Metamath Proof Explorer


Theorem itcovalt2lem1

Description: Lemma 1 for itcovalt2 : induction basis. (Contributed by AV, 5-May-2024)

Ref Expression
Hypothesis itcovalt2.f โŠข ๐น = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘› ) + ๐ถ ) )
Assertion itcovalt2lem1 ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( IterComp โ€˜ ๐น ) โ€˜ 0 ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐‘› + ๐ถ ) ยท ( 2 โ†‘ 0 ) ) โˆ’ ๐ถ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itcovalt2.f โŠข ๐น = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 ยท ๐‘› ) + ๐ถ ) )
2 nn0ex โŠข โ„•0 โˆˆ V
3 ovexd โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( 2 ยท ๐‘› ) + ๐ถ ) โˆˆ V )
4 3 rgen โŠข โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ( 2 ยท ๐‘› ) + ๐ถ ) โˆˆ V
5 2 4 pm3.2i โŠข ( โ„•0 โˆˆ V โˆง โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ( 2 ยท ๐‘› ) + ๐ถ ) โˆˆ V )
6 1 itcoval0mpt โŠข ( ( โ„•0 โˆˆ V โˆง โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ( 2 ยท ๐‘› ) + ๐ถ ) โˆˆ V ) โ†’ ( ( IterComp โ€˜ ๐น ) โ€˜ 0 ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐‘› ) )
7 5 6 mp1i โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( IterComp โ€˜ ๐น ) โ€˜ 0 ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐‘› ) )
8 simpr โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
9 8 nn0cnd โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„‚ )
10 simpl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„•0 )
11 10 nn0cnd โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
12 2nn0 โŠข 2 โˆˆ โ„•0
13 12 numexp0 โŠข ( 2 โ†‘ 0 ) = 1
14 13 a1i โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( 2 โ†‘ 0 ) = 1 )
15 14 oveq2d โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘› + ๐ถ ) ยท ( 2 โ†‘ 0 ) ) = ( ( ๐‘› + ๐ถ ) ยท 1 ) )
16 8 10 nn0addcld โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘› + ๐ถ ) โˆˆ โ„•0 )
17 16 nn0cnd โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘› + ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
18 17 mulridd โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘› + ๐ถ ) ยท 1 ) = ( ๐‘› + ๐ถ ) )
19 15 18 eqtrd โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘› + ๐ถ ) ยท ( 2 โ†‘ 0 ) ) = ( ๐‘› + ๐ถ ) )
20 9 11 19 mvrraddd โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ( ๐‘› + ๐ถ ) ยท ( 2 โ†‘ 0 ) ) โˆ’ ๐ถ ) = ๐‘› )
21 20 eqcomd โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘› = ( ( ( ๐‘› + ๐ถ ) ยท ( 2 โ†‘ 0 ) ) โˆ’ ๐ถ ) )
22 21 mpteq2dva โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐‘› ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐‘› + ๐ถ ) ยท ( 2 โ†‘ 0 ) ) โˆ’ ๐ถ ) ) )
23 7 22 eqtrd โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( IterComp โ€˜ ๐น ) โ€˜ 0 ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐‘› + ๐ถ ) ยท ( 2 โ†‘ 0 ) ) โˆ’ ๐ถ ) ) )