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Theorem fmtnorec2lem

Description: Lemma for fmtnorec2 (induction step). (Contributed by AV, 29-Jul-2021)

Ref Expression
Assertion fmtnorec2lem y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 FermatNo y + 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 peano2nn0 y 0 y + 1 0
2 peano2nn0 y + 1 0 y + 1 + 1 0
3 fmtno y + 1 + 1 0 FermatNo y + 1 + 1 = 2 2 y + 1 + 1 + 1
4 1 2 3 3syl y 0 FermatNo y + 1 + 1 = 2 2 y + 1 + 1 + 1
5 2cnd y 0 2
6 5 1 expp1d y 0 2 y + 1 + 1 = 2 y + 1 2
7 6 oveq2d y 0 2 2 y + 1 + 1 = 2 2 y + 1 2
8 2nn0 2 0
9 8 a1i y 0 2 0
10 9 1 nn0expcld y 0 2 y + 1 0
11 9 10 nn0expcld y 0 2 2 y + 1 0
12 11 nn0cnd y 0 2 2 y + 1
13 12 sqvald y 0 2 2 y + 1 2 = 2 2 y + 1 2 2 y + 1
14 5 9 10 expmuld y 0 2 2 y + 1 2 = 2 2 y + 1 2
15 fmtnom1nn y + 1 0 FermatNo y + 1 1 = 2 2 y + 1
16 1 15 syl y 0 FermatNo y + 1 1 = 2 2 y + 1
17 16 16 oveq12d y 0 FermatNo y + 1 1 FermatNo y + 1 1 = 2 2 y + 1 2 2 y + 1
18 13 14 17 3eqtr4d y 0 2 2 y + 1 2 = FermatNo y + 1 1 FermatNo y + 1 1
19 7 18 eqtrd y 0 2 2 y + 1 + 1 = FermatNo y + 1 1 FermatNo y + 1 1
20 19 oveq1d y 0 2 2 y + 1 + 1 + 1 = FermatNo y + 1 1 FermatNo y + 1 1 + 1
21 4 20 eqtrd y 0 FermatNo y + 1 + 1 = FermatNo y + 1 1 FermatNo y + 1 1 + 1
22 21 adantr y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 FermatNo y + 1 + 1 = FermatNo y + 1 1 FermatNo y + 1 1 + 1
23 oveq1 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 FermatNo y + 1 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 - 1
24 23 oveq1d FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 FermatNo y + 1 1 FermatNo y + 1 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 FermatNo y + 1 1
25 24 oveq1d FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 FermatNo y + 1 1 FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 FermatNo y + 1 1 + 1
26 25 adantl y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 FermatNo y + 1 1 FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 FermatNo y + 1 1 + 1
27 fzfid y 0 0 y Fin
28 elfznn0 n 0 y n 0
29 fmtnonn n 0 FermatNo n
30 29 nncnd n 0 FermatNo n
31 28 30 syl n 0 y FermatNo n
32 31 adantl y 0 n 0 y FermatNo n
33 27 32 fprodcl y 0 n = 0 y FermatNo n
34 1cnd y 0 1
35 33 5 34 addsubassd y 0 n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 - 1
36 2m1e1 2 1 = 1
37 36 oveq2i n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 = n = 0 y FermatNo n + 1
38 35 37 eqtrdi y 0 n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 = n = 0 y FermatNo n + 1
39 38 oveq1d y 0 n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 FermatNo y + 1 1 = n = 0 y FermatNo n + 1 FermatNo y + 1 1
40 fmtnonn y + 1 0 FermatNo y + 1
41 1 40 syl y 0 FermatNo y + 1
42 41 nncnd y 0 FermatNo y + 1
43 42 34 subcld y 0 FermatNo y + 1 1
44 33 42 muls1d y 0 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 1 = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n
45 43 mulid2d y 0 1 FermatNo y + 1 1 = FermatNo y + 1 1
46 44 45 oveq12d y 0 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 1 + 1 FermatNo y + 1 1 = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 - 1
47 33 43 34 46 joinlmuladdmuld y 0 n = 0 y FermatNo n + 1 FermatNo y + 1 1 = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 - 1
48 39 47 eqtrd y 0 n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 FermatNo y + 1 1 = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 - 1
49 48 adantr y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 FermatNo y + 1 1 = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 - 1
50 49 oveq1d y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 1 + 1
