Theorem odd2np1lem 12016

Description: Lemma for odd2np1 12017. (Contributed by Scott Fenton, 3-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.)

Assertion

Ref	Expression
odd2np1lem	|- ( N e. NN0 -> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = N \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = N ) )

Distinct variable groups:   k, N   n, N

Proof of Theorem odd2np1lem

Dummy variables j m x y are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqeq2 2203	. . . 4 |- ( j = 0 -> ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j <-> ( ( 2 x. n ) + 1 ) = 0 ) )
2	1	rexbidv 2495	. . 3 |- ( j = 0 -> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j <-> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = 0 ) )
3		eqeq2 2203	. . . 4 |- ( j = 0 -> ( ( k x. 2 ) = j <-> ( k x. 2 ) = 0 ) )
4	3	rexbidv 2495	. . 3 |- ( j = 0 -> ( E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = j <-> E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = 0 ) )
5	2, 4	orbi12d 794	. 2 |- ( j = 0 -> ( ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = j ) <-> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = 0 \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = 0 ) ) )
6		eqeq2 2203	. . . . 5 |- ( j = m -> ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j <-> ( ( 2 x. n ) + 1 ) = m ) )
7	6	rexbidv 2495	. . . 4 |- ( j = m -> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j <-> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = m ) )
8		oveq2 5927	. . . . . . 7 |- ( n = x -> ( 2 x. n ) = ( 2 x. x ) )
9	8	oveq1d 5934	. . . . . 6 |- ( n = x -> ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( ( 2 x. x ) + 1 ) )
10	9	eqeq1d 2202	. . . . 5 |- ( n = x -> ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) = m <-> ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m ) )
11	10	cbvrexv 2727	. . . 4 |- ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = m <-> E. x e. ZZ ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m )
12	7, 11	bitrdi 196	. . 3 |- ( j = m -> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j <-> E. x e. ZZ ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m ) )
13		eqeq2 2203	. . . . 5 |- ( j = m -> ( ( k x. 2 ) = j <-> ( k x. 2 ) = m ) )
14	13	rexbidv 2495	. . . 4 |- ( j = m -> ( E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = j <-> E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = m ) )
15		oveq1 5926	. . . . . 6 |- ( k = y -> ( k x. 2 ) = ( y x. 2 ) )
16	15	eqeq1d 2202	. . . . 5 |- ( k = y -> ( ( k x. 2 ) = m <-> ( y x. 2 ) = m ) )
17	16	cbvrexv 2727	. . . 4 |- ( E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = m <-> E. y e. ZZ ( y x. 2 ) = m )
18	14, 17	bitrdi 196	. . 3 |- ( j = m -> ( E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = j <-> E. y e. ZZ ( y x. 2 ) = m ) )
19	12, 18	orbi12d 794	. 2 |- ( j = m -> ( ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = j ) <-> ( E. x e. ZZ ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m \/ E. y e. ZZ ( y x. 2 ) = m ) ) )
20		eqeq2 2203	. . . 4 |- ( j = ( m + 1 ) -> ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j <-> ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) ) )
21	20	rexbidv 2495	. . 3 |- ( j = ( m + 1 ) -> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j <-> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) ) )
22		eqeq2 2203	. . . 4 |- ( j = ( m + 1 ) -> ( ( k x. 2 ) = j <-> ( k x. 2 ) = ( m + 1 ) ) )
23	22	rexbidv 2495	. . 3 |- ( j = ( m + 1 ) -> ( E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = j <-> E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = ( m + 1 ) ) )
24	21, 23	orbi12d 794	. 2 |- ( j = ( m + 1 ) -> ( ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = j ) <-> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = ( m + 1 ) ) ) )
25		eqeq2 2203	. . . 4 |- ( j = N -> ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j <-> ( ( 2 x. n ) + 1 ) = N ) )
26	25	rexbidv 2495	. . 3 |- ( j = N -> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j <-> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = N ) )
27		eqeq2 2203	. . . 4 |- ( j = N -> ( ( k x. 2 ) = j <-> ( k x. 2 ) = N ) )
