Metamath Proof Explorer


Theorem perfectlem2

Description: Lemma for perfect . (Contributed by Mario Carneiro, 17-May-2016) Replace OLD theorem. (Revised by Wolf Lammen, 17-Sep-2020)

Ref Expression
Hypotheses perfectlem.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„• )
perfectlem.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„• )
perfectlem.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ 2 โˆฅ ๐ต )
perfectlem.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ฯƒ ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) = ( 2 ยท ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) )
Assertion perfectlem2 ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต โˆˆ โ„™ โˆง ๐ต = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 perfectlem.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„• )
2 perfectlem.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„• )
3 perfectlem.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ 2 โˆฅ ๐ต )
4 perfectlem.4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ฯƒ ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) = ( 2 ยท ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) )
5 1red โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
6 1 2 3 4 perfectlem1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆˆ โ„• โˆง ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„• โˆง ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„• ) )
7 6 simp3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„• )
8 7 nnred โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„ )
9 2 nnred โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
10 7 nnge1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โ‰ค ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
11 2cn โŠข 2 โˆˆ โ„‚
12 exp1 โŠข ( 2 โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 2 โ†‘ 1 ) = 2 )
13 11 12 ax-mp โŠข ( 2 โ†‘ 1 ) = 2
14 df-2 โŠข 2 = ( 1 + 1 )
15 13 14 eqtri โŠข ( 2 โ†‘ 1 ) = ( 1 + 1 )
16 2re โŠข 2 โˆˆ โ„
17 16 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„ )
18 1zzd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„ค )
19 1 peano2nnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด + 1 ) โˆˆ โ„• )
20 19 nnzd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด + 1 ) โˆˆ โ„ค )
21 1lt2 โŠข 1 < 2
22 21 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 < 2 )
23 1re โŠข 1 โˆˆ โ„
24 1 nnrpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„+ )
25 ltaddrp โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„ โˆง ๐ด โˆˆ โ„+ ) โ†’ 1 < ( 1 + ๐ด ) )
26 23 24 25 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 < ( 1 + ๐ด ) )
27 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
28 1 nncnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
29 addcom โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 1 + ๐ด ) = ( ๐ด + 1 ) )
30 27 28 29 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 + ๐ด ) = ( ๐ด + 1 ) )
31 26 30 breqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 < ( ๐ด + 1 ) )
32 ltexp2a โŠข ( ( ( 2 โˆˆ โ„ โˆง 1 โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ด + 1 ) โˆˆ โ„ค ) โˆง ( 1 < 2 โˆง 1 < ( ๐ด + 1 ) ) ) โ†’ ( 2 โ†‘ 1 ) < ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) )
33 17 18 20 22 31 32 syl32anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 โ†‘ 1 ) < ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) )
34 15 33 eqbrtrrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 + 1 ) < ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) )
35 6 simp1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆˆ โ„• )
36 35 nnred โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆˆ โ„ )
37 5 5 36 ltaddsubd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 1 + 1 ) < ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โ†” 1 < ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
38 34 37 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 < ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) )
39 0lt1 โŠข 0 < 1
40 39 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 < 1 )
41 peano2rem โŠข ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆˆ โ„ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ )
42 36 41 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ )
43 expgt1 โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ด + 1 ) โˆˆ โ„• โˆง 1 < 2 ) โ†’ 1 < ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) )
44 16 19 22 43 mp3an2i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 < ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) )
45 posdif โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„ โˆง ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 1 < ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โ†” 0 < ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
46 23 36 45 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 < ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โ†” 0 < ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
47 44 46 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 < ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) )
48 2 nngt0d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 < ๐ต )
49 ltdiv2 โŠข ( ( ( 1 โˆˆ โ„ โˆง 0 < 1 ) โˆง ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ โˆง 0 < ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ ( 1 < ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โ†” ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) < ( ๐ต / 1 ) ) )
