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Theorem nnolog2flm1 42912
Description: The floor of the binary logarithm of an odd integer greater than 1 is the floor of the binary logarithm of the integer decreased by 1. (Contributed by AV, 2-Jun-2020.)
Assertion
Ref Expression
nnolog2flm1 ((𝑁 ∈ (ℤ‘2) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))

Proof of Theorem nnolog2flm1
StepHypRef Expression
1 eluz2nn 11939 . . . 4 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 𝑁 ∈ ℕ)
2 nnpw2blenfzo2 42904 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∨ 𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁)))))
31, 2syl 17 . . 3 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∨ 𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁)))))
41adantl 473 . . . . . . . . 9 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 ∈ ℕ)
5 nneo 11673 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 / 2) ∈ ℕ ↔ ¬ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ))
65bicomd 213 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (¬ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ ↔ (𝑁 / 2) ∈ ℕ))
74, 6syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (¬ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ ↔ (𝑁 / 2) ∈ ℕ))
8 notnotb 304 . . . . . . . 8 ((𝑁 / 2) ∈ ℕ ↔ ¬ ¬ (𝑁 / 2) ∈ ℕ)
97, 8syl6bb 276 . . . . . . 7 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (¬ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ ↔ ¬ ¬ (𝑁 / 2) ∈ ℕ))
109con4bid 306 . . . . . 6 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ ↔ ¬ (𝑁 / 2) ∈ ℕ))
11 simpl 474 . . . . . . . . 9 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)))
1211oveq1d 6829 . . . . . . . 8 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 / 2) = ((2↑((#b𝑁) − 1)) / 2))
13 blennnelnn 42898 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → (#b𝑁) ∈ ℕ)
1413nnnn0d 11563 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → (#b𝑁) ∈ ℕ0)
151, 14syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (#b𝑁) ∈ ℕ0)
16 2m1e1 11347 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 − 1) = 1
17 2cn 11303 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 ∈ ℂ
18 2ne0 11325 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 ≠ 0
19 1ne2 11452 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1 ≠ 2
2019necomi 2986 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 ≠ 1
21 logbid1 24726 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0 ∧ 2 ≠ 1) → (2 logb 2) = 1)
2217, 18, 20, 21mp3an 1573 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (2 logb 2) = 1
23 eluzle 11912 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ≤ 𝑁)
24 2z 11621 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ∈ ℤ
25 uzid 11914 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ‘2))
2624, 25mp1i 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ∈ (ℤ‘2))
27 2rp 12050 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ∈ ℝ+
2827a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ∈ ℝ+)
291nnrpd 12083 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 𝑁 ∈ ℝ+)
30 logbleb 24741 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 2 ∈ ℝ+𝑁 ∈ ℝ+) → (2 ≤ 𝑁 ↔ (2 logb 2) ≤ (2 logb 𝑁)))
3126, 28, 29, 30syl3anc 1477 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 ≤ 𝑁 ↔ (2 logb 2) ≤ (2 logb 𝑁)))
3223, 31mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 logb 2) ≤ (2 logb 𝑁))
3322, 32syl5eqbrr 4840 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 1 ≤ (2 logb 𝑁))
3420a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ≠ 1)
35 relogbcl 24731 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 ∈ ℝ+𝑁 ∈ ℝ+ ∧ 2 ≠ 1) → (2 logb 𝑁) ∈ ℝ)
3628, 29, 34, 35syl3anc 1477 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 logb 𝑁) ∈ ℝ)
37 1zzd 11620 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 1 ∈ ℤ)
38 flge 12820 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((2 logb 𝑁) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℤ) → (1 ≤ (2 logb 𝑁) ↔ 1 ≤ (⌊‘(2 logb 𝑁))))
3936, 37, 38syl2anc 696 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (1 ≤ (2 logb 𝑁) ↔ 1 ≤ (⌊‘(2 logb 𝑁))))
4033, 39mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 1 ≤ (⌊‘(2 logb 𝑁)))
4116, 40syl5eqbr 4839 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 − 1) ≤ (⌊‘(2 logb 𝑁)))
42 2re 11302 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℝ
4342a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ∈ ℝ)
44 1red 10267 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 1 ∈ ℝ)
4536flcld 12813 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) ∈ ℤ)
