Theorem bitsp1o 12117

Description: The M + 1-th bit of 2 N + 1 is the M-th bit of N. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Sep-2016.)

Assertion

Ref	Expression
bitsp1o	|- ( ( N e. ZZ /\ M e. NN0 ) -> ( ( M + 1 ) e. (bits ` ( ( 2 x. N ) + 1 ) ) <-> M e. (bits ` N ) ) )

Proof of Theorem bitsp1o

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2z 9354	. . . . . 6 |- 2 e. ZZ
2	1	a1i 9	. . . . 5 |- ( N e. ZZ -> 2 e. ZZ )
3		id 19	. . . . 5 |- ( N e. ZZ -> N e. ZZ )
4	2, 3	zmulcld 9454	. . . 4 |- ( N e. ZZ -> ( 2 x. N ) e. ZZ )
5	4	peano2zd 9451	. . 3 |- ( N e. ZZ -> ( ( 2 x. N ) + 1 ) e. ZZ )
6		bitsp1 12115	. . 3 |- ( ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) e. ZZ /\ M e. NN0 ) -> ( ( M + 1 ) e. (bits ` ( ( 2 x. N ) + 1 ) ) <-> M e. (bits ` ( |_ ` ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) ) ) ) )
7	5, 6	sylan 283	. 2 |- ( ( N e. ZZ /\ M e. NN0 ) -> ( ( M + 1 ) e. (bits ` ( ( 2 x. N ) + 1 ) ) <-> M e. (bits ` ( |_ ` ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) ) ) ) )
8		2re 9060	. . . . . . . . . . . 12 |- 2 e. RR
9	8	a1i 9	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> 2 e. RR )
10		zre 9330	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> N e. RR )
11	9, 10	remulcld 8057	. . . . . . . . . 10 |- ( N e. ZZ -> ( 2 x. N ) e. RR )
12	11	recnd 8055	. . . . . . . . 9 |- ( N e. ZZ -> ( 2 x. N ) e. CC )
13		1cnd 8042	. . . . . . . . 9 |- ( N e. ZZ -> 1 e. CC )
14		2cnd 9063	. . . . . . . . 9 |- ( N e. ZZ -> 2 e. CC )
15		2ap0 9083	. . . . . . . . . 10 |- 2 # 0
16	15	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( N e. ZZ -> 2 # 0 )
17	12, 13, 14, 16	divdirapd 8856	. . . . . . . 8 |- ( N e. ZZ -> ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) = ( ( ( 2 x. N ) / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) )
18		zcn 9331	. . . . . . . . . 10 |- ( N e. ZZ -> N e. CC )
19	18, 14, 16	divcanap3d 8822	. . . . . . . . 9 |- ( N e. ZZ -> ( ( 2 x. N ) / 2 ) = N )
20	19	oveq1d 5937	. . . . . . . 8 |- ( N e. ZZ -> ( ( ( 2 x. N ) / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) = ( N + ( 1 / 2 ) ) )
21	17, 20	eqtrd 2229	. . . . . . 7 |- ( N e. ZZ -> ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) = ( N + ( 1 / 2 ) ) )
22	21	fveq2d 5562	. . . . . 6 |- ( N e. ZZ -> ( |_ ` ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) ) = ( |_ ` ( N + ( 1 / 2 ) ) ) )
23		halfge0 9207	. . . . . . . 8 |- 0 <_ ( 1 / 2 )
24		halflt1 9208	. . . . . . . 8 |- ( 1 / 2 ) < 1
25	23, 24	pm3.2i 272	. . . . . . 7 |- ( 0 <_ ( 1 / 2 ) /\ ( 1 / 2 ) < 1 )
26		1z 9352	. . . . . . . . 9 |- 1 e. ZZ
27		2nn 9152	. . . . . . . . 9 |- 2 e. NN
28		znq 9698	. . . . . . . . 9 |- ( ( 1 e. ZZ /\ 2 e. NN ) -> ( 1 / 2 ) e. QQ )
29	26, 27, 28	mp2an 426	. . . . . . . 8 |- ( 1 / 2 ) e. QQ
30		flqbi2 10381	. . . . . . . 8 |- ( ( N e. ZZ /\ ( 1 / 2 ) e. QQ ) -> ( ( |_ ` ( N + ( 1 / 2 ) ) ) = N <-> ( 0 <_ ( 1 / 2 ) /\ ( 1 / 2 ) < 1 ) ) )
31	29, 30	mpan2 425	. . . . . . 7 |- ( N e. ZZ -> ( ( |_ ` ( N + ( 1 / 2 ) ) ) = N <-> ( 0 <_ ( 1 / 2 ) /\ ( 1 / 2 ) < 1 ) ) )
32	25, 31	mpbiri 168	. . . . . 6 |- ( N e. ZZ -> ( |_ ` ( N + ( 1 / 2 ) ) ) = N )
33	22, 32	eqtrd 2229	. . . . 5 |- ( N e. ZZ -> ( |_ ` ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) ) = N )
34	33	adantr 276	. . . 4 |- ( ( N e. ZZ /\ M e. NN0 ) -> ( |_ ` ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) ) = N )
35	34	fveq2d 5562	. . 3 |- ( ( N e. ZZ /\ M e. NN0 ) -> (bits ` ( |_ ` ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) ) ) = (bits ` N ) )
36	35	eleq2d 2266	. 2 |- ( ( N e. ZZ /\ M e. NN0 ) -> ( M e. (bits ` ( |_ ` ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) ) ) <-> M e. (bits ` N ) ) )
37	7, 36	bitrd 188	1 |- ( ( N e. ZZ /\ M e. NN0 ) -> ( ( M + 1 ) e. (bits ` ( ( 2 x. N ) + 1 ) ) <-> M e. (bits ` N ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1364   e. wcel 2167   class class class wbr 4033   ` cfv 5258  (class class class)co 5922   RRcr 7878   0cc0 7879   1c1 7880   + caddc 7882   x. cmul 7884   < clt 8061   <_ cle 8062   # cap 8608   / cdiv 8699   NNcn 8990   2c2 9041   NN0cn0 9249   ZZcz 9326   QQcq 9693   |_cfl 10358  bitscbits 12105