50 5 40 42 47 9 48 49 syl222anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 < ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โ†” ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) < ( ๐ต / 1 ) ) )
51 38 50 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) < ( ๐ต / 1 ) )
52 2 nncnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
53 52 div1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต / 1 ) = ๐ต )
54 51 53 breqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) < ๐ต )
55 5 8 9 10 54 lelttrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 < ๐ต )
56 eluz2b2 โŠข ( ๐ต โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โ†” ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง 1 < ๐ต ) )
57 2 55 56 sylanbrc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
58 fzfid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ... ๐ต ) โˆˆ Fin )
59 dvdsssfz1 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } โŠ† ( 1 ... ๐ต ) )
60 2 59 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } โŠ† ( 1 ... ๐ต ) )
61 58 60 ssfid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } โˆˆ Fin )
62 61 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } โˆˆ Fin )
63 ssrab2 โŠข { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } โŠ† โ„•
64 63 a1i โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } โŠ† โ„• )
65 64 sselda โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
66 65 nnred โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ )
67 65 nnnn0d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
68 67 nn0ge0d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘˜ )
69 df-tp โŠข { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } = ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆช { ๐‘› } )
70 7 2 prssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โŠ† โ„• )
71 70 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โŠ† โ„• )
72 simplrl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„• )
73 72 snssd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ { ๐‘› } โŠ† โ„• )
74 71 73 unssd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆช { ๐‘› } ) โŠ† โ„• )
75 69 74 eqsstrid โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } โŠ† โ„• )
76 6 simp2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„• )
77 76 nnzd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ค )
78 7 nnzd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„ค )
79 dvdsmul2 โŠข ( ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆฅ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
80 77 78 79 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆฅ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
81 76 nncnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„‚ )
82 76 nnne0d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โ‰  0 )
83 52 81 82 divcan2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) = ๐ต )
84 80 83 breqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆฅ ๐ต )
85 breq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต โ†” ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆฅ ๐ต ) )
86 84 85 syl5ibrcom โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต ) )
87 86 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( ๐‘ฅ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต ) )
88 2 nnzd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ค )
89 iddvds โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„ค โ†’ ๐ต โˆฅ ๐ต )
90 88 89 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆฅ ๐ต )
91 breq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ต โ†’ ( ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต โ†” ๐ต โˆฅ ๐ต ) )
92 90 91 syl5ibrcom โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ = ๐ต โ†’ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต ) )
93 92 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( ๐‘ฅ = ๐ต โ†’ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต ) )
94 simplrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ๐‘› โˆฅ ๐ต )
95 breq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต โ†” ๐‘› โˆฅ ๐ต ) )
96 94 95 syl5ibrcom โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต ) )
97 87 93 96 3jaod โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘ฅ = ๐ต โˆจ ๐‘ฅ = ๐‘› ) โ†’ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต ) )
98 eltpi โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } โ†’ ( ๐‘ฅ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘ฅ = ๐ต โˆจ ๐‘ฅ = ๐‘› ) )
99 97 98 impel โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } ) โ†’ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต )
100 75 99 ssrabdv โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } โŠ† { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } )
101 62 66 68 100 fsumless โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } ๐‘˜ โ‰ค ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ๐‘˜ )
102 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } )
103 disjsn โŠข ( ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆฉ { ๐‘› } ) = โˆ… โ†” ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } )
104 102 103 sylibr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆฉ { ๐‘› } ) = โˆ… )
105 69 a1i โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } = ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆช { ๐‘› } ) )
106 tpfi โŠข { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } โˆˆ Fin
