Theorem fldiv4p1lem1div2 10669

Description: The floor of an integer equal to 3 or greater than 4, increased by 1, is less than or equal to the half of the integer minus 1. (Contributed by AV, 8-Jul-2021.)

Assertion

Ref	Expression
fldiv4p1lem1div2	|- ( ( N = 3 \/ N e. ( ZZ>= ` 5 ) ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )

Proof of Theorem fldiv4p1lem1div2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1le1 8848	. . . 4 |- 1 <_ 1
2	1	a1i 9	. . 3 |- ( N = 3 -> 1 <_ 1 )
3		oveq1 6059	. . . . . . 7 |- ( N = 3 -> ( N / 4 ) = ( 3 / 4 ) )
4	3	fveq2d 5676	. . . . . 6 |- ( N = 3 -> ( |_ ` ( N / 4 ) ) = ( |_ ` ( 3 / 4 ) ) )
5		3lt4 9412	. . . . . . 7 |- 3 < 4
6		3nn0 9516	. . . . . . . 8 |- 3 e. NN0
7		4nn 9403	. . . . . . . 8 |- 4 e. NN
8		divfl0 10660	. . . . . . . 8 |- ( ( 3 e. NN0 /\ 4 e. NN ) -> ( 3 < 4 <-> ( |_ ` ( 3 / 4 ) ) = 0 ) )
9	6, 7, 8	mp2an 426	. . . . . . 7 |- ( 3 < 4 <-> ( |_ ` ( 3 / 4 ) ) = 0 )
10	5, 9	mpbi 145	. . . . . 6 |- ( |_ ` ( 3 / 4 ) ) = 0
11	4, 10	eqtrdi 2283	. . . . 5 |- ( N = 3 -> ( |_ ` ( N / 4 ) ) = 0 )
12	11	oveq1d 6067	. . . 4 |- ( N = 3 -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) = ( 0 + 1 ) )
13		0p1e1 9353	. . . 4 |- ( 0 + 1 ) = 1
14	12, 13	eqtrdi 2283	. . 3 |- ( N = 3 -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) = 1 )
15		oveq1 6059	. . . . . 6 |- ( N = 3 -> ( N - 1 ) = ( 3 - 1 ) )
16		3m1e2 9359	. . . . . 6 |- ( 3 - 1 ) = 2
17	15, 16	eqtrdi 2283	. . . . 5 |- ( N = 3 -> ( N - 1 ) = 2 )
18	17	oveq1d 6067	. . . 4 |- ( N = 3 -> ( ( N - 1 ) / 2 ) = ( 2 / 2 ) )
19		2div2e1 9372	. . . 4 |- ( 2 / 2 ) = 1
20	18, 19	eqtrdi 2283	. . 3 |- ( N = 3 -> ( ( N - 1 ) / 2 ) = 1 )
21	2, 14, 20	3brtr4d 4143	. 2 |- ( N = 3 -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )
22		uzp1 9891	. . 3 |- ( N e. ( ZZ>= ` 5 ) -> ( N = 5 \/ N e. ( ZZ>= ` ( 5 + 1 ) ) ) )
23		2re 9309	. . . . . . 7 |- 2 e. RR
24	23	leidi 8761	. . . . . 6 |- 2 <_ 2
25	24	a1i 9	. . . . 5 |- ( N = 5 -> 2 <_ 2 )
26		oveq1 6059	. . . . . . . . 9 |- ( N = 5 -> ( N / 4 ) = ( 5 / 4 ) )
27	26	fveq2d 5676	. . . . . . . 8 |- ( N = 5 -> ( |_ ` ( N / 4 ) ) = ( |_ ` ( 5 / 4 ) ) )
28		df-5 9301	. . . . . . . . . . . 12 |- 5 = ( 4 + 1 )
29	28	oveq1i 6062	. . . . . . . . . . 11 |- ( 5 / 4 ) = ( ( 4 + 1 ) / 4 )
30		4cn 9317	. . . . . . . . . . . . 13 |- 4 e. CC
31		ax-1cn 8222	. . . . . . . . . . . . 13 |- 1 e. CC
32		4ap0 9338	. . . . . . . . . . . . 13 |- 4 # 0
33	30, 31, 30, 32	divdirapi 9045	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( 4 + 1 ) / 4 ) = ( ( 4 / 4 ) + ( 1 / 4 ) )
34	30, 32	dividapi 9021	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( 4 / 4 ) = 1
35	34	oveq1i 6062	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( 4 / 4 ) + ( 1 / 4 ) ) = ( 1 + ( 1 / 4 ) )
36	33, 35	eqtri 2255	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( 4 + 1 ) / 4 ) = ( 1 + ( 1 / 4 ) )
37	29, 36	eqtri 2255	. . . . . . . . . 10 |- ( 5 / 4 ) = ( 1 + ( 1 / 4 ) )
38	37	fveq2i 5675	. . . . . . . . 9 |- ( |_ ` ( 5 / 4 ) ) = ( |_ ` ( 1 + ( 1 / 4 ) ) )
39		1re 8275	. . . . . . . . . . 11 |- 1 e. RR
40		0le1 8757	. . . . . . . . . . 11 |- 0 <_ 1
41		4re 9316	. . . . . . . . . . 11 |- 4 e. RR
42		4pos 9336	. . . . . . . . . . 11 |- 0 < 4
43		divge0 9149	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( 1 e. RR /\ 0 <_ 1 ) /\ ( 4 e. RR /\ 0 < 4 ) ) -> 0 <_ ( 1 / 4 ) )
44	39, 40, 41, 42, 43	mp4an 427	. . . . . . . . . 10 |- 0 <_ ( 1 / 4 )
45		1lt4 9414	. . . . . . . . . . 11 |- 1 < 4
46		recgt1 9173	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( 4 e. RR /\ 0 < 4 ) -> ( 1 < 4 <-> ( 1 / 4 ) < 1 ) )