4645zred 11694 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) ∈ ℝ)
4743, 44, 46lesubaddd 10836 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((2 − 1) ≤ (⌊‘(2 logb 𝑁)) ↔ 2 ≤ ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1)))
4841, 47mpbid 222 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ≤ ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1))
49 blennn 42897 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → (#b𝑁) = ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1))
501, 49syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (#b𝑁) = ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1))
5148, 50breqtrrd 4832 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ≤ (#b𝑁))
52 nn0ge2m1nn 11572 . . . . . . . . . . 11 (((#b𝑁) ∈ ℕ0 ∧ 2 ≤ (#b𝑁)) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ)
5315, 51, 52syl2anc 696 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ)
5453adantl 473 . . . . . . . . 9 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ)
55 nnpw2even 42851 . . . . . . . . 9 (((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ → ((2↑((#b𝑁) − 1)) / 2) ∈ ℕ)
5654, 55syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → ((2↑((#b𝑁) − 1)) / 2) ∈ ℕ)
5712, 56eqeltrd 2839 . . . . . . 7 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 / 2) ∈ ℕ)
5857pm2.24d 147 . . . . . 6 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (¬ (𝑁 / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1)))))
5910, 58sylbid 230 . . . . 5 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1)))))
6059ex 449 . . . 4 (𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))))
611, 13syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (#b𝑁) ∈ ℕ)
62 nnm1nn0 11546 . . . . . . . . 9 ((#b𝑁) ∈ ℕ → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0)
6361, 62syl 17 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0)
6463ad2antlr 765 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0)
651ad2antlr 765 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℕ)
66 nnpw2blenfzo 42903 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(#b𝑁))))
6765, 66syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(#b𝑁))))
6861nncnd 11248 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (#b𝑁) ∈ ℂ)
6968ad2antlr 765 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (#b𝑁) ∈ ℂ)
70 npcan1 10667 . . . . . . . . . . 11 ((#b𝑁) ∈ ℂ → (((#b𝑁) − 1) + 1) = (#b𝑁))
7169, 70syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (((#b𝑁) − 1) + 1) = (#b𝑁))
7271oveq2d 6830 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) = (2↑(#b𝑁)))
7372oveq2d 6830 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))) = ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(#b𝑁))))
7467, 73eleqtrrd 2842 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
75 fllog2 42890 . . . . . . 7 ((((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0𝑁 ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = ((#b𝑁) − 1))
7664, 74, 75syl2anc 696 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = ((#b𝑁) − 1))
7761ad2antlr 765 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (#b𝑁) ∈ ℕ)
7877, 62syl 17 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0)
79 elfzo2 12687 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ↔ (𝑁 ∈ (ℤ‘((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)) ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))))
80 eluz2 11905 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)) ↔ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁))
81803anbi1i 1161 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ (ℤ‘((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)) ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ↔ ((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))))
8279, 81bitri 264 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ↔ ((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))))
83 2nn 11397 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 ∈ ℕ
8483a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ∈ ℕ)
8584, 63jca 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 ∈ ℕ ∧ ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0))
8685adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2 ∈ ℕ ∧ ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0))
87 nnexpcl 13087 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 ∈ ℕ ∧ ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℕ)
8886, 87syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℕ)
8988nnzd 11693 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℤ)
