Metamath Proof Explorer


Theorem dfodd6

Description: Alternate definition for odd numbers. (Contributed by AV, 18-Jun-2020)

Ref Expression
Assertion dfodd6 Odd = { ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆฃ โˆƒ ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) }

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dfodd2 โŠข Odd = { ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆฃ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค }
2 simpr โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค )
3 oveq2 โŠข ( ๐‘– = ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘– ) = ( 2 ยท ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) ) )
4 peano2zm โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ค )
5 4 zcnd โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„‚ )
6 2cnd โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
7 2ne0 โŠข 2 โ‰  0
8 7 a1i โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ 2 โ‰  0 )
9 5 6 8 3jca โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) )
10 9 adantr โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) )
11 divcan2 โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0 ) โ†’ ( 2 ยท ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) ) = ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) )
12 10 11 syl โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( 2 ยท ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) ) = ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) )
13 3 12 sylan9eqr โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘– = ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘– ) = ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) )
14 13 oveq1d โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘– = ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) = ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) + 1 ) )
15 zcn โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘ง โˆˆ โ„‚ )
16 npcan1 โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) + 1 ) = ๐‘ง )
17 15 16 syl โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) + 1 ) = ๐‘ง )
18 17 adantr โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) + 1 ) = ๐‘ง )
19 18 adantr โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘– = ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) + 1 ) = ๐‘ง )
20 14 19 eqtrd โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘– = ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) = ๐‘ง )
21 20 eqeq2d โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘– = ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) ) โ†’ ( ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) โ†” ๐‘ง = ๐‘ง ) )
22 eqidd โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘ง = ๐‘ง )
23 2 21 22 rspcedvd โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ โˆƒ ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) )
24 23 ex โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ ( ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค โ†’ โˆƒ ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) ) )
25 oveq1 โŠข ( ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) โ†’ ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) = ( ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) โˆ’ 1 ) )
26 zcn โŠข ( ๐‘– โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„‚ )
27 mulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘– ) โˆˆ โ„‚ )
28 6 26 27 syl2an โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘– ) โˆˆ โ„‚ )
29 pncan1 โŠข ( ( 2 ยท ๐‘– ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) โˆ’ 1 ) = ( 2 ยท ๐‘– ) )
30 28 29 syl โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) โˆ’ 1 ) = ( 2 ยท ๐‘– ) )
31 25 30 sylan9eqr โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) ) โ†’ ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) = ( 2 ยท ๐‘– ) )
32 31 oveq1d โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) = ( ( 2 ยท ๐‘– ) / 2 ) )
33 26 adantl โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„‚ )
34 2cnd โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
35 7 a1i โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โ†’ 2 โ‰  0 )
36 33 34 35 divcan3d โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘– ) / 2 ) = ๐‘– )
37 36 adantr โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘– ) / 2 ) = ๐‘– )
38 32 37 eqtrd โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) = ๐‘– )
39 simpr โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ค )
40 39 adantr โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ค )
41 38 40 eqeltrd โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค )
42 41 rexlimdva2 โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ ( โˆƒ ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) โ†’ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค ) )
43 24 42 impbid โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ ( ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค โ†” โˆƒ ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) ) )
44 43 rabbiia โŠข { ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆฃ ( ( ๐‘ง โˆ’ 1 ) / 2 ) โˆˆ โ„ค } = { ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆฃ โˆƒ ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) }
45 1 44 eqtri โŠข Odd = { ๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆฃ โˆƒ ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘ง = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) }