47	41, 42, 46	mp2an 426	. . . . . . . . . . 11 |- ( 1 < 4 <-> ( 1 / 4 ) < 1 )
48	45, 47	mpbi 145	. . . . . . . . . 10 |- ( 1 / 4 ) < 1
49		1z 9605	. . . . . . . . . . 11 |- 1 e. ZZ
50		znq 9959	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( 1 e. ZZ /\ 4 e. NN ) -> ( 1 / 4 ) e. QQ )
51	49, 7, 50	mp2an 426	. . . . . . . . . . 11 |- ( 1 / 4 ) e. QQ
52		flqbi2 10655	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( 1 e. ZZ /\ ( 1 / 4 ) e. QQ ) -> ( ( |_ ` ( 1 + ( 1 / 4 ) ) ) = 1 <-> ( 0 <_ ( 1 / 4 ) /\ ( 1 / 4 ) < 1 ) ) )
53	49, 51, 52	mp2an 426	. . . . . . . . . 10 |- ( ( |_ ` ( 1 + ( 1 / 4 ) ) ) = 1 <-> ( 0 <_ ( 1 / 4 ) /\ ( 1 / 4 ) < 1 ) )
54	44, 48, 53	mpbir2an 951	. . . . . . . . 9 |- ( |_ ` ( 1 + ( 1 / 4 ) ) ) = 1
55	38, 54	eqtri 2255	. . . . . . . 8 |- ( |_ ` ( 5 / 4 ) ) = 1
56	27, 55	eqtrdi 2283	. . . . . . 7 |- ( N = 5 -> ( |_ ` ( N / 4 ) ) = 1 )
57	56	oveq1d 6067	. . . . . 6 |- ( N = 5 -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) = ( 1 + 1 ) )
58		1p1e2 9356	. . . . . 6 |- ( 1 + 1 ) = 2
59	57, 58	eqtrdi 2283	. . . . 5 |- ( N = 5 -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) = 2 )
60		oveq1 6059	. . . . . . . 8 |- ( N = 5 -> ( N - 1 ) = ( 5 - 1 ) )
61	30, 31, 28	mvrraddi 8492	. . . . . . . 8 |- ( 5 - 1 ) = 4
62	60, 61	eqtrdi 2283	. . . . . . 7 |- ( N = 5 -> ( N - 1 ) = 4 )
63	62	oveq1d 6067	. . . . . 6 |- ( N = 5 -> ( ( N - 1 ) / 2 ) = ( 4 / 2 ) )
64		4d2e2 9400	. . . . . 6 |- ( 4 / 2 ) = 2
65	63, 64	eqtrdi 2283	. . . . 5 |- ( N = 5 -> ( ( N - 1 ) / 2 ) = 2 )
66	25, 59, 65	3brtr4d 4143	. . . 4 |- ( N = 5 -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )
67		eluz2 9862	. . . . . 6 |- ( N e. ( ZZ>= ` 6 ) <-> ( 6 e. ZZ /\ N e. ZZ /\ 6 <_ N ) )
68		znq 9959	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( N e. ZZ /\ 4 e. NN ) -> ( N / 4 ) e. QQ )
69	7, 68	mpan2 425	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> ( N / 4 ) e. QQ )
70		flqle 10642	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( N / 4 ) e. QQ -> ( |_ ` ( N / 4 ) ) <_ ( N / 4 ) )
71	69, 70	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( N e. ZZ -> ( |_ ` ( N / 4 ) ) <_ ( N / 4 ) )
72	71	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( N e. ZZ /\ 6 <_ N ) -> ( |_ ` ( N / 4 ) ) <_ ( N / 4 ) )
73	69	flqcld 10641	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( N e. ZZ -> ( |_ ` ( N / 4 ) ) e. ZZ )
74	73	zred 9703	. . . . . . . . . . . 12 |- ( N e. ZZ -> ( |_ ` ( N / 4 ) ) e. RR )
75		zre 9583	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( N e. ZZ -> N e. RR )
76		id 19	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( N e. RR -> N e. RR )
77	41	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( N e. RR -> 4 e. RR )
78	32	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( N e. RR -> 4 # 0 )
79	76, 77, 78	redivclapd 9111	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( N e. RR -> ( N / 4 ) e. RR )
80	75, 79	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 |- ( N e. ZZ -> ( N / 4 ) e. RR )
81	39	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 |- ( N e. ZZ -> 1 e. RR )
82	74, 80, 81	3jca 1204	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) e. RR /\ ( N / 4 ) e. RR /\ 1 e. RR ) )
83	82	adantr 276	. . . . . . . . . 10 |- ( ( N e. ZZ /\ 6 <_ N ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) e. RR /\ ( N / 4 ) e. RR /\ 1 e. RR ) )
84		leadd1 8706	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) e. RR /\ ( N / 4 ) e. RR /\ 1 e. RR ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) <_ ( N / 4 ) <-> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N / 4 ) + 1 ) ) )
