Theorem bitsp1o 12703

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 9655	. . . . . 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 9757	. . . 4 |- ( N e. ZZ -> ( 2 x. N ) e. ZZ )
5	4	peano2zd 9754	. . 3 |- ( N e. ZZ -> ( ( 2 x. N ) + 1 ) e. ZZ )
6		bitsp1 12701	. . 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 9357	. . . . . . . . . . . 12 |- 2 e. RR
9	8	a1i 9	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> 2 e. RR )
10		zre 9631	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> N e. RR )
11	9, 10	remulcld 8350	. . . . . . . . . 10 |- ( N e. ZZ -> ( 2 x. N ) e. RR )
12	11	recnd 8348	. . . . . . . . 9 |- ( N e. ZZ -> ( 2 x. N ) e. CC )
13		1cnd 8336	. . . . . . . . 9 |- ( N e. ZZ -> 1 e. CC )
14		2cnd 9360	. . . . . . . . 9 |- ( N e. ZZ -> 2 e. CC )
15		2ap0 9380	. . . . . . . . . 10 |- 2 # 0
16	15	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( N e. ZZ -> 2 # 0 )
17	12, 13, 14, 16	divdirapd 9153	. . . . . . . 8 |- ( N e. ZZ -> ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) = ( ( ( 2 x. N ) / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) )
18		zcn 9632	. . . . . . . . . 10 |- ( N e. ZZ -> N e. CC )
19	18, 14, 16	divcanap3d 9119	. . . . . . . . 9 |- ( N e. ZZ -> ( ( 2 x. N ) / 2 ) = N )
20	19	oveq1d 6094	. . . . . . . 8 |- ( N e. ZZ -> ( ( ( 2 x. N ) / 2 ) + ( 1 / 2 ) ) = ( N + ( 1 / 2 ) ) )
21	17, 20	eqtrd 2271	. . . . . . 7 |- ( N e. ZZ -> ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) = ( N + ( 1 / 2 ) ) )
22	21	fveq2d 5697	. . . . . 6 |- ( N e. ZZ -> ( |_ ` ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) ) = ( |_ ` ( N + ( 1 / 2 ) ) ) )
23		halfge0 9504	. . . . . . . 8 |- 0 <_ ( 1 / 2 )
24		halflt1 9505	. . . . . . . 8 |- ( 1 / 2 ) < 1
25	23, 24	pm3.2i 272	. . . . . . 7 |- ( 0 <_ ( 1 / 2 ) /\ ( 1 / 2 ) < 1 )
26		1z 9653	. . . . . . . . 9 |- 1 e. ZZ
27		2nn 9449	. . . . . . . . 9 |- 2 e. NN
28		znq 10007	. . . . . . . . 9 |- ( ( 1 e. ZZ /\ 2 e. NN ) -> ( 1 / 2 ) e. QQ )
29	26, 27, 28	mp2an 430	. . . . . . . 8 |- ( 1 / 2 ) e. QQ
30		flqbi2 10709	. . . . . . . 8 |- ( ( N e. ZZ /\ ( 1 / 2 ) e. QQ ) -> ( ( |_ ` ( N + ( 1 / 2 ) ) ) = N <-> ( 0 <_ ( 1 / 2 ) /\ ( 1 / 2 ) < 1 ) ) )
31	29, 30	mpan2 429	. . . . . . 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 2271	. . . . 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 5697	. . 3 |- ( ( N e. ZZ /\ M e. NN0 ) -> (bits ` ( |_ ` ( ( ( 2 x. N ) + 1 ) / 2 ) ) ) = (bits ` N ) )
36	35	eleq2d 2308	. 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 1402   e. wcel 2209   class class class wbr 4128   ` cfv 5375  (class class class)co 6079   RRcr 8172   0cc0 8173   1c1 8174   + caddc 8176   x. cmul 8178   < clt 8354   <_ cle 8355   # cap 8903   / cdiv 8996   NNcn 9287   2c2 9338   NN0cn0 9546   ZZcz 9627   QQcq 10002   |_cfl 10686  bitscbits 12690

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 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4244  ax-sep 4247  ax-nul 4257  ax-pow 4309  ax-pr 4344  ax-un 4576  ax-setind 4682  ax-iinf 4733  ax-cnex 8264  ax-resscn 8265  ax-1cn 8266  ax-1re 8267  ax-icn 8268  ax-addcl 8269  ax-addrcl 8270  ax-mulcl 8271  ax-mulrcl 8272  ax-addcom 8273  ax-mulcom 8274  ax-addass 8275  ax-mulass 8276  ax-distr 8277  ax-i2m1 8278  ax-0lt1 8279  ax-1rid 8280  ax-0id 8281  ax-rnegex 8282  ax-precex 8283  ax-cnre 8284  ax-pre-ltirr 8285  ax-pre-ltwlin 8286  ax-pre-lttrn 8287  ax-pre-apti 8288  ax-pre-ltadd 8289  ax-pre-mulgt0 8290  ax-pre-mulext 8291  ax-arch 8292

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3714  df-pr 3715  df-op 3717  df-uni 3934  df-int 3969  df-iun 4012  df-br 4129  df-opab 4191  df-mpt 4192  df-tr 4228  df-id 4436  df-po 4439  df-iso 4440  df-iord 4509  df-on 4511  df-ilim 4512  df-suc 4514  df-iom 4736  df-xp 4778  df-rel 4779  df-cnv 4780  df-co 4781  df-dm 4782  df-rn 4783  df-res 4784  df-ima 4785  df-iota 5335  df-fun 5377  df-fn 5378  df-f 5379  df-f1 5380  df-fo 5381  df-f1o 5382  df-fv 5383  df-riota 6032  df-ov 6082  df-oprab 6083  df-mpo 6084  df-1st 6368  df-2nd 6369  df-recs 6570  df-frec 6656  df-pnf 8356  df-mnf 8357  df-xr 8358  df-ltxr 8359  df-le 8360  df-sub 8493  df-neg 8494  df-reap 8897  df-ap 8904  df-div 8997  df-inn 9288  df-2 9346  df-n0 9547  df-z 9628  df-uz 9905  df-q 10003  df-rp 10038  df-fl 10688  df-seqfrec 10868  df-exp 10959  df-bits 12691

This theorem is referenced by: (None)