90 peano2zm 11632 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
91903ad2ant2 1129 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
9291adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
9392adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
9484, 63nnexpcld 13244 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℕ)
9594nnred 11247 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℝ)
961nnred 11247 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 𝑁 ∈ ℝ)
97 leaddsub 10716 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁 ↔ (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
9895, 44, 96, 97syl3anc 1477 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁 ↔ (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
9998biimpcd 239 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁 → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
100993ad2ant3 1130 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
101100adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
102101imp 444 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1))
103 eluz2 11905 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ↔ ((2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) ∈ ℤ ∧ (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
10489, 93, 102, 103syl3anbrc 1429 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))))
10570eleq1d 2824 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((#b𝑁) ∈ ℂ → ((((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0 ↔ (#b𝑁) ∈ ℕ0))
10668, 105syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0 ↔ (#b𝑁) ∈ ℕ0))
10715, 106mpbird 247 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0)
10884, 107jca 555 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 ∈ ℕ ∧ (((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0))
109108adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2 ∈ ℕ ∧ (((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0))
110 nnexpcl 13087 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((2 ∈ ℕ ∧ (((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℕ)
111109, 110syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℕ)
112111nnzd 11693 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ)
113 ltle 10338 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℝ) → (𝑁 < (2↑(#b𝑁)) → 𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁))))
114 nnre 11239 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
11542a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ)
116115, 14reexpcld 13239 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑁 ∈ ℕ → (2↑(#b𝑁)) ∈ ℝ)
117114, 116jca 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 ∈ ℝ ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℝ))
1181, 117syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (𝑁 ∈ ℝ ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℝ))
119113, 118syl11 33 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 < (2↑(#b𝑁)) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁))))
120119adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁))))
121120imp 444 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁)))
122 simpll2 1257 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 ∈ ℤ)
12384, 15nnexpcld 13244 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑(#b𝑁)) ∈ ℕ)
124123nnzd 11693 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ)
125124adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ)
126 zlem1lt 11641 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ) → (𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁)) ↔ (𝑁 − 1) < (2↑(#b𝑁))))
127122, 125, 126syl2anc 696 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁)) ↔ (𝑁 − 1) < (2↑(#b𝑁))))
128121, 127mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 − 1) < (2↑(#b𝑁)))
12968, 70syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((#b𝑁) − 1) + 1) = (#b𝑁))
130129oveq2d 6830 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) = (2↑(#b𝑁)))
131130adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) = (2↑(#b𝑁)))
132128, 131breqtrrd 4832 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))
133104, 112, 1323jca 1123 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
134133ex 449 . . . . . . . . . . . 12 (((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))))
1351343adant2 1126 . . . . . . . . . . 11 (((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))))
13682, 135sylbi 207 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))))
137136imp 444 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