107 106 a1i โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } โˆˆ Fin )
108 75 sselda โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
109 108 nncnd โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ )
110 104 105 107 109 fsumsplit โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } ๐‘˜ = ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ๐‘˜ + ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘› } ๐‘˜ ) )
111 7 nncnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
112 id โŠข ( ๐‘˜ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ๐‘˜ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
113 112 sumsn โŠข ( ( ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„• โˆง ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } ๐‘˜ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
114 7 111 113 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } ๐‘˜ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
115 id โŠข ( ๐‘˜ = ๐ต โ†’ ๐‘˜ = ๐ต )
116 115 sumsn โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐ต } ๐‘˜ = ๐ต )
117 2 52 116 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐ต } ๐‘˜ = ๐ต )
118 114 117 oveq12d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } ๐‘˜ + ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐ต } ๐‘˜ ) = ( ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + ๐ต ) )
119 incom โŠข ( { ๐ต } โˆฉ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } ) = ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } โˆฉ { ๐ต } )
120 8 54 gtned โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โ‰  ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
121 disjsn2 โŠข ( ๐ต โ‰  ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ( { ๐ต } โˆฉ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } ) = โˆ… )
122 120 121 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( { ๐ต } โˆฉ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } ) = โˆ… )
123 119 122 eqtr3id โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } โˆฉ { ๐ต } ) = โˆ… )
124 df-pr โŠข { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } = ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } โˆช { ๐ต } )
125 124 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } = ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } โˆช { ๐ต } ) )
126 prfi โŠข { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆˆ Fin
127 126 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆˆ Fin )
128 70 sselda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
129 128 nncnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ )
130 123 125 127 129 fsumsplit โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ๐‘˜ = ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) } ๐‘˜ + ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐ต } ๐‘˜ ) )
131 81 52 mulcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
132 52 131 81 82 divdird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ต + ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + ( ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
133 35 nncnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
134 1cnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„‚ )
135 133 134 52 subdird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) โˆ’ ( 1 ยท ๐ต ) ) )
136 52 mullidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ยท ๐ต ) = ๐ต )
137 136 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) โˆ’ ( 1 ยท ๐ต ) ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) โˆ’ ๐ต ) )
138 135 137 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) โˆ’ ๐ต ) )
139 138 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต + ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) ) = ( ๐ต + ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) โˆ’ ๐ต ) ) )
140 133 52 mulcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
141 52 140 pncan3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต + ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) โˆ’ ๐ต ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) )
142 139 141 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต + ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) )
143 142 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ต + ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
144 133 52 81 82 divassd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
145 143 144 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ต + ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
146 52 81 82 divcan3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ๐ต )
147 146 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + ( ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ต ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) = ( ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + ๐ต ) )
148 132 145 147 3eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) = ( ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) + ๐ต ) )
149 118 130 148 3eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ๐‘˜ = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
150 149 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ๐‘˜ = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
151 72 nncnd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„‚ )
152 id โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ๐‘˜ = ๐‘› )
153 152 sumsn โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘› } ๐‘˜ = ๐‘› )
