Metamath Proof Explorer


Theorem iserodd

Description: Collect the odd terms in a sequence. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Apr-2015) (Proof shortened by AV, 10-Jul-2022)

Ref Expression
Hypotheses iserodd.f โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
iserodd.h โŠข ( ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โ†’ ๐ต = ๐ถ )
Assertion iserodd ( ๐œ‘ โ†’ ( seq 0 ( + , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) ) โ‡ ๐ด โ†” seq 1 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) ) โ‡ ๐ด ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iserodd.f โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
2 iserodd.h โŠข ( ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โ†’ ๐ต = ๐ถ )
3 nn0uz โŠข โ„•0 = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 )
4 nnuz โŠข โ„• = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 )
5 0zd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 โˆˆ โ„ค )
6 1zzd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„ค )
7 2nn0 โŠข 2 โˆˆ โ„•0
8 7 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„•0 )
9 nn0mulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘š โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘š ) โˆˆ โ„•0 )
10 8 9 sylan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘š โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘š ) โˆˆ โ„•0 )
11 nn0p1nn โŠข ( ( 2 ยท ๐‘š ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) โˆˆ โ„• )
12 10 11 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘š โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) โˆˆ โ„• )
13 12 fmpttd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) : โ„•0 โŸถ โ„• )
14 nn0mulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘– ) โˆˆ โ„•0 )
15 8 14 sylan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘– ) โˆˆ โ„•0 )
16 15 nn0red โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘– ) โˆˆ โ„ )
17 peano2nn0 โŠข ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘– + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
18 nn0mulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐‘– + 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) โˆˆ โ„•0 )
19 8 17 18 syl2an โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) โˆˆ โ„•0 )
20 19 nn0red โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) โˆˆ โ„ )
21 1red โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
22 nn0re โŠข ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ )
23 22 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ )
24 23 ltp1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘– < ( ๐‘– + 1 ) )
25 1red โŠข ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
26 22 25 readdcld โŠข ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘– + 1 ) โˆˆ โ„ )
27 2rp โŠข 2 โˆˆ โ„+
28 27 a1i โŠข ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†’ 2 โˆˆ โ„+ )
29 22 26 28 ltmul2d โŠข ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘– < ( ๐‘– + 1 ) โ†” ( 2 ยท ๐‘– ) < ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
30 29 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘– < ( ๐‘– + 1 ) โ†” ( 2 ยท ๐‘– ) < ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
31 24 30 mpbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘– ) < ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) )
32 16 20 21 31 ltadd1dd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) < ( ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) + 1 ) )
33 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘– โ†’ ( 2 ยท ๐‘š ) = ( 2 ยท ๐‘– ) )
34 33 oveq1d โŠข ( ๐‘š = ๐‘– โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) )
35 eqid โŠข ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) = ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) )
36 ovex โŠข ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) โˆˆ V
37 34 35 36 fvmpt โŠข ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘– ) = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) )
38 37 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘– ) = ( ( 2 ยท ๐‘– ) + 1 ) )
39 17 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘– + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
40 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘– + 1 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘š ) = ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) )
41 40 oveq1d โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘– + 1 ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) = ( ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) + 1 ) )
42 ovex โŠข ( ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) + 1 ) โˆˆ V
43 41 35 42 fvmpt โŠข ( ( ๐‘– + 1 ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) = ( ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) + 1 ) )
44 39 43 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) = ( ( 2 ยท ( ๐‘– + 1 ) ) + 1 ) )
45 32 38 44 3brtr4d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘– ) < ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) )
46 eldifi โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„• )
47 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„• )
48 0cnd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง 2 โˆฅ ๐‘› ) โ†’ 0 โˆˆ โ„‚ )
49 nnz โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค )
50 49 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค )
51 odd2np1 โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ( ยฌ 2 โˆฅ ๐‘› โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) )