138 elfzo2 12687 . . . . . . . . 9 ((𝑁 − 1) ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))) ↔ ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
139137, 138sylibr 224 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 − 1) ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
140139adantr 472 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (𝑁 − 1) ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
141 fllog2 42890 . . . . . . 7 ((((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0 ∧ (𝑁 − 1) ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))) → (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))) = ((#b𝑁) − 1))
14278, 140, 141syl2anc 696 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))) = ((#b𝑁) − 1))
14376, 142eqtr4d 2797 . . . . 5 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))
144143exp31 631 . . . 4 (𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))))
14560, 144jaoi 393 . . 3 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∨ 𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁)))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))))
1463, 145mpcom 38 . 2 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1)))))
147146imp 444 1 ((𝑁 ∈ (ℤ‘2) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wo 382  wa 383  w3a 1072   = wceq 1632  wcel 2139  wne 2932   class class class wbr 4804  cfv 6049  (class class class)co 6814  cc 10146  cr 10147  0cc0 10148  1c1 10149   + caddc 10151   < clt 10286  cle 10287  cmin 10478   / cdiv 10896  cn 11232  2c2 11282  0cn0 11504  cz 11589  cuz 11899  +crp 12045  ..^cfzo 12679  cfl 12805  cexp 13074   logb clogb 24722  #bcblen 42891
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  ax-inf2 8713  ax-cnex 10204  ax-resscn 10205  ax-1cn 10206  ax-icn 10207  ax-addcl 10208  ax-addrcl 10209  ax-mulcl 10210  ax-mulrcl 10211  ax-mulcom 10212  ax-addass 10213  ax-mulass 10214  ax-distr 10215  ax-i2m1 10216  ax-1ne0 10217  ax-1rid 10218  ax-rnegex 10219  ax-rrecex 10220  ax-cnre 10221  ax-pre-lttri 10222  ax-pre-lttrn 10223  ax-pre-ltadd 10224  ax-pre-mulgt0 10225  ax-pre-sup 10226  ax-addf 10227  ax-mulf 10228
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-fal 1638  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-iin 4675  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-se 5226  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-isom 6058  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-of 7063  df-om 7232  df-1st 7334  df-2nd 7335  df-supp 7465  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-1o 7730  df-2o 7731  df-oadd 7734  df-er 7913  df-map 8027  df-pm 8028  df-ixp 8077  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  df-fin 8127  df-fsupp 8443  df-fi 8484  df-sup 8515  df-inf 8516  df-oi 8582  df-card 8975  df-cda 9202  df-pnf 10288  df-mnf 10289  df-xr 10290  df-ltxr 10291  df-le 10292  df-sub 10480  df-neg 10481  df-div 10897  df-nn 11233  df-2 11291  df-3 11292  df-4 11293  df-5 11294  df-6 11295  df-7 11296  df-8 11297  df-9 11298  df-n0 11505  df-z 11590  df-dec 11706  df-uz 11900  df-q 12002  df-rp 12046  df-xneg 12159  df-xadd 12160  df-xmul 12161  df-ioo 12392  df-ioc 12393  df-ico 12394  df-icc 12395  df-fz 12540  df-fzo 12680  df-fl 12807  df-mod 12883  df-seq 13016  df-exp 13075  df-fac 13275  df-bc 13304  df-hash 13332  df-shft 14026  df-cj 14058  df-re 14059  df-im 14060  df-sqrt 14194  df-abs 14195  df-limsup 14421  df-clim 14438  df-rlim 14439  df-sum 14636  df-ef 15017  df-sin 15019  df-cos 15020  df-pi 15022  df-struct 16081  df-ndx 16082  df-slot 16083  df-base 16085  df-sets 16086  df-ress 16087  df-plusg 16176  df-mulr 16177  df-starv 16178  df-sca 16179  df-vsca 16180  df-ip 16181  df-tset 16182  df-ple 16183  df-ds 16186  df-unif 16187  df-hom 16188  df-cco 16189  df-rest 16305  df-topn 16306  df-0g 16324  df-gsum 16325  df-topgen 16326  df-pt 16327  df-prds 16330  df-xrs 16384  df-qtop 16389  df-imas 16390  df-xps 16392  df-mre 16468  df-mrc 16469  df-acs 16471  df-mgm 17463  df-sgrp 17505  df-mnd 17516  df-submnd 17557  df-mulg 17762  df-cntz 17970  df-cmn 18415  df-psmet 19960  df-xmet 19961  df-met 19962  df-bl 19963  df-mopn 19964  df-fbas 19965  df-fg 19966  df-cnfld 19969  df-top 20921  df-topon 20938  df-topsp 20959  df-bases 20972  df-cld 21045  df-ntr 21046  df-cls 21047  df-nei 21124  df-lp 21162  df-perf 21163  df-cn 21253  df-cnp 21254  df-haus 21341  df-tx 21587  df-hmeo 21780  df-fil 21871  df-fm 21963  df-flim 21964  df-flf 21965  df-xms 22346  df-ms 22347  df-tms 22348  df-cncf 22902  df-limc 23849  df-dv 23850  df-log 24523  df-cxp 24524  df-logb 24723  df-blen 42892
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