154 151 151 153 syl2anc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘› } ๐‘˜ = ๐‘› )
155 150 154 oveq12d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ๐‘˜ + ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘› } ๐‘˜ ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + ๐‘› ) )
156 110 155 eqtrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , ๐‘› } ๐‘˜ = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + ๐‘› ) )
157 1 nnnn0d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„•0 )
158 expp1 โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท 2 ) )
159 11 157 158 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) = ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท 2 ) )
160 2nn โŠข 2 โˆˆ โ„•
161 nnexpcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„• โˆง ๐ด โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐ด ) โˆˆ โ„• )
162 160 157 161 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 โ†‘ ๐ด ) โˆˆ โ„• )
163 162 nncnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 โ†‘ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
164 mulcom โŠข ( ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท 2 ) = ( 2 ยท ( 2 โ†‘ ๐ด ) ) )
165 163 11 164 sylancl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท 2 ) = ( 2 ยท ( 2 โ†‘ ๐ด ) ) )
166 159 165 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) = ( 2 ยท ( 2 โ†‘ ๐ด ) ) )
167 166 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) = ( ( 2 ยท ( 2 โ†‘ ๐ด ) ) ยท ๐ต ) )
168 2cnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
169 168 163 52 mulassd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 ยท ( 2 โ†‘ ๐ด ) ) ยท ๐ต ) = ( 2 ยท ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) )
170 2prm โŠข 2 โˆˆ โ„™
171 coprm โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„™ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ยฌ 2 โˆฅ ๐ต โ†” ( 2 gcd ๐ต ) = 1 ) )
172 170 88 171 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ยฌ 2 โˆฅ ๐ต โ†” ( 2 gcd ๐ต ) = 1 ) )
173 3 172 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 gcd ๐ต ) = 1 )
174 2z โŠข 2 โˆˆ โ„ค
175 rpexp1i โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( 2 gcd ๐ต ) = 1 โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) gcd ๐ต ) = 1 ) )
176 174 88 157 175 mp3an2i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 gcd ๐ต ) = 1 โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) gcd ๐ต ) = 1 ) )
177 173 176 mpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) gcd ๐ต ) = 1 )
178 sgmmul โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) gcd ๐ต ) = 1 ) ) โ†’ ( 1 ฯƒ ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) = ( ( 1 ฯƒ ( 2 โ†‘ ๐ด ) ) ยท ( 1 ฯƒ ๐ต ) ) )
179 134 162 2 177 178 syl13anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ฯƒ ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) = ( ( 1 ฯƒ ( 2 โ†‘ ๐ด ) ) ยท ( 1 ฯƒ ๐ต ) ) )
180 pncan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + 1 ) โˆ’ 1 ) = ๐ด )
181 28 27 180 sylancl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด + 1 ) โˆ’ 1 ) = ๐ด )
182 181 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 โ†‘ ( ( ๐ด + 1 ) โˆ’ 1 ) ) = ( 2 โ†‘ ๐ด ) )
183 182 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ฯƒ ( 2 โ†‘ ( ( ๐ด + 1 ) โˆ’ 1 ) ) ) = ( 1 ฯƒ ( 2 โ†‘ ๐ด ) ) )
184 1sgm2ppw โŠข ( ( ๐ด + 1 ) โˆˆ โ„• โ†’ ( 1 ฯƒ ( 2 โ†‘ ( ( ๐ด + 1 ) โˆ’ 1 ) ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) )
185 19 184 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ฯƒ ( 2 โ†‘ ( ( ๐ด + 1 ) โˆ’ 1 ) ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) )
186 183 185 eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ฯƒ ( 2 โ†‘ ๐ด ) ) = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) )
187 186 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 1 ฯƒ ( 2 โ†‘ ๐ด ) ) ยท ( 1 ฯƒ ๐ต ) ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( 1 ฯƒ ๐ต ) ) )
188 179 4 187 3eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 ยท ( ( 2 โ†‘ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( 1 ฯƒ ๐ต ) ) )
189 167 169 188 3eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( 1 ฯƒ ๐ต ) ) )
190 189 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ๐ต ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( 1 ฯƒ ๐ต ) ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
191 1nn0 โŠข 1 โˆˆ โ„•0
192 sgmnncl โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„•0 โˆง ๐ต โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 1 ฯƒ ๐ต ) โˆˆ โ„• )
193 191 2 192 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ฯƒ ๐ต ) โˆˆ โ„• )
194 193 nncnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ฯƒ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
195 194 81 82 divcan3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ยท ( 1 ฯƒ ๐ต ) ) / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = ( 1 ฯƒ ๐ต ) )
196 190 144 195 3eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) = ( 1 ฯƒ ๐ต ) )
197 sgmval โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„• ) โ†’ ( 1 ฯƒ ๐ต ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ( ๐‘˜ โ†‘๐‘ 1 ) )
198 27 2 197 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ฯƒ ๐ต ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ( ๐‘˜ โ†‘๐‘ 1 ) )
199 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } )
200 63 199 sselid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
201 200 nncnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ )
202 201 cxp1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ ( ๐‘˜ โ†‘๐‘ 1 ) = ๐‘˜ )