52 50 51 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ยฌ 2 โˆฅ ๐‘› โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) )
53 simprl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค )
54 nnm1nn0 โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 )
55 54 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 )
56 55 nn0red โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ )
57 27 a1i โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ 2 โˆˆ โ„+ )
58 55 nn0ge0d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐‘› โˆ’ 1 ) )
59 56 57 58 divge0d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( ๐‘› โˆ’ 1 ) / 2 ) )
60 simprr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› )
61 60 oveq1d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆ’ 1 ) = ( ๐‘› โˆ’ 1 ) )
62 2cn โŠข 2 โˆˆ โ„‚
63 zcn โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ )
64 63 ad2antrl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ )
65 mulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
66 62 64 65 sylancr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
67 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
68 pncan โŠข ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆ’ 1 ) = ( 2 ยท ๐‘˜ ) )
69 66 67 68 sylancl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆ’ 1 ) = ( 2 ยท ๐‘˜ ) )
70 61 69 eqtr3d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) = ( 2 ยท ๐‘˜ ) )
71 70 oveq1d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆ’ 1 ) / 2 ) = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) / 2 ) )
72 2cnd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
73 2ne0 โŠข 2 โ‰  0
74 73 a1i โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ 2 โ‰  0 )
75 64 72 74 divcan3d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) / 2 ) = ๐‘˜ )
76 71 75 eqtrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆ’ 1 ) / 2 ) = ๐‘˜ )
77 59 76 breqtrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘˜ )
78 elnn0z โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†” ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง 0 โ‰ค ๐‘˜ ) )
79 53 77 78 sylanbrc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
80 79 ex โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) )
81 simpr โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› )
82 81 eqcomd โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) โ†’ ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) )
83 80 82 jca2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โˆง ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) ) )
84 83 reximdv2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) = ๐‘› โ†’ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
85 52 84 sylbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ยฌ 2 โˆฅ ๐‘› โ†’ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
86 2 eleq1d โŠข ( ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โ†’ ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†” ๐ถ โˆˆ โ„‚ ) )
87 1 86 syl5ibrcom โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ ) )
88 87 rexlimdva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ ) )
89 88 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ ) )
90 85 89 syld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ยฌ 2 โˆฅ ๐‘› โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ ) )
91 90 imp โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐‘› ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
92 48 91 ifclda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
93 eqid โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) )
94 93 fvmpt2 โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘› ) = if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) )
95 47 92 94 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘› ) = if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) )
96 46 95 sylan2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘› ) = if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) )
97 eldif โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) โ†” ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) )
98 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘˜ โ†’ ( 2 ยท ๐‘š ) = ( 2 ยท ๐‘˜ ) )
99 98 oveq1d โŠข ( ๐‘š = ๐‘˜ โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) )
100 99 cbvmptv โŠข ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) )
101 100 elrnmpt โŠข ( ๐‘› โˆˆ V โ†’ ( ๐‘› โˆˆ ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
102 101 elv โŠข ( ๐‘› โˆˆ ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) )
103 85 102 imbitrrdi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ยฌ 2 โˆฅ ๐‘› โ†’ ๐‘› โˆˆ ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) )
104 103 con1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ยฌ ๐‘› โˆˆ ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ†’ 2 โˆฅ ๐‘› ) )
105 104 impr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) ) โ†’ 2 โˆฅ ๐‘› )
106 97 105 sylan2b โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) ) โ†’ 2 โˆฅ ๐‘› )
107 106 iftrued โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) ) โ†’ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) = 0 )
108 96 107 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘› ) = 0 )
109 108 ralrimiva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘› โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘› ) = 0 )
110 nfv โŠข โ„ฒ ๐‘— ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘› ) = 0
111 nffvmpt1 โŠข โ„ฒ ๐‘› ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘— )
112 111 nfeq1 โŠข โ„ฒ ๐‘› ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘— ) = 0