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4148  ax-sep 4151  ax-nul 4159  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-iinf 4624  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-1cn 7972  ax-1re 7973  ax-icn 7974  ax-addcl 7975  ax-addrcl 7976  ax-mulcl 7977  ax-mulrcl 7978  ax-addcom 7979  ax-mulcom 7980  ax-addass 7981  ax-mulass 7982  ax-distr 7983  ax-i2m1 7984  ax-0lt1 7985  ax-1rid 7986  ax-0id 7987  ax-rnegex 7988  ax-precex 7989  ax-cnre 7990  ax-pre-ltirr 7991  ax-pre-ltwlin 7992  ax-pre-lttrn 7993  ax-pre-apti 7994  ax-pre-ltadd 7995  ax-pre-mulgt0 7996  ax-pre-mulext 7997  ax-arch 7998

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3451  df-if 3562  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-tr 4132  df-id 4328  df-po 4331  df-iso 4332  df-iord 4401  df-on 4403  df-ilim 4404  df-suc 4406  df-iom 4627  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-riota 5877  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-1st 6198  df-2nd 6199  df-recs 6363  df-frec 6449  df-pnf 8063  df-mnf 8064  df-xr 8065  df-ltxr 8066  df-le 8067  df-sub 8199  df-neg 8200  df-reap 8602  df-ap 8609  df-div 8700  df-inn 8991  df-2 9049  df-n0 9250  df-z 9327  df-uz 9602  df-q 9694  df-rp 9729  df-fl 10360  df-seqfrec 10540  df-exp 10631  df-bits 12106

This theorem is referenced by: (None)