203 202 sumeq2dv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ( ๐‘˜ โ†‘๐‘ 1 ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ๐‘˜ )
204 196 198 203 3eqtrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ๐‘˜ = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
205 204 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ๐‘˜ = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
206 101 156 205 3brtr3d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + ๐‘› ) โ‰ค ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
207 36 8 remulcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) โˆˆ โ„ )
208 207 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) โˆˆ โ„ )
209 72 nnrpd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„+ )
210 208 209 ltaddrpd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) < ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + ๐‘› ) )
211 72 nnred โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ )
212 208 211 readdcld โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + ๐‘› ) โˆˆ โ„ )
213 208 212 ltnled โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) < ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + ๐‘› ) โ†” ยฌ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + ๐‘› ) โ‰ค ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) ) )
214 210 213 mpbid โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โˆง ยฌ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ) โ†’ ยฌ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + ๐‘› ) โ‰ค ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
215 206 214 condan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } )
216 elpri โŠข ( ๐‘› โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โ†’ ( ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘› = ๐ต ) )
217 215 216 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆฅ ๐ต ) ) โ†’ ( ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘› = ๐ต ) )
218 217 expr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘› โˆฅ ๐ต โ†’ ( ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘› = ๐ต ) ) )
219 218 ralrimiva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„• ( ๐‘› โˆฅ ๐ต โ†’ ( ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘› = ๐ต ) ) )
220 5 55 gtned โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โ‰  1 )
221 220 necomd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โ‰  ๐ต )
222 1dvds โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„ค โ†’ 1 โˆฅ ๐ต )
223 88 222 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆฅ ๐ต )
224 breq1 โŠข ( ๐‘› = 1 โ†’ ( ๐‘› โˆฅ ๐ต โ†” 1 โˆฅ ๐ต ) )
225 eqeq1 โŠข ( ๐‘› = 1 โ†’ ( ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†” 1 = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
226 eqeq1 โŠข ( ๐‘› = 1 โ†’ ( ๐‘› = ๐ต โ†” 1 = ๐ต ) )
227 225 226 orbi12d โŠข ( ๐‘› = 1 โ†’ ( ( ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘› = ๐ต ) โ†” ( 1 = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ 1 = ๐ต ) ) )
228 224 227 imbi12d โŠข ( ๐‘› = 1 โ†’ ( ( ๐‘› โˆฅ ๐ต โ†’ ( ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘› = ๐ต ) ) โ†” ( 1 โˆฅ ๐ต โ†’ ( 1 = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ 1 = ๐ต ) ) ) )
229 1nn โŠข 1 โˆˆ โ„•
230 229 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„• )
231 228 219 230 rspcdva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 โˆฅ ๐ต โ†’ ( 1 = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ 1 = ๐ต ) ) )
232 223 231 mpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ 1 = ๐ต ) )
233 232 ord โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ยฌ 1 = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ 1 = ๐ต ) )
234 233 necon1ad โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 โ‰  ๐ต โ†’ 1 = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
235 221 234 mpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
236 235 eqeq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘› = 1 โ†” ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
237 236 orbi1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘› = 1 โˆจ ๐‘› = ๐ต ) โ†” ( ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘› = ๐ต ) ) )
238 237 imbi2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘› โˆฅ ๐ต โ†’ ( ๐‘› = 1 โˆจ ๐‘› = ๐ต ) ) โ†” ( ๐‘› โˆฅ ๐ต โ†’ ( ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘› = ๐ต ) ) ) )
239 238 ralbidv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„• ( ๐‘› โˆฅ ๐ต โ†’ ( ๐‘› = 1 โˆจ ๐‘› = ๐ต ) ) โ†” โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„• ( ๐‘› โˆฅ ๐ต โ†’ ( ๐‘› = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘› = ๐ต ) ) ) )
240 219 239 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„• ( ๐‘› โˆฅ ๐ต โ†’ ( ๐‘› = 1 โˆจ ๐‘› = ๐ต ) ) )
241 isprm2 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„™ โ†” ( ๐ต โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„• ( ๐‘› โˆฅ ๐ต โ†’ ( ๐‘› = 1 โˆจ ๐‘› = ๐ต ) ) ) )
242 57 240 241 sylanbrc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„™ )
243 207 ltp1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) < ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) )
244 peano2re โŠข ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) โˆˆ โ„ )
245 207 244 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) โˆˆ โ„ )