28	27	rexbidv 2495	. . 3 |- ( j = N -> ( E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = j <-> E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = N ) )
29	26, 28	orbi12d 794	. 2 |- ( j = N -> ( ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = j \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = j ) <-> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = N \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = N ) ) )
30		0z 9331	. . . 4 |- 0 e. ZZ
31		2cn 9055	. . . . 5 |- 2 e. CC
32	31	mul02i 8411	. . . 4 |- ( 0 x. 2 ) = 0
33		oveq1 5926	. . . . . 6 |- ( k = 0 -> ( k x. 2 ) = ( 0 x. 2 ) )
34	33	eqeq1d 2202	. . . . 5 |- ( k = 0 -> ( ( k x. 2 ) = 0 <-> ( 0 x. 2 ) = 0 ) )
35	34	rspcev 2865	. . . 4 |- ( ( 0 e. ZZ /\ ( 0 x. 2 ) = 0 ) -> E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = 0 )
36	30, 32, 35	mp2an 426	. . 3 |- E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = 0
37	36	olci 733	. 2 |- ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = 0 \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = 0 )
38		orcom 729	. . 3 |- ( ( E. x e. ZZ ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m \/ E. y e. ZZ ( y x. 2 ) = m ) <-> ( E. y e. ZZ ( y x. 2 ) = m \/ E. x e. ZZ ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m ) )
39		zcn 9325	. . . . . . . . 9 |- ( y e. ZZ -> y e. CC )
40		mulcom 8003	. . . . . . . . 9 |- ( ( y e. CC /\ 2 e. CC ) -> ( y x. 2 ) = ( 2 x. y ) )
41	39, 31, 40	sylancl 413	. . . . . . . 8 |- ( y e. ZZ -> ( y x. 2 ) = ( 2 x. y ) )
42	41	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( m e. NN0 /\ y e. ZZ ) -> ( y x. 2 ) = ( 2 x. y ) )
43	42	eqeq1d 2202	. . . . . 6 |- ( ( m e. NN0 /\ y e. ZZ ) -> ( ( y x. 2 ) = m <-> ( 2 x. y ) = m ) )
44		eqid 2193	. . . . . . . . 9 |- ( ( 2 x. y ) + 1 ) = ( ( 2 x. y ) + 1 )
45		oveq2 5927	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n = y -> ( 2 x. n ) = ( 2 x. y ) )
46	45	oveq1d 5934	. . . . . . . . . . 11 |- ( n = y -> ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( ( 2 x. y ) + 1 ) )
47	46	eqeq1d 2202	. . . . . . . . . 10 |- ( n = y -> ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( ( 2 x. y ) + 1 ) <-> ( ( 2 x. y ) + 1 ) = ( ( 2 x. y ) + 1 ) ) )
48	47	rspcev 2865	. . . . . . . . 9 |- ( ( y e. ZZ /\ ( ( 2 x. y ) + 1 ) = ( ( 2 x. y ) + 1 ) ) -> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( ( 2 x. y ) + 1 ) )
49	44, 48	mpan2 425	. . . . . . . 8 |- ( y e. ZZ -> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( ( 2 x. y ) + 1 ) )
50		oveq1 5926	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 2 x. y ) = m -> ( ( 2 x. y ) + 1 ) = ( m + 1 ) )
51	50	eqeq2d 2205	. . . . . . . . 9 |- ( ( 2 x. y ) = m -> ( ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( ( 2 x. y ) + 1 ) <-> ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) ) )
52	51	rexbidv 2495	. . . . . . . 8 |- ( ( 2 x. y ) = m -> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( ( 2 x. y ) + 1 ) <-> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) ) )
53	49, 52	syl5ibcom 155	. . . . . . 7 |- ( y e. ZZ -> ( ( 2 x. y ) = m -> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) ) )
54	53	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( m e. NN0 /\ y e. ZZ ) -> ( ( 2 x. y ) = m -> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) ) )
55	43, 54	sylbid 150	. . . . 5 |- ( ( m e. NN0 /\ y e. ZZ ) -> ( ( y x. 2 ) = m -> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) ) )
56	55	rexlimdva 2611	. . . 4 |- ( m e. NN0 -> ( E. y e. ZZ ( y x. 2 ) = m -> E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) ) )
57		peano2z 9356	. . . . . . . 8 |- ( x e. ZZ -> ( x + 1 ) e. ZZ )
58	57	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( m e. NN0 /\ x e. ZZ ) -> ( x + 1 ) e. ZZ )
59		zcn 9325	. . . . . . . . 9 |- ( x e. ZZ -> x e. CC )
60		mulcom 8003	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( x e. CC /\ 2 e. CC ) -> ( x x. 2 ) = ( 2 x. x ) )
61	31, 60	mpan2 425	. . . . . . . . . . . 12 |- ( x e. CC -> ( x x. 2 ) = ( 2 x. x ) )
62	31	mullidi 8024	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( 1 x. 2 ) = 2
63	62	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 |- ( x e. CC -> ( 1 x. 2 ) = 2 )
64	61, 63	oveq12d 5937	. . . . . . . . . . 11 |- ( x e. CC -> ( ( x x. 2 ) + ( 1 x. 2 ) ) = ( ( 2 x. x ) + 2 ) )
