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Theorem jm2.24nn

Description: X(n) is strictly greater than Y(n) + Y(n-1). Lemma 2.24 of JonesMatijasevic p. 697 restricted to NN . (Contributed by Stefan O'Rear, 3-Oct-2014)

Ref Expression
Assertion jm2.24nn ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 + A Y rm N < A X rm N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nnz ⊢ N ∈ ℕ → N ∈ ℤ
2 1z ⊢ 1 ∈ ℤ
3 zsubcl ⊢ N ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ → N − 1 ∈ ℤ
4 1 2 3 sylancl ⊢ N ∈ ℕ → N − 1 ∈ ℤ
5 frmy ⊢ Y rm : ℤ ≥ 2 × ℤ ⟶ ℤ
6 5 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N − 1 ∈ ℤ → A Y rm N − 1 ∈ ℤ
7 4 6 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 ∈ ℤ
8 7 zred ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 ∈ ℝ
9 5 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N ∈ ℤ
10 1 9 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N ∈ ℤ
11 10 zred ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N ∈ ℝ
12 8 11 readdcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 + A Y rm N ∈ ℝ
13 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
14 remulcl ⊢ 2 ∈ ℝ ∧ A Y rm N ∈ ℝ → 2 ⁢ A Y rm N ∈ ℝ
15 13 11 14 sylancr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N ∈ ℝ
16 15 8 resubcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N − A Y rm N − 1 ∈ ℝ
17 frmx ⊢ X rm : ℤ ≥ 2 × ℤ ⟶ ℕ 0
18 17 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N ∈ ℕ 0
19 1 18 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A X rm N ∈ ℕ 0
20 19 nn0red ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A X rm N ∈ ℝ
21 11 8 resubcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − A Y rm N − 1 ∈ ℝ
22 remulcl ⊢ 2 ∈ ℝ ∧ A Y rm N − 1 ∈ ℝ → 2 ⁢ A Y rm N − 1 ∈ ℝ
23 13 8 22 sylancr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N − 1 ∈ ℝ
24 eluzelre ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A ∈ ℝ
25 24 adantr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ∈ ℝ
26 25 8 remulcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ⁢ A Y rm N − 1 ∈ ℝ
27 8 25 remulcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 ⁢ A ∈ ℝ
28 17 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N − 1 ∈ ℤ → A X rm N − 1 ∈ ℕ 0
29 4 28 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A X rm N − 1 ∈ ℕ 0
30 29 nn0red ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A X rm N − 1 ∈ ℝ
31 27 30 readdcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 ⁢ A + A X rm N − 1 ∈ ℝ
32 13 a1i ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ
33 nnm1nn0 ⊢ N ∈ ℕ → N − 1 ∈ ℕ 0
34 rmxypos ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N − 1 ∈ ℕ 0 → 0 < A X rm N − 1 ∧ 0 ≤ A Y rm N − 1
35 34 simprd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N − 1 ∈ ℕ 0 → 0 ≤ A Y rm N − 1
36 33 35 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 0 ≤ A Y rm N − 1
37 eluzle ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ≤ A
38 37 adantr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ≤ A
39 32 25 8 36 38 lemul1ad ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N − 1 ≤ A ⁢ A Y rm N − 1
40 25 recnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ∈ ℂ
41 8 recnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 ∈ ℂ
42 40 41 mulcomd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ⁢ A Y rm N − 1 = A Y rm N − 1 ⁢ A
43 34 simpld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N − 1 ∈ ℕ 0 → 0 < A X rm N − 1
44 33 43 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 0 < A X rm N − 1
45 30 27 ltaddposd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 0 < A X rm N − 1 ↔ A Y rm N − 1 ⁢ A < A Y rm N − 1 ⁢ A + A X rm N − 1
46 44 45 mpbid ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 ⁢ A < A Y rm N − 1 ⁢ A + A X rm N − 1
47 42 46 eqbrtrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ⁢ A Y rm N − 1 < A Y rm N − 1 ⁢ A + A X rm N − 1
48 23 26 31 39 47 lelttrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N − 1 < A Y rm N − 1 ⁢ A + A X rm N − 1
49 41 2timesd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N − 1 = A Y rm N − 1 + A Y rm N − 1
50 rmyp1 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N − 1 ∈ ℤ → A Y rm N - 1 + 1 = A Y rm N − 1 ⁢ A + A X rm N − 1
51 4 50 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N - 1 + 1 = A Y rm N − 1 ⁢ A + A X rm N − 1