246 207 245 ltnled โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) < ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) โ†” ยฌ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) โ‰ค ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) ) )
247 243 246 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) โ‰ค ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
248 200 nnred โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ )
249 200 nnnn0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
250 249 nn0ge0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘˜ )
251 df-tp โŠข { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } = ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆช { 1 } )
252 snssi โŠข ( 1 โˆˆ โ„• โ†’ { 1 } โŠ† โ„• )
253 229 252 mp1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { 1 } โŠ† โ„• )
254 70 253 unssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆช { 1 } ) โŠ† โ„• )
255 251 254 eqsstrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } โŠ† โ„• )
256 breq1 โŠข ( ๐‘ฅ = 1 โ†’ ( ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต โ†” 1 โˆฅ ๐ต ) )
257 223 256 syl5ibrcom โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ = 1 โ†’ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต ) )
258 86 92 257 3jaod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘ฅ = ๐ต โˆจ ๐‘ฅ = 1 ) โ†’ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต ) )
259 eltpi โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } โ†’ ( ๐‘ฅ = ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆจ ๐‘ฅ = ๐ต โˆจ ๐‘ฅ = 1 ) )
260 258 259 impel โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } ) โ†’ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต )
261 255 260 ssrabdv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } โŠ† { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } )
262 61 248 250 261 fsumless โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } ๐‘˜ โ‰ค ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ๐‘˜ )
263 262 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } ๐‘˜ โ‰ค ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ๐‘˜ )
264 52 81 82 diveq1ad โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) = 1 โ†” ๐ต = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
265 264 necon3bid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ‰  1 โ†” ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
266 265 biimpar โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ‰  1 )
267 266 necomd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ 1 โ‰  ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
268 221 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ 1 โ‰  ๐ต )
269 267 268 nelprd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ยฌ 1 โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } )
270 disjsn โŠข ( ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆฉ { 1 } ) = โˆ… โ†” ยฌ 1 โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } )
271 269 270 sylibr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆฉ { 1 } ) = โˆ… )
272 251 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } = ( { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } โˆช { 1 } ) )
273 tpfi โŠข { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } โˆˆ Fin
274 273 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } โˆˆ Fin )
275 255 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } โŠ† โ„• )
276 275 sselda โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
277 276 nncnd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ )
278 271 272 274 277 fsumsplit โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } ๐‘˜ = ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ๐‘˜ + ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 1 } ๐‘˜ ) )
279 id โŠข ( ๐‘˜ = 1 โ†’ ๐‘˜ = 1 )
280 279 sumsn โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„ โˆง 1 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 1 } ๐‘˜ = 1 )
281 5 27 280 sylancl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 1 } ๐‘˜ = 1 )
282 149 281 oveq12d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ๐‘˜ + ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 1 } ๐‘˜ ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) )
283 282 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต } ๐‘˜ + ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 1 } ๐‘˜ ) = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) )
284 278 283 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) , ๐ต , 1 } ๐‘˜ = ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) )
285 204 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โˆฃ ๐‘ฅ โˆฅ ๐ต } ๐‘˜ = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
286 263 284 285 3brtr3d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) โ‰ค ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) )
287 286 ex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต โ‰  ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) โ‰ค ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) ) )
288 287 necon1bd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ยฌ ( ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) + 1 ) โ‰ค ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) ยท ( ๐ต / ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) ) โ†’ ๐ต = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )
289 247 288 mpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) )
290 242 289 jca โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต โˆˆ โ„™ โˆง ๐ต = ( ( 2 โ†‘ ( ๐ด + 1 ) ) โˆ’ 1 ) ) )