 10637 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (4 / 4) =
1 |
101 | 100 | oveq1i 6559 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((4 / 4)
+ (3 / 4)) = (1 + (3 / 4)) |
102 | 98, 99, 101 | 3eqtri 2636 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (7 / 4) =
(1 + (3 / 4)) |
103 | 102 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (7 / 4) = (1 + (3 / 4))) |
104 | 103 | eqcomd 2616 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (1 + (3 / 4)) = (7 / 4)) |
105 | 104 | oveq2d 6565 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((2 · 𝐾) + (1
+ (3 / 4))) = ((2 · 𝐾) + (7 / 4))) |
106 | 95, 105 | eqtrd 2644 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((2 · 𝐾) +
1) + (3 / 4)) = ((2 · 𝐾) + (7 / 4))) |
107 | 106 | fveq2d 6107 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (⌊‘(((2 · 𝐾) + 1) + (3 / 4))) = (⌊‘((2
· 𝐾) + (7 /
4)))) |
108 | 107 | eqeq1d 2612 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((⌊‘(((2 · 𝐾) + 1) + (3 / 4))) = ((2 · 𝐾) + 1) ↔ (⌊‘((2
· 𝐾) + (7 / 4))) =
((2 · 𝐾) +
1))) |
109 | 90, 108 | bitrd 267 |
. . . . . 6
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (3 < 4 ↔ (⌊‘((2 · 𝐾) + (7 / 4))) = ((2 · 𝐾) + 1))) |
110 | 79, 109 | mpbii 222 |
. . . . 5
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (⌊‘((2 · 𝐾) + (7 / 4))) = ((2 · 𝐾) + 1)) |
111 | 78, 110 | eqtrd 2644 |
. . . 4
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (⌊‘(((8 · 𝐾) + 7) / 4)) = ((2 · 𝐾) + 1)) |
112 | 60, 111 | oveq12d 6567 |
. . 3
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((((8 · 𝐾) +
7) − 1) / 2) − (⌊‘(((8 · 𝐾) + 7) / 4))) = (((4 · 𝐾) + 3) − ((2 ·
𝐾) + 1))) |
113 | 82 | nn0cnd 11230 |
. . . 4
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (2 · 𝐾)
∈ ℂ) |
114 | 41, 92, 113, 15 | addsub4d 10318 |
. . 3
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((4 · 𝐾) +
3) − ((2 · 𝐾)
+ 1)) = (((4 · 𝐾)
− (2 · 𝐾)) +
(3 − 1))) |
115 | | 2t2e4 11054 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (2
· 2) = 4 |
116 | 115 | eqcomi 2619 |
. . . . . . . . 9
⊢ 4 = (2
· 2) |
117 | 116 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ 4 = (2 · 2)) |
118 | 117 | oveq1d 6564 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (4 · 𝐾) = ((2
· 2) · 𝐾)) |
119 | 24, 24, 25 | mulassd 9942 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((2 · 2) · 𝐾) = (2 · (2 · 𝐾))) |
120 | 118, 119 | eqtrd 2644 |
. . . . . 6
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (4 · 𝐾) = (2
· (2 · 𝐾))) |
121 | 120 | oveq1d 6564 |
. . . . 5
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((4 · 𝐾)
− (2 · 𝐾)) =
((2 · (2 · 𝐾)) − (2 · 𝐾))) |
122 | | 2txmxeqx 11026 |
. . . . . 6
⊢ ((2
· 𝐾) ∈ ℂ
→ ((2 · (2 · 𝐾)) − (2 · 𝐾)) = (2 · 𝐾)) |
123 | 113, 122 | syl 17 |
. . . . 5
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((2 · (2 · 𝐾)) − (2 · 𝐾)) = (2 · 𝐾)) |
124 | 121, 123 | eqtrd 2644 |
. . . 4
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ ((4 · 𝐾)
− (2 · 𝐾)) =
(2 · 𝐾)) |
125 | | 3m1e2 11014 |
. . . . 5
⊢ (3
− 1) = 2 |
126 | 125 | a1i 11 |
. . . 4
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (3 − 1) = 2) |
127 | 124, 126 | oveq12d 6567 |
. . 3
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((4 · 𝐾)
− (2 · 𝐾)) +
(3 − 1)) = ((2 · 𝐾) + 2)) |
128 | 112, 114,
127 | 3eqtrd 2648 |
. 2
⊢ (𝐾 ∈ ℕ0
→ (((((8 · 𝐾) +
7) − 1) / 2) − (⌊‘(((8 · 𝐾) + 7) / 4))) = ((2 · 𝐾) + 2)) |
129 | 7, 128 | sylan9eqr 2666 |
1
⊢ ((𝐾 ∈ ℕ0
∧ 𝑃 = ((8 ·
𝐾) + 7)) → 𝑁 = ((2 · 𝐾) + 2)) |