52 nnre ⊢ N ∈ ℕ → N ∈ ℝ
53 52 adantl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → N ∈ ℝ
54 53 recnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → N ∈ ℂ
55 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
56 npcan ⊢ N ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ → N - 1 + 1 = N
57 54 55 56 sylancl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → N - 1 + 1 = N
58 57 oveq2d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N - 1 + 1 = A Y rm N
59 51 58 eqtr3d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 ⁢ A + A X rm N − 1 = A Y rm N
60 48 49 59 3brtr3d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 + A Y rm N − 1 < A Y rm N
61 8 8 11 ltaddsubd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 + A Y rm N − 1 < A Y rm N ↔ A Y rm N − 1 < A Y rm N − A Y rm N − 1
62 60 61 mpbid ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 < A Y rm N − A Y rm N − 1
63 8 21 11 62 ltadd1dd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 + A Y rm N < A Y rm N - A Y rm N − 1 + A Y rm N
64 11 recnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N ∈ ℂ
65 64 2timesd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N = A Y rm N + A Y rm N
66 65 oveq1d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N − A Y rm N − 1 = A Y rm N + A Y rm N - A Y rm N − 1
67 64 64 41 addsubd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N + A Y rm N - A Y rm N − 1 = A Y rm N - A Y rm N − 1 + A Y rm N
68 66 67 eqtrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N − A Y rm N − 1 = A Y rm N - A Y rm N − 1 + A Y rm N
69 63 68 breqtrrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 + A Y rm N < 2 ⁢ A Y rm N − A Y rm N − 1
70 25 11 remulcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ⁢ A Y rm N ∈ ℝ
71 rmy0 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm 0 = 0
72 71 adantr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm 0 = 0
73 nngt0 ⊢ N ∈ ℕ → 0 < N
74 73 adantl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 0 < N
75 simpl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ∈ ℤ ≥ 2
76 0zd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 0 ∈ ℤ
77 1 adantl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → N ∈ ℤ
78 ltrmy ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ 0 ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ → 0 < N ↔ A Y rm 0 < A Y rm N
79 75 76 77 78 syl3anc ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 0 < N ↔ A Y rm 0 < A Y rm N
80 74 79 mpbid ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm 0 < A Y rm N
81 72 80 eqbrtrrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 0 < A Y rm N
82 lemul1 ⊢ 2 ∈ ℝ ∧ A ∈ ℝ ∧ A Y rm N ∈ ℝ ∧ 0 < A Y rm N → 2 ≤ A ↔ 2 ⁢ A Y rm N ≤ A ⁢ A Y rm N
83 32 25 11 81 82 syl112anc ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ≤ A ↔ 2 ⁢ A Y rm N ≤ A ⁢ A Y rm N
84 38 83 mpbid ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N ≤ A ⁢ A Y rm N
85 15 70 8 84 lesub1dd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N − A Y rm N − 1 ≤ A ⁢ A Y rm N − A Y rm N − 1
86 rmym1 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N − 1 = A Y rm N ⁢ A − A X rm N
87 1 86 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 = A Y rm N ⁢ A − A X rm N
88 64 40 mulcomd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N ⁢ A = A ⁢ A Y rm N
89 88 oveq1d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N ⁢ A − A X rm N = A ⁢ A Y rm N − A X rm N
90 87 89 eqtr2d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ⁢ A Y rm N − A X rm N = A Y rm N − 1
91 70 recnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ⁢ A Y rm N ∈ ℂ
92 20 recnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A X rm N ∈ ℂ
93 subsub23 ⊢ A ⁢ A Y rm N ∈ ℂ ∧ A X rm N ∈ ℂ ∧ A Y rm N − 1 ∈ ℂ → A ⁢ A Y rm N − A X rm N = A Y rm N − 1 ↔ A ⁢ A Y rm N − A Y rm N − 1 = A X rm N
94 91 92 41 93 syl3anc ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ⁢ A Y rm N − A X rm N = A Y rm N − 1 ↔ A ⁢ A Y rm N − A Y rm N − 1 = A X rm N
95 90 94 mpbid ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A ⁢ A Y rm N − A Y rm N − 1 = A X rm N
96 85 95 breqtrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → 2 ⁢ A Y rm N − A Y rm N − 1 ≤ A X rm N
97 12 16 20 69 96 ltletrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ → A Y rm N − 1 + A Y rm N < A X rm N