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Theorem rmyluc

Description: The Y sequence is a Lucas sequence, definable via this second-order recurrence with rmy0 and rmy1 . Part 3 of equation 2.12 of JonesMatijasevic p. 695. JonesMatijasevic uses this theorem to redefine the X and Y sequences to have domain ( ZZ X. ZZ ) , which simplifies some later theorems. It may shorten the derivation to use this as our initial definition. Incidentally, the X sequence satisfies the exact same recurrence. (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Oct-2014)

Ref Expression
Assertion rmyluc ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N + 1 = 2 ⁢ A Y rm N ⁢ A − A Y rm N − 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 peano2z ⊢ N ∈ ℤ → N + 1 ∈ ℤ
2 frmy ⊢ Y rm : ℤ ≥ 2 × ℤ ⟶ ℤ
3 2 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N + 1 ∈ ℤ → A Y rm N + 1 ∈ ℤ
4 1 3 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N + 1 ∈ ℤ
5 4 zcnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N + 1 ∈ ℂ
6 2cn ⊢ 2 ∈ ℂ
7 2 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N ∈ ℤ
8 7 zcnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N ∈ ℂ
9 eluzelcn ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A ∈ ℂ
10 9 adantr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A ∈ ℂ
11 8 10 mulcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N ⁢ A ∈ ℂ
12 mulcl ⊢ 2 ∈ ℂ ∧ A Y rm N ⁢ A ∈ ℂ → 2 ⁢ A Y rm N ⁢ A ∈ ℂ
13 6 11 12 sylancr ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → 2 ⁢ A Y rm N ⁢ A ∈ ℂ
14 peano2zm ⊢ N ∈ ℤ → N − 1 ∈ ℤ
15 2 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N − 1 ∈ ℤ → A Y rm N − 1 ∈ ℤ
16 14 15 sylan2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N − 1 ∈ ℤ
17 16 zcnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N − 1 ∈ ℂ
18 13 17 subcld ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → 2 ⁢ A Y rm N ⁢ A − A Y rm N − 1 ∈ ℂ
19 rmyp1 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N + 1 = A Y rm N ⁢ A + A X rm N
20 rmym1 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N − 1 = A Y rm N ⁢ A − A X rm N
21 19 20 oveq12d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N + 1 + A Y rm N − 1 = A Y rm N ⁢ A + A X rm N + A Y rm N ⁢ A − A X rm N
22 frmx ⊢ X rm : ℤ ≥ 2 × ℤ ⟶ ℕ 0
23 22 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N ∈ ℕ 0
24 23 nn0cnd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A X rm N ∈ ℂ
25 11 24 11 ppncand ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N ⁢ A + A X rm N + A Y rm N ⁢ A − A X rm N = A Y rm N ⁢ A + A Y rm N ⁢ A
26 13 17 npcand ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → 2 ⁢ A Y rm N ⁢ A - A Y rm N − 1 + A Y rm N − 1 = 2 ⁢ A Y rm N ⁢ A
27 11 2timesd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → 2 ⁢ A Y rm N ⁢ A = A Y rm N ⁢ A + A Y rm N ⁢ A
28 26 27 eqtr2d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N ⁢ A + A Y rm N ⁢ A = 2 ⁢ A Y rm N ⁢ A - A Y rm N − 1 + A Y rm N − 1
29 21 25 28 3eqtrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N + 1 + A Y rm N − 1 = 2 ⁢ A Y rm N ⁢ A - A Y rm N − 1 + A Y rm N − 1
30 5 18 17 29 addcan2ad ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℤ → A Y rm N + 1 = 2 ⁢ A Y rm N ⁢ A − A Y rm N − 1