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Theorem jm3.1

Description: Diophantine expression for exponentiation. Lemma 3.1 of JonesMatijasevic p. 698. (Contributed by Stefan O'Rear, 16-Oct-2014)

Ref Expression
Assertion jm3.1 A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A K N = A X rm N A K A Y rm N mod 2 A K - K 2 - 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl1 A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A A 2
2 simpl2 A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A K 2
3 simpl3 A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A N
4 simpr A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A K Y rm N + 1 A
5 1 2 3 4 jm3.1lem2 A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A K N < 2 A K - K 2 - 1
6 eluzge2nn0 K 2 K 0
7 6 3ad2ant2 A 2 K 2 N K 0
8 7 adantr A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A K 0
9 3 nnnn0d A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A N 0
10 jm2.18 A 2 K 0 N 0 2 A K - K 2 - 1 A X rm N - A K A Y rm N - K N
11 1 8 9 10 syl3anc A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A 2 A K - K 2 - 1 A X rm N - A K A Y rm N - K N
12 simp1 A 2 K 2 N A 2
13 nnz N N
14 13 3ad2ant3 A 2 K 2 N N
15 frmx X rm : 2 × 0
16 15 fovcl A 2 N A X rm N 0
17 12 14 16 syl2anc A 2 K 2 N A X rm N 0
18 17 nn0zd A 2 K 2 N A X rm N
19 eluzelz A 2 A
20 eluzelz K 2 K
21 zsubcl A K A K
22 19 20 21 syl2an A 2 K 2 A K
23 22 3adant3 A 2 K 2 N A K
24 frmy Y rm : 2 ×
25 24 fovcl A 2 N A Y rm N
26 12 14 25 syl2anc A 2 K 2 N A Y rm N
27 23 26 zmulcld A 2 K 2 N A K A Y rm N
28 18 27 zsubcld A 2 K 2 N A X rm N A K A Y rm N
29 28 adantr A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A A X rm N A K A Y rm N
30 1 2 3 4 jm3.1lem3 A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A 2 A K - K 2 - 1
31 nnnn0 N N 0
32 31 3ad2ant3 A 2 K 2 N N 0
33 7 32 nn0expcld A 2 K 2 N K N 0
34 33 adantr A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A K N 0
35 divalgmodcl A X rm N A K A Y rm N 2 A K - K 2 - 1 K N 0 K N = A X rm N A K A Y rm N mod 2 A K - K 2 - 1 K N < 2 A K - K 2 - 1 2 A K - K 2 - 1 A X rm N - A K A Y rm N - K N
36 29 30 34 35 syl3anc A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A K N = A X rm N A K A Y rm N mod 2 A K - K 2 - 1 K N < 2 A K - K 2 - 1 2 A K - K 2 - 1 A X rm N - A K A Y rm N - K N
37 5 11 36 mpbir2and A 2 K 2 N K Y rm N + 1 A K N = A X rm N A K A Y rm N mod 2 A K - K 2 - 1