ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  oddpwdc GIF version

Theorem oddpwdc 11858
Description: The function 𝐹 that decomposes a number into its "odd" and "even" parts, which is to say the largest power of two and largest odd divisor of a number, is a bijection from pairs of a nonnegative integer and an odd number to positive integers. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Aug-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
oddpwdc.j 𝐽 = {𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧}
oddpwdc.f 𝐹 = (𝑥𝐽, 𝑦 ∈ ℕ0 ↦ ((2↑𝑦) · 𝑥))
Assertion
Ref Expression
oddpwdc 𝐹:(𝐽 × ℕ0)–1-1-onto→ℕ
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧   𝑥,𝐽,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥,𝑦,𝑧)   𝐽(𝑧)

Proof of Theorem oddpwdc
Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oddpwdc.f . . 3 𝐹 = (𝑥𝐽, 𝑦 ∈ ℕ0 ↦ ((2↑𝑦) · 𝑥))
2 2cnd 8800 . . . . . 6 ((𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0) → 2 ∈ ℂ)
3 simpr 109 . . . . . 6 ((𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑦 ∈ ℕ0)
42, 3expcld 10431 . . . . 5 ((𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0) → (2↑𝑦) ∈ ℂ)
5 breq2 3933 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝑥 → (2 ∥ 𝑧 ↔ 2 ∥ 𝑥))
65notbid 656 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑥 → (¬ 2 ∥ 𝑧 ↔ ¬ 2 ∥ 𝑥))
7 oddpwdc.j . . . . . . . . 9 𝐽 = {𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧}
86, 7elrab2 2843 . . . . . . . 8 (𝑥𝐽 ↔ (𝑥 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑥))
98simplbi 272 . . . . . . 7 (𝑥𝐽𝑥 ∈ ℕ)
109adantr 274 . . . . . 6 ((𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑥 ∈ ℕ)
1110nncnd 8741 . . . . 5 ((𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑥 ∈ ℂ)
124, 11mulcld 7793 . . . 4 ((𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0) → ((2↑𝑦) · 𝑥) ∈ ℂ)
1312adantl 275 . . 3 ((⊤ ∧ (𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0)) → ((2↑𝑦) · 𝑥) ∈ ℂ)
14 nnnn0 8991 . . . . . 6 (𝑎 ∈ ℕ → 𝑎 ∈ ℕ0)
15 2nn 8888 . . . . . . 7 2 ∈ ℕ
16 pw2dvdseu 11852 . . . . . . . 8 (𝑎 ∈ ℕ → ∃!𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎))
17 riotacl 5744 . . . . . . . 8 (∃!𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎) → (𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)) ∈ ℕ0)
1816, 17syl 14 . . . . . . 7 (𝑎 ∈ ℕ → (𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)) ∈ ℕ0)
19 nnexpcl 10313 . . . . . . 7 ((2 ∈ ℕ ∧ (𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)) ∈ ℕ0) → (2↑(𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎))) ∈ ℕ)
2015, 18, 19sylancr 410 . . . . . 6 (𝑎 ∈ ℕ → (2↑(𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎))) ∈ ℕ)
21 nn0nndivcl 9046 . . . . . 6 ((𝑎 ∈ ℕ0 ∧ (2↑(𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎))) ∈ ℕ) → (𝑎 / (2↑(𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)))) ∈ ℝ)
2214, 20, 21syl2anc 408 . . . . 5 (𝑎 ∈ ℕ → (𝑎 / (2↑(𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)))) ∈ ℝ)
2322, 18jca 304 . . . 4 (𝑎 ∈ ℕ → ((𝑎 / (2↑(𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)))) ∈ ℝ ∧ (𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)) ∈ ℕ0))
2423adantl 275 . . 3 ((⊤ ∧ 𝑎 ∈ ℕ) → ((𝑎 / (2↑(𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)))) ∈ ℝ ∧ (𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)) ∈ ℕ0))
258anbi1i 453 . . . . . 6 ((𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0) ↔ ((𝑥 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑥) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0))
2625anbi1i 453 . . . . 5 (((𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑎 = ((2↑𝑦) · 𝑥)) ↔ (((𝑥 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑥) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑎 = ((2↑𝑦) · 𝑥)))
27 oddpwdclemdc 11857 . . . . 5 ((((𝑥 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑥) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑎 = ((2↑𝑦) · 𝑥)) ↔ (𝑎 ∈ ℕ ∧ (𝑥 = (𝑎 / (2↑(𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)))) ∧ 𝑦 = (𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