Metamath Proof Explorer


Theorem nn0sumshdiglemA

Description: Lemma for nn0sumshdig (induction step, even multiplier). (Contributed by AV, 3-Jun-2020)

Ref Expression
Assertion nn0sumshdiglemA a a 2 y x 0 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nnnn0 a 2 a 2 0
2 blennn0em1 a a 2 0 # b a 2 = # b a 1
3 1 2 sylan2 a a 2 # b a 2 = # b a 1
4 fveqeq2 x = a 2 # b x = y # b a 2 = y
5 id x = a 2 x = a 2
6 oveq2 x = a 2 k digit 2 x = k digit 2 a 2
7 6 oveq1d x = a 2 k digit 2 x 2 k = k digit 2 a 2 2 k
8 7 adantr x = a 2 k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k = k digit 2 a 2 2 k
9 8 sumeq2dv x = a 2 k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k
10 5 9 eqeq12d x = a 2 x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k
11 4 10 imbi12d x = a 2 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a 2 = y a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k
12 11 rspcva a 2 0 x 0 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a 2 = y a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k
13 simpr a 2 a # b a = y + 1 # b a = y + 1
14 13 oveq1d a 2 a # b a = y + 1 # b a 1 = y + 1 - 1
15 nncn y y
16 pncan1 y y + 1 - 1 = y
17 15 16 syl y y + 1 - 1 = y
18 14 17 sylan9eq a 2 a # b a = y + 1 y # b a 1 = y
19 18 eqeq2d a 2 a # b a = y + 1 y # b a 2 = # b a 1 # b a 2 = y
20 nnz y y
21 20 adantl a 2 a # b a = y + 1 y y
22 fzval3 y 0 y = 0 ..^ y + 1
23 21 22 syl a 2 a # b a = y + 1 y 0 y = 0 ..^ y + 1
24 23 eqcomd a 2 a # b a = y + 1 y 0 ..^ y + 1 = 0 y
25 24 sumeq1d a 2 a # b a = y + 1 y k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k = k = 0 y k digit 2 a 2 k
26 nnnn0 y y 0
27 elnn0uz y 0 y 0
28 26 27 sylib y y 0
29 28 adantl a 2 a # b a = y + 1 y y 0
30 2nn 2
31 30 a1i a 2 a # b a = y + 1 y k 0 y 2
32 elfzelz k 0 y k
33 32 adantl a 2 a # b a = y + 1 y k 0 y k
34 nnnn0 a a 0
35 nn0rp0 a 0 a 0 +∞
36 34 35 syl a a 0 +∞
37 36 ad4antlr a 2 a # b a = y + 1 y k 0 y a 0 +∞
38 digvalnn0 2 k a 0 +∞ k digit 2 a 0
39 31 33 37 38 syl3anc a 2 a # b a = y + 1 y k 0 y k digit 2 a 0
40 39 nn0cnd a 2 a # b a = y + 1 y k 0 y k digit 2 a
41 2nn0 2 0
42 41 a1i k 0 y 2 0
43 elfznn0 k 0 y k 0
44 42 43 nn0expcld k 0 y 2 k 0
45 44 nn0cnd k 0 y 2 k
46 45 adantl a 2 a # b a = y + 1 y k 0 y 2 k
47 40 46 mulcld a 2 a # b a = y + 1 y k 0 y k digit 2 a 2 k
48 oveq1 k = 0 k digit 2 a = 0 digit 2 a
49 oveq2 k = 0 2 k = 2 0
50 48 49 oveq12d k = 0 k digit 2 a 2 k = 0 digit 2 a 2 0
51 2cn 2
52 exp0 2 2 0 = 1
53 51 52 ax-mp 2 0 = 1
54 53 oveq2i 0 digit 2 a 2 0 = 0 digit 2 a 1
55 50 54 eqtrdi k = 0 k digit 2 a 2 k = 0 digit 2 a 1
56 29 47 55 fsum1p a 2 a # b a = y + 1 y k = 0 y k digit 2 a 2 k = 0 digit 2 a 1 + k = 0 + 1 y k digit 2 a 2 k
57 0dig2nn0e a 0 a 2 0 0 digit 2 a = 0
58 34 1 57 syl2anr a 2 a 0 digit 2 a = 0
59 58 oveq1d a 2 a 0 digit 2 a 1 = 0 1
60 1re 1
61 mul02lem2 1 0 1 = 0
62 60 61 ax-mp 0 1 = 0
63 59 62 eqtrdi a 2 a 0 digit 2 a 1 = 0
64 63 adantr a 2 a # b a = y + 1 0 digit 2 a 1 = 0
65 64 adantr a 2 a # b a = y + 1 y 0 digit 2 a 1 = 0
66 1z 1
67 66 a1i a 2 a # b a = y + 1 y 1
68 0p1e1 0 + 1 = 1
69 68 66 eqeltri 0 + 1
70 69 a1i a 2 a # b a = y + 1 y 0 + 1
71 30 a1i a 2 a # b a = y + 1 y k 0 + 1 y 2
72 elfzelz k 0 + 1 y k
73 72 adantl a 2 a # b a = y + 1 y k 0 + 1 y k
74 36 ad4antlr a 2 a # b a = y + 1 y k 0 + 1 y a 0 +∞
75 71 73 74 38 syl3anc a 2 a # b a = y + 1 y k 0 + 1 y k digit 2 a 0
76 75 nn0cnd a 2 a # b a = y + 1 y k 0 + 1 y k digit 2 a
77 2cnd k 0 + 1 y 2
78 elfznn k 1 y k
79 78 nnnn0d k 1 y k 0
80 68 oveq1i 0 + 1 y = 1 y
81 79 80 eleq2s k 0 + 1 y k 0
82 77 81 expcld k 0 + 1 y 2 k
83 82 adantl a 2 a # b a = y + 1 y k 0 + 1 y 2 k
84 76 83 mulcld a 2 a # b a = y + 1 y k 0 + 1 y k digit 2 a 2 k
85 oveq1 k = i + 1 k digit 2 a = i + 1 digit 2 a
86 oveq2 k = i + 1 2 k = 2 i + 1
87 85 86 oveq12d k = i + 1 k digit 2 a 2 k = i + 1 digit 2 a 2 i + 1
88 67 70 21 84 87 fsumshftm a 2 a # b a = y + 1 y k = 0 + 1 y k digit 2 a 2 k = i = 0 + 1 - 1 y 1 i + 1 digit 2 a 2 i + 1
89 65 88 oveq12d a 2 a # b a = y + 1 y 0 digit 2 a 1 + k = 0 + 1 y k digit 2 a 2 k = 0 + i = 0 + 1 - 1 y 1 i + 1 digit 2 a 2 i + 1
