Metamath Proof Explorer


Theorem fmtnorec4

Description: The fourth recurrence relation for Fermat numbers, see Wikipedia "Fermat number", 31-Jul-2021, https://en.wikipedia.org/wiki/Fermat_number#Basic_properties . (Contributed by AV, 31-Jul-2021)

Ref Expression
Assertion fmtnorec4 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N = FermatNo ⁡ N − 1 2 − 2 ⁢ FermatNo ⁡ N − 2 − 1 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eluz2nn ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N ∈ ℕ
2 nnm1nn0 ⊢ N ∈ ℕ → N − 1 ∈ ℕ 0
3 1 2 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N − 1 ∈ ℕ 0
4 fmtno ⊢ N − 1 ∈ ℕ 0 → FermatNo ⁡ N − 1 = 2 2 N − 1 + 1
5 3 4 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N − 1 = 2 2 N − 1 + 1
6 5 oveq1d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N − 1 2 = 2 2 N − 1 + 1 2
7 2nn ⊢ 2 ∈ ℕ
8 7 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ∈ ℕ
9 2nn0 ⊢ 2 ∈ ℕ 0
10 9 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ∈ ℕ 0
11 10 3 nn0expcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 N − 1 ∈ ℕ 0
12 8 11 nnexpcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 1 ∈ ℕ
13 12 nncnd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 1 ∈ ℂ
14 binom21 ⊢ 2 2 N − 1 ∈ ℂ → 2 2 N − 1 + 1 2 = 2 2 N − 1 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 1
15 13 14 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 1 + 1 2 = 2 2 N − 1 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 1
16 2cn ⊢ 2 ∈ ℂ
17 16 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ∈ ℂ
18 17 10 11 expmuld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 1 ⋅ 2 = 2 2 N − 1 2
19 17 3 expp1d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 N - 1 + 1 = 2 N − 1 ⋅ 2
20 1 nncnd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N ∈ ℂ
21 npcan1 ⊢ N ∈ ℂ → N - 1 + 1 = N
22 20 21 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N - 1 + 1 = N
23 22 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 N - 1 + 1 = 2 N
24 19 23 eqtr3d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 N − 1 ⋅ 2 = 2 N
25 24 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 1 ⋅ 2 = 2 2 N
26 18 25 eqtr3d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 1 2 = 2 2 N
27 26 oveq1d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 1 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 1 = 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1
28 27 oveq1d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 1 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 1 = 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 1
29 6 15 28 3eqtrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N − 1 2 = 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 1
30 uznn0sub ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N − 2 ∈ ℕ 0
31 fmtno ⊢ N − 2 ∈ ℕ 0 → FermatNo ⁡ N − 2 = 2 2 N − 2 + 1
32 30 31 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N − 2 = 2 2 N − 2 + 1
33 32 oveq1d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N − 2 − 1 = 2 2 N − 2 + 1 - 1
34 33 oveq1d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N − 2 − 1 2 = 2 2 N − 2 + 1 - 1 2
35 10 30 nn0expcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 N − 2 ∈ ℕ 0
36 8 35 nnexpcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 ∈ ℕ
37 36 nncnd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 ∈ ℂ
38 peano2cn ⊢ 2 2 N − 2 ∈ ℂ → 2 2 N − 2 + 1 ∈ ℂ
39 37 38 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 + 1 ∈ ℂ
40 binom2sub1 ⊢ 2 2 N − 2 + 1 ∈ ℂ → 2 2 N − 2 + 1 - 1 2 = 2 2 N − 2 + 1 2 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 1
41 39 40 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 + 1 - 1 2 = 2 2 N − 2 + 1 2 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 1
42 binom21 ⊢ 2 2 N − 2 ∈ ℂ → 2 2 N − 2 + 1 2 = 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1
43 37 42 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 + 1 2 = 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1
44 43 oveq1d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 + 1 2 − 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 = 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1
45 44 oveq1d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 + 1 2 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 1 = 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 1
46 34 41 45 3eqtrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N − 2 − 1 2 = 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 1
47 46 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ FermatNo ⁡ N − 2 − 1 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 1
48 29 47 oveq12d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N − 1 2 − 2 ⁢ FermatNo ⁡ N − 2 − 1 2 = 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 1
49 36 10 nnexpcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 2 ∈ ℕ
50 49 nncnd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 2 ∈ ℂ
51 17 37 mulcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 ∈ ℂ
52 50 51 addcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 ∈ ℂ
53 peano2cn ⊢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 ∈ ℂ → 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 ∈ ℂ
54 52 53 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 ∈ ℂ
55 17 39 mulcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 ∈ ℂ
56 54 55 subcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 ∈ ℂ
57 1cnd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 1 ∈ ℂ
58 17 56 57 adddid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 2 ⋅ 1
59 52 57 addcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 ∈ ℂ
60 17 59 55 subdid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 − 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1
61 17 52 57 adddid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 ⋅ 1
62 17 50 51 adddid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2
63 17 10 35 expmuld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 ⋅ 2 = 2 2 N − 2 2
64 17 30 expp1d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 N - 2 + 1 = 2 N − 2 ⋅ 2
65 20 17 57 subsubd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N − 2 − 1 = N - 2 + 1
66 65 eqcomd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N - 2 + 1 = N − 2 − 1