113 fveqeq2 โŠข ( ๐‘› = ๐‘— โ†’ ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘› ) = 0 โ†” ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘— ) = 0 ) )
114 110 112 113 cbvralw โŠข ( โˆ€ ๐‘› โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘› ) = 0 โ†” โˆ€ ๐‘— โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘— ) = 0 )
115 109 114 sylib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘— โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘— ) = 0 )
116 115 r19.21bi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( โ„• โˆ– ran ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘— ) = 0 )
117 92 fmpttd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) : โ„• โŸถ โ„‚ )
118 117 ffvelcdmda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ๐‘— ) โˆˆ โ„‚ )
119 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
120 eqid โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ )
121 120 fvmpt2 โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐ถ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ๐ถ )
122 119 1 121 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ๐ถ )
123 ovex โŠข ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆˆ V
124 99 35 123 fvmpt โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) )
125 124 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) )
126 125 fveq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
127 breq2 โŠข ( ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โ†’ ( 2 โˆฅ ๐‘› โ†” 2 โˆฅ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
128 127 2 ifbieq2d โŠข ( ๐‘› = ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โ†’ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) = if ( 2 โˆฅ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) , 0 , ๐ถ ) )
129 nn0mulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„•0 )
130 8 129 sylan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„•0 )
131 nn0p1nn โŠข ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆˆ โ„• )
132 130 131 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) โˆˆ โ„• )
133 2z โŠข 2 โˆˆ โ„ค
134 nn0z โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค )
135 134 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค )
136 dvdsmul1 โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ 2 โˆฅ ( 2 ยท ๐‘˜ ) )
137 133 135 136 sylancr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ 2 โˆฅ ( 2 ยท ๐‘˜ ) )
138 130 nn0zd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ค )
139 2nn โŠข 2 โˆˆ โ„•
140 139 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ 2 โˆˆ โ„• )
141 1lt2 โŠข 1 < 2
142 141 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ 1 < 2 )
143 ndvdsp1 โŠข ( ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ค โˆง 2 โˆˆ โ„• โˆง 1 < 2 ) โ†’ ( 2 โˆฅ ( 2 ยท ๐‘˜ ) โ†’ ยฌ 2 โˆฅ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
144 138 140 142 143 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โˆฅ ( 2 ยท ๐‘˜ ) โ†’ ยฌ 2 โˆฅ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) )
145 137 144 mpd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ยฌ 2 โˆฅ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) )
146 145 iffalsed โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ if ( 2 โˆฅ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) , 0 , ๐ถ ) = ๐ถ )
147 146 1 eqeltrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ if ( 2 โˆฅ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) , 0 , ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
148 93 128 132 147 fvmptd3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) ) = if ( 2 โˆฅ ( ( 2 ยท ๐‘˜ ) + 1 ) , 0 , ๐ถ ) )
149 126 148 146 3eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ๐ถ )
150 122 149 eqtr4d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
151 150 ralrimiva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
152 nfv โŠข โ„ฒ ๐‘– ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
153 nffvmpt1 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘– )
154 153 nfeq1 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘– ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘– ) )
155 fveq2 โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘– โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘– ) )
156 2fveq3 โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘– โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘– ) ) )
157 155 156 eqeq12d โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘– โ†’ ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) โ†” ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘– ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘– ) ) ) )
158 152 154 157 cbvralw โŠข ( โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘˜ ) ) โ†” โˆ€ ๐‘– โˆˆ โ„•0 ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘– ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘– ) ) )
159 151 158 sylib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘– โˆˆ โ„•0 ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘– ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘– ) ) )
160 159 r19.21bi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘– ) = ( ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) โ€˜ ( ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘š ) + 1 ) ) โ€˜ ๐‘– ) ) )
161 3 4 5 6 13 45 116 118 160 isercoll2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( seq 0 ( + , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐ถ ) ) โ‡ ๐ด โ†” seq 1 ( + , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ if ( 2 โˆฅ ๐‘› , 0 , ๐ต ) ) ) โ‡ ๐ด ) )