51 eqcom FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 n = 0 y FermatNo n + 2 = FermatNo y + 1
52 42 5 33 subadd2d y 0 FermatNo y + 1 2 = n = 0 y FermatNo n n = 0 y FermatNo n + 2 = FermatNo y + 1
53 51 52 bitr4id y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 FermatNo y + 1 2 = n = 0 y FermatNo n
54 oveq2 n = 0 y FermatNo n = FermatNo y + 1 2 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2
55 54 oveq1d n = 0 y FermatNo n = FermatNo y + 1 2 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 - 1 = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2 + FermatNo y + 1 - 1
56 55 oveq1d n = 0 y FermatNo n = FermatNo y + 1 2 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2 + FermatNo y + 1 1 + 1
57 56 eqcoms FermatNo y + 1 2 = n = 0 y FermatNo n n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2 + FermatNo y + 1 1 + 1
58 33 42 mulcld y 0 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1
59 42 5 subcld y 0 FermatNo y + 1 2
60 58 59 subcld y 0 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2
61 60 43 34 addassd y 0 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2 + FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2 + FermatNo y + 1 1 + 1
62 elnn0uz y 0 y 0
63 62 biimpi y 0 y 0
64 elfznn0 n 0 y + 1 n 0
65 64 30 syl n 0 y + 1 FermatNo n
66 65 adantl y 0 n 0 y + 1 FermatNo n
67 fveq2 n = y + 1 FermatNo n = FermatNo y + 1
68 63 66 67 fprodp1 y 0 n = 0 y + 1 FermatNo n = n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1
69 68 eqcomd y 0 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n
70 69 oveq1d y 0 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2 = n = 0 y + 1 FermatNo n FermatNo y + 1 2
71 npcan1 FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 - 1 + 1 = FermatNo y + 1
72 42 71 syl y 0 FermatNo y + 1 - 1 + 1 = FermatNo y + 1
73 70 72 oveq12d y 0 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2 + FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n - FermatNo y + 1 2 + FermatNo y + 1
74 fzfid y 0 0 y + 1 Fin
75 74 66 fprodcl y 0 n = 0 y + 1 FermatNo n
76 75 59 42 subadd23d y 0 n = 0 y + 1 FermatNo n - FermatNo y + 1 2 + FermatNo y + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + FermatNo y + 1 - FermatNo y + 1 2
77 73 76 eqtrd y 0 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2 + FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + FermatNo y + 1 - FermatNo y + 1 2
78 42 5 nncand y 0 FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2 = 2
79 78 oveq2d y 0 n = 0 y + 1 FermatNo n + FermatNo y + 1 - FermatNo y + 1 2 = n = 0 y + 1 FermatNo n + 2
80 61 77 79 3eqtrd y 0 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 FermatNo y + 1 2 + FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + 2
81 57 80 sylan9eqr y 0 FermatNo y + 1 2 = n = 0 y FermatNo n n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + 2
82 81 ex y 0 FermatNo y + 1 2 = n = 0 y FermatNo n n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + 2
83 53 82 sylbid y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + 2
84 83 imp y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 n = 0 y FermatNo n FermatNo y + 1 n = 0 y FermatNo n + FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + 2
85 50 84 eqtrd y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 n = 0 y FermatNo n + 2 - 1 FermatNo y + 1 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + 2
86 22 26 85 3eqtrd y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 FermatNo y + 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + 2
87 86 ex y 0 FermatNo y + 1 = n = 0 y FermatNo n + 2 FermatNo y + 1 + 1 = n = 0 y + 1 FermatNo n + 2