Theorem bitsval 12565

Description: Expand the definition of the bits of an integer. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Sep-2016.)

Assertion

Ref	Expression
bitsval	|- ( M e. (bits ` N ) <-> ( N e. ZZ /\ M e. NN0 /\ -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ M ) ) ) ) )

Proof of Theorem bitsval

Dummy variables n m are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-bits 12563	. . . 4 |- bits = ( n e. ZZ |-> { m e. NN0 | -. 2 || ( |_ ` ( n / ( 2 ^ m ) ) ) } )
2	1	mptrcl 5738	. . 3 |- ( M e. (bits ` N ) -> N e. ZZ )
3		bitsfval 12564	. . . . 5 |- ( N e. ZZ -> (bits ` N ) = { m e. NN0 | -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ m ) ) ) } )
4	3	eleq2d 2301	. . . 4 |- ( N e. ZZ -> ( M e. (bits ` N ) <-> M e. { m e. NN0 | -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ m ) ) ) } ) )
5		oveq2 6036	. . . . . . . . 9 |- ( m = M -> ( 2 ^ m ) = ( 2 ^ M ) )
6	5	oveq2d 6044	. . . . . . . 8 |- ( m = M -> ( N / ( 2 ^ m ) ) = ( N / ( 2 ^ M ) ) )
7	6	fveq2d 5652	. . . . . . 7 |- ( m = M -> ( |_ ` ( N / ( 2 ^ m ) ) ) = ( |_ ` ( N / ( 2 ^ M ) ) ) )
8	7	breq2d 4105	. . . . . 6 |- ( m = M -> ( 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ m ) ) ) <-> 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ M ) ) ) ) )
9	8	notbid 673	. . . . 5 |- ( m = M -> ( -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ m ) ) ) <-> -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ M ) ) ) ) )
10	9	elrab 2963	. . . 4 |- ( M e. { m e. NN0 | -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ m ) ) ) } <-> ( M e. NN0 /\ -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ M ) ) ) ) )
11	4, 10	bitrdi 196	. . 3 |- ( N e. ZZ -> ( M e. (bits ` N ) <-> ( M e. NN0 /\ -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ M ) ) ) ) ) )
12	2, 11	biadanii 617	. 2 |- ( M e. (bits ` N ) <-> ( N e. ZZ /\ ( M e. NN0 /\ -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ M ) ) ) ) ) )
13		3anass 1009	. 2 |- ( ( N e. ZZ /\ M e. NN0 /\ -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ M ) ) ) ) <-> ( N e. ZZ /\ ( M e. NN0 /\ -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ M ) ) ) ) ) )
14	12, 13	bitr4i 187	1 |- ( M e. (bits ` N ) <-> ( N e. ZZ /\ M e. NN0 /\ -. 2 || ( |_ ` ( N / ( 2 ^ M ) ) ) ) )

Syntax hints:   -. wn 3   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 1005   = wceq 1398   e. wcel 2202   {crab 2515   class class class wbr 4093   ` cfv 5333  (class class class)co 6028   / cdiv 8895   2c2 9237   NN0cn0 9445   ZZcz 9522   |_cfl 10572   ^cexp 10844   || cdvds 12409  bitscbits 12562

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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-sep 4212  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-cnex 8166  ax-resscn 8167  ax-1cn 8168  ax-1re 8169  ax-icn 8170  ax-addcl 8171  ax-addrcl 8172  ax-mulcl 8173  ax-i2m1 8180

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ral 2516  df-rex 2517  df-rab 2520  df-v 2805  df-sbc 3033  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-int 3934  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-id 4396  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fv 5341  df-ov 6031  df-inn 9187  df-n0 9446  df-bits 12563

This theorem is referenced by:  bitsval2  12566  bitsss  12567  bitsfzo  12577  bitsmod  12578  bitscmp  12580