85	83, 84	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ( N e. ZZ /\ 6 <_ N ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) <_ ( N / 4 ) <-> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N / 4 ) + 1 ) ) )
86	72, 85	mpbid 147	. . . . . . . 8 |- ( ( N e. ZZ /\ 6 <_ N ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N / 4 ) + 1 ) )
87		div4p1lem1div2 9494	. . . . . . . . 9 |- ( ( N e. RR /\ 6 <_ N ) -> ( ( N / 4 ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )
88	75, 87	sylan 283	. . . . . . . 8 |- ( ( N e. ZZ /\ 6 <_ N ) -> ( ( N / 4 ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )
89		peano2re 8411	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) e. RR -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) e. RR )
90	74, 89	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) e. RR )
91		peano2re 8411	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( N / 4 ) e. RR -> ( ( N / 4 ) + 1 ) e. RR )
92	80, 91	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> ( ( N / 4 ) + 1 ) e. RR )
93		peano2rem 8542	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( N e. RR -> ( N - 1 ) e. RR )
94	93	rehalfcld 9487	. . . . . . . . . . . 12 |- ( N e. RR -> ( ( N - 1 ) / 2 ) e. RR )
95	75, 94	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> ( ( N - 1 ) / 2 ) e. RR )
96	90, 92, 95	3jca 1204	. . . . . . . . . 10 |- ( N e. ZZ -> ( ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) e. RR /\ ( ( N / 4 ) + 1 ) e. RR /\ ( ( N - 1 ) / 2 ) e. RR ) )
97	96	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( N e. ZZ /\ 6 <_ N ) -> ( ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) e. RR /\ ( ( N / 4 ) + 1 ) e. RR /\ ( ( N - 1 ) / 2 ) e. RR ) )
98		letr 8358	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) e. RR /\ ( ( N / 4 ) + 1 ) e. RR /\ ( ( N - 1 ) / 2 ) e. RR ) -> ( ( ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N / 4 ) + 1 ) /\ ( ( N / 4 ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) ) )
99	97, 98	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ( N e. ZZ /\ 6 <_ N ) -> ( ( ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N / 4 ) + 1 ) /\ ( ( N / 4 ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) ) )
100	86, 88, 99	mp2and 433	. . . . . . 7 |- ( ( N e. ZZ /\ 6 <_ N ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )
101	100	3adant1 1042	. . . . . 6 |- ( ( 6 e. ZZ /\ N e. ZZ /\ 6 <_ N ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )
102	67, 101	sylbi 121	. . . . 5 |- ( N e. ( ZZ>= ` 6 ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )
103		5p1e6 9377	. . . . . 6 |- ( 5 + 1 ) = 6
104	103	fveq2i 5675	. . . . 5 |- ( ZZ>= ` ( 5 + 1 ) ) = ( ZZ>= ` 6 )
105	102, 104	eleq2s 2329	. . . 4 |- ( N e. ( ZZ>= ` ( 5 + 1 ) ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )
106	66, 105	jaoi 724	. . 3 |- ( ( N = 5 \/ N e. ( ZZ>= ` ( 5 + 1 ) ) ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )
107	22, 106	syl 14	. 2 |- ( N e. ( ZZ>= ` 5 ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )
108	21, 107	jaoi 724	1 |- ( ( N = 3 \/ N e. ( ZZ>= ` 5 ) ) -> ( ( |_ ` ( N / 4 ) ) + 1 ) <_ ( ( N - 1 ) / 2 ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   \/ wo 716   /\ w3a 1005   = wceq 1398   e. wcel 2205   class class class wbr 4111   ` cfv 5354  (class class class)co 6052   RRcr 8128   0cc0 8129   1c1 8130   + caddc 8132   < clt 8310   <_ cle 8311   - cmin 8446   # cap 8857   / cdiv 8948   NNcn 9239   2c2 9290   3c3 9291   4c4 9292   5c5 9293   6c6 9294   NN0cn0 9498   ZZcz 9579   ZZ>=cuz 9856   QQcq 9954   |_cfl 10632