90 1 ad4antr a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y a 2 0
91 34 ad4antlr a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y a 0
92 elfzonn0 i 0 ..^ y i 0
93 92 adantl a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i 0
94 dignn0ehalf a 2 0 a 0 i 0 i + 1 digit 2 a = i digit 2 a 2
95 90 91 93 94 syl3anc a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a = i digit 2 a 2
96 2cnd i 0 ..^ y 2
97 96 92 expp1d i 0 ..^ y 2 i + 1 = 2 i 2
98 97 adantl a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y 2 i + 1 = 2 i 2
99 95 98 oveq12d a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 2 i + 1 = i digit 2 a 2 2 i 2
100 30 a1i a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y 2
101 elfzoelz i 0 ..^ y i
102 101 adantl a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i
103 nn0rp0 a 2 0 a 2 0 +∞
104 1 103 syl a 2 a 2 0 +∞
105 104 ad4antr a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y a 2 0 +∞
106 digvalnn0 2 i a 2 0 +∞ i digit 2 a 2 0
107 100 102 105 106 syl3anc a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i digit 2 a 2 0
108 107 nn0cnd a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i digit 2 a 2
109 2re 2
110 109 a1i i 0 ..^ y 2
111 110 92 reexpcld i 0 ..^ y 2 i
112 111 recnd i 0 ..^ y 2 i
113 112 adantl a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y 2 i
114 2cnd a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y 2
115 mulass i digit 2 a 2 2 i 2 i digit 2 a 2 2 i 2 = i digit 2 a 2 2 i 2
116 115 eqcomd i digit 2 a 2 2 i 2 i digit 2 a 2 2 i 2 = i digit 2 a 2 2 i 2
117 108 113 114 116 syl3anc a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i 2 = i digit 2 a 2 2 i 2
118 99 117 eqtrd a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 2 i + 1 = i digit 2 a 2 2 i 2
119 118 sumeq2dv a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 2 i + 1 = i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i 2
120 0cn 0
121 pncan1 0 0 + 1 - 1 = 0
122 120 121 ax-mp 0 + 1 - 1 = 0
123 122 a1i y 0 + 1 - 1 = 0
124 123 oveq1d y 0 + 1 - 1 y 1 = 0 y 1
125 fzoval y 0 ..^ y = 0 y 1
126 125 eqcomd y 0 y 1 = 0 ..^ y
127 20 126 syl y 0 y 1 = 0 ..^ y
128 124 127 eqtrd y 0 + 1 - 1 y 1 = 0 ..^ y
129 128 adantl a 2 a # b a = y + 1 y 0 + 1 - 1 y 1 = 0 ..^ y
130 129 sumeq1d a 2 a # b a = y + 1 y i = 0 + 1 - 1 y 1 i + 1 digit 2 a 2 i + 1 = i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 2 i + 1
131 130 oveq2d a 2 a # b a = y + 1 y 0 + i = 0 + 1 - 1 y 1 i + 1 digit 2 a 2 i + 1 = 0 + i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 2 i + 1
132 fzofi 0 ..^ y Fin
133 132 a1i a 2 a # b a = y + 1 y 0 ..^ y Fin
134 101 peano2zd i 0 ..^ y i + 1
135 134 adantl a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i + 1
136 36 ad4antlr a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y a 0 +∞
137 digvalnn0 2 i + 1 a 0 +∞ i + 1 digit 2 a 0
138 100 135 136 137 syl3anc a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 0
139 138 nn0cnd a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a
140 41 a1i i 0 ..^ y 2 0
141 peano2nn0 i 0 i + 1 0
142 92 141 syl i 0 ..^ y i + 1 0
143 140 142 nn0expcld i 0 ..^ y 2 i + 1 0
144 143 nn0cnd i 0 ..^ y 2 i + 1
145 144 adantl a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y 2 i + 1
146 139 145 mulcld a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 2 i + 1
147 133 146 fsumcl a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 2 i + 1
148 147 addid2d a 2 a # b a = y + 1 y 0 + i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 2 i + 1 = i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 2 i + 1
149 131 148 eqtrd a 2 a # b a = y + 1 y 0 + i = 0 + 1 - 1 y 1 i + 1 digit 2 a 2 i + 1 = i 0 ..^ y i + 1 digit 2 a 2 i + 1
150 2cnd a 2 a # b a = y + 1 y 2
151 140 92 nn0expcld i 0 ..^ y 2 i 0
152 151 nn0cnd i 0 ..^ y 2 i
153 152 adantl a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y 2 i
154 108 153 mulcld a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i
155 133 150 154 fsummulc1 a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i 2 = i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i 2