67 66 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 N - 2 + 1 = 2 N − 2 − 1
68 64 67 eqtr3d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 N − 2 ⋅ 2 = 2 N − 2 − 1
69 68 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 ⋅ 2 = 2 2 N − 2 − 1
70 63 69 eqtr3d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 2 = 2 2 N − 2 − 1
71 70 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 2 − 1
72 2m1e1 ⊢ 2 − 1 = 1
73 72 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 − 1 = 1
74 73 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N − 2 − 1 = N − 1
75 74 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 N − 2 − 1 = 2 N − 1
76 75 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N − 2 − 1 = 2 2 N − 1
77 76 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 − 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 1
78 71 77 eqtrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 1
79 17 17 37 mulassd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 = 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2
80 79 eqcomd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2
81 78 80 oveq12d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2
82 62 81 eqtrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2
83 2t1e2 ⊢ 2 ⋅ 1 = 2
84 83 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⋅ 1 = 2
85 82 84 oveq12d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 ⋅ 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2
86 61 85 eqtrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2
87 17 37 57 adddid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 ⋅ 1
88 84 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 ⋅ 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2
89 87 88 eqtrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2
90 89 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 = 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2
91 17 51 17 adddid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 = 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 ⋅ 2
92 2t2e4 ⊢ 2 ⋅ 2 = 4
93 92 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⋅ 2 = 4
94 80 93 oveq12d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 ⋅ 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4
95 90 91 94 3eqtrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 = 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4
96 86 95 oveq12d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 − 2 ⁢ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4
97 60 96 eqtrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4
98 97 84 oveq12d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 2 ⋅ 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2
99 58 98 eqtrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 1 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2
100 99 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 2 + 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 1 + 1 = 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2
101 17 13 mulcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 ∈ ℂ
102 16 16 mulcli ⊢ 2 ⋅ 2 ∈ ℂ
103 102 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⋅ 2 ∈ ℂ
104 103 37 mulcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 ∈ ℂ
105 101 104 addcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 ∈ ℂ
106 105 17 addcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 ∈ ℂ
107 4cn ⊢ 4 ∈ ℂ
108 107 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 4 ∈ ℂ
109 104 108 addcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 ∈ ℂ
110 105 17 17 addassd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 + 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 + 2
111 2p2e4 ⊢ 2 + 2 = 4
112 111 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 + 2 = 4
113 112 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 + 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4
114 101 104 108 addassd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4
115 110 113 114 3eqtrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 + 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4
116 106 17 101 109 115 subaddeqd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 − 2
117 116 eqcomd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 − 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4
118 106 109 subcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 ∈ ℂ
119 101 17 118 subadd2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 − 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 ↔ 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 1
120 117 119 mpbid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 = 2 ⁢ 2 2 N − 1
121 120 oveq2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 = 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1
122 eluzge2nn0 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N ∈ ℕ 0
123 10 122 nn0expcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 N ∈ ℕ 0
124 8 123 nnexpcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N ∈ ℕ
125 124 nncnd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N ∈ ℂ
126 125 101 addcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 ∈ ℂ
127 118 17 addcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 ∈ ℂ
128 126 127 125 subadd2d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 = 2 2 N ↔ 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 = 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1
129 121 128 mpbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 = 2 2 N
130 129 oveq1d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 + 1 = 2 2 N + 1
131 126 57 127 addsubd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 = 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 + 1
132 fmtno ⊢ N ∈ ℕ 0 → FermatNo ⁡ N = 2 2 N + 1
133 122 132 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N = 2 2 N + 1
134 130 131 133 3eqtr4d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 2 N + 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 1 - 2 ⁢ 2 2 N − 1 + 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 2 - 2 ⋅ 2 ⁢ 2 2 N − 2 + 4 + 2 = FermatNo ⁡ N
135 48 100 134 3eqtrrd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → FermatNo ⁡ N = FermatNo ⁡ N − 1 2 − 2 ⁢ FermatNo ⁡ N − 2 − 1 2