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 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-sep 4230  ax-pow 4289  ax-pr 4324  ax-un 4556  ax-setind 4661  ax-cnex 8220  ax-resscn 8221  ax-1cn 8222  ax-1re 8223  ax-icn 8224  ax-addcl 8225  ax-addrcl 8226  ax-mulcl 8227  ax-mulrcl 8228  ax-addcom 8229  ax-mulcom 8230  ax-addass 8231  ax-mulass 8232  ax-distr 8233  ax-i2m1 8234  ax-0lt1 8235  ax-1rid 8236  ax-0id 8237  ax-rnegex 8238  ax-precex 8239  ax-cnre 8240  ax-pre-ltirr 8241  ax-pre-ltwlin 8242  ax-pre-lttrn 8243  ax-pre-apti 8244  ax-pre-ltadd 8245  ax-pre-mulgt0 8246  ax-pre-mulext 8247  ax-arch 8248

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rmo 2530  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3045  df-csb 3141  df-dif 3215  df-un 3217  df-in 3219  df-ss 3226  df-pw 3673  df-sn 3697  df-pr 3698  df-op 3700  df-uni 3917  df-int 3952  df-iun 3995  df-br 4112  df-opab 4174  df-mpt 4175  df-id 4416  df-po 4419  df-iso 4420  df-xp 4757  df-rel 4758  df-cnv 4759  df-co 4760  df-dm 4761  df-rn 4762  df-res 4763  df-ima 4764  df-iota 5314  df-fun 5356  df-fn 5357  df-f 5358  df-fv 5362  df-riota 6005  df-ov 6055  df-oprab 6056  df-mpo 6057  df-1st 6336  df-2nd 6337  df-pnf 8312  df-mnf 8313  df-xr 8314  df-ltxr 8315  df-le 8316  df-sub 8448  df-neg 8449  df-reap 8851  df-ap 8858  df-div 8949  df-inn 9240  df-2 9298  df-3 9299  df-4 9300  df-5 9301  df-6 9302  df-n0 9499  df-z 9580  df-uz 9857  df-q 9955  df-rp 9990  df-fl 10634

This theorem is referenced by:  gausslemma2dlem0f  15944