156 119 149 155 3eqtr4d a 2 a # b a = y + 1 y 0 + i = 0 + 1 - 1 y 1 i + 1 digit 2 a 2 i + 1 = i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i 2
157 89 156 eqtrd a 2 a # b a = y + 1 y 0 digit 2 a 1 + k = 0 + 1 y k digit 2 a 2 k = i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i 2
158 25 56 157 3eqtrd a 2 a # b a = y + 1 y k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k = i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i 2
159 158 adantl a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k a 2 a # b a = y + 1 y k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k = i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i 2
160 oveq1 k = i k digit 2 a 2 = i digit 2 a 2
161 oveq2 k = i 2 k = 2 i
162 160 161 oveq12d k = i k digit 2 a 2 2 k = i digit 2 a 2 2 i
163 162 cbvsumv k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k = i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i
164 163 a1i a 2 a # b a = y + 1 y k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k = i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i
165 164 eqeq2d a 2 a # b a = y + 1 y a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k a 2 = i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i
166 165 biimpac a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k a 2 a # b a = y + 1 y a 2 = i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i
167 166 eqcomd a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i = a 2
168 167 oveq1d a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k a 2 a # b a = y + 1 y i 0 ..^ y i digit 2 a 2 2 i 2 = a 2 2
169 nncn a a
170 2cnd a 2
171 2ne0 2 0
172 171 a1i a 2 0
173 169 170 172 divcan1d a a 2 2 = a
174 173 ad3antlr a 2 a # b a = y + 1 y a 2 2 = a
175 174 adantl a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k a 2 a # b a = y + 1 y a 2 2 = a
176 159 168 175 3eqtrrd a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k a 2 a # b a = y + 1 y a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
177 176 ex a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k a 2 a # b a = y + 1 y a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
178 177 imim2i # b a 2 = y a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k # b a 2 = y a 2 a # b a = y + 1 y a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
179 178 com13 a 2 a # b a = y + 1 y # b a 2 = y # b a 2 = y a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
180 19 179 sylbid a 2 a # b a = y + 1 y # b a 2 = # b a 1 # b a 2 = y a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
181 180 com23 a 2 a # b a = y + 1 y # b a 2 = y a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k # b a 2 = # b a 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
182 181 exp31 a 2 a # b a = y + 1 y # b a 2 = y a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k # b a 2 = # b a 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
183 182 com25 a 2 a # b a 2 = # b a 1 y # b a 2 = y a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
184 183 com14 # b a 2 = y a 2 = k 0 ..^ y k digit 2 a 2 2 k # b a 2 = # b a 1 y a 2 a # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
185 12 184 syl a 2 0 x 0 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a 2 = # b a 1 y a 2 a # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
186 185 ex a 2 0 x 0 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a 2 = # b a 1 y a 2 a # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
187 186 com25 a 2 0 a 2 a # b a 2 = # b a 1 y x 0 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
188 187 expdcom a 2 a a 2 0 # b a 2 = # b a 1 y x 0 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
189 1 188 mpid a 2 a # b a 2 = # b a 1 y x 0 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
190 189 impcom a a 2 # b a 2 = # b a 1 y x 0 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
191 3 190 mpd a a 2 y x 0 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k
192 191 imp a a 2 y x 0 # b x = y x = k 0 ..^ y k digit 2 x 2 k # b a = y + 1 a = k 0 ..^ y + 1 k digit 2 a 2 k