65		df-2 9043	. . . . . . . . . . . 12 |- 2 = ( 1 + 1 )
66	65	oveq2i 5930	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( 2 x. x ) + 2 ) = ( ( 2 x. x ) + ( 1 + 1 ) )
67	64, 66	eqtrdi 2242	. . . . . . . . . 10 |- ( x e. CC -> ( ( x x. 2 ) + ( 1 x. 2 ) ) = ( ( 2 x. x ) + ( 1 + 1 ) ) )
68		ax-1cn 7967	. . . . . . . . . . 11 |- 1 e. CC
69		adddir 8012	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( x e. CC /\ 1 e. CC /\ 2 e. CC ) -> ( ( x + 1 ) x. 2 ) = ( ( x x. 2 ) + ( 1 x. 2 ) ) )
70	68, 31, 69	mp3an23 1340	. . . . . . . . . 10 |- ( x e. CC -> ( ( x + 1 ) x. 2 ) = ( ( x x. 2 ) + ( 1 x. 2 ) ) )
71		mulcl 8001	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( 2 e. CC /\ x e. CC ) -> ( 2 x. x ) e. CC )
72	31, 71	mpan 424	. . . . . . . . . . 11 |- ( x e. CC -> ( 2 x. x ) e. CC )
73		addass 8004	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( 2 x. x ) e. CC /\ 1 e. CC /\ 1 e. CC ) -> ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) = ( ( 2 x. x ) + ( 1 + 1 ) ) )
74	68, 68, 73	mp3an23 1340	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( 2 x. x ) e. CC -> ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) = ( ( 2 x. x ) + ( 1 + 1 ) ) )
75	72, 74	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( x e. CC -> ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) = ( ( 2 x. x ) + ( 1 + 1 ) ) )
76	67, 70, 75	3eqtr4d 2236	. . . . . . . . 9 |- ( x e. CC -> ( ( x + 1 ) x. 2 ) = ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) )
77	59, 76	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( x e. ZZ -> ( ( x + 1 ) x. 2 ) = ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) )
78	77	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( m e. NN0 /\ x e. ZZ ) -> ( ( x + 1 ) x. 2 ) = ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) )
79		oveq1 5926	. . . . . . . . 9 |- ( k = ( x + 1 ) -> ( k x. 2 ) = ( ( x + 1 ) x. 2 ) )
80	79	eqeq1d 2202	. . . . . . . 8 |- ( k = ( x + 1 ) -> ( ( k x. 2 ) = ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) <-> ( ( x + 1 ) x. 2 ) = ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) ) )
81	80	rspcev 2865	. . . . . . 7 |- ( ( ( x + 1 ) e. ZZ /\ ( ( x + 1 ) x. 2 ) = ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) ) -> E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) )
82	58, 78, 81	syl2anc 411	. . . . . 6 |- ( ( m e. NN0 /\ x e. ZZ ) -> E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) )
83		oveq1 5926	. . . . . . . 8 |- ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m -> ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) = ( m + 1 ) )
84	83	eqeq2d 2205	. . . . . . 7 |- ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m -> ( ( k x. 2 ) = ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) <-> ( k x. 2 ) = ( m + 1 ) ) )
85	84	rexbidv 2495	. . . . . 6 |- ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m -> ( E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) + 1 ) <-> E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = ( m + 1 ) ) )
86	82, 85	syl5ibcom 155	. . . . 5 |- ( ( m e. NN0 /\ x e. ZZ ) -> ( ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m -> E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = ( m + 1 ) ) )
87	86	rexlimdva 2611	. . . 4 |- ( m e. NN0 -> ( E. x e. ZZ ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m -> E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = ( m + 1 ) ) )
88	56, 87	orim12d 787	. . 3 |- ( m e. NN0 -> ( ( E. y e. ZZ ( y x. 2 ) = m \/ E. x e. ZZ ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m ) -> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = ( m + 1 ) ) ) )
89	38, 88	biimtrid 152	. 2 |- ( m e. NN0 -> ( ( E. x e. ZZ ( ( 2 x. x ) + 1 ) = m \/ E. y e. ZZ ( y x. 2 ) = m ) -> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = ( m + 1 ) \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = ( m + 1 ) ) ) )
90	5, 19, 24, 29, 37, 89	nn0ind 9434	1 |- ( N e. NN0 -> ( E. n e. ZZ ( ( 2 x. n ) + 1 ) = N \/ E. k e. ZZ ( k x. 2 ) = N ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   \/ wo 709   = wceq 1364   e. wcel 2164   E.wrex 2473  (class class class)co 5919   CCcc 7872   0cc0 7874   1c1 7875   + caddc 7877   x. cmul 7879   2c2 9035   NN0cn0 9243   ZZcz 9320

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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-sep 4148  ax-pow 4204  ax-pr 4239  ax-un 4465  ax-setind 4570  ax-cnex 7965  ax-resscn 7966  ax-1cn 7967  ax-1re 7968  ax-icn 7969  ax-addcl 7970  ax-addrcl 7971  ax-mulcl 7972  ax-addcom 7974  ax-mulcom 7975  ax-addass 7976  ax-mulass 7977  ax-distr 7978  ax-i2m1 7979  ax-0lt1 7980  ax-1rid 7981  ax-0id 7982  ax-rnegex 7983  ax-cnre 7985  ax-pre-ltirr 7986  ax-pre-ltwlin 7987  ax-pre-lttrn 7988  ax-pre-ltadd 7990

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2987  df-dif 3156  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-pw 3604  df-sn 3625  df-pr 3626  df-op 3628  df-uni 3837  df-int 3872  df-br 4031  df-opab 4092  df-id 4325  df-xp 4666  df-rel 4667  df-cnv 4668  df-co 4669  df-dm 4670  df-iota 5216  df-fun 5257  df-fv 5263  df-riota 5874  df-ov 5922  df-oprab 5923  df-mpo 5924  df-pnf 8058  df-mnf 8059  df-xr 8060  df-ltxr 8061  df-le 8062  df-sub 8194  df-neg 8195  df-inn 8985  df-2 9043  df-n0 9244  df-z 9321

This theorem is referenced by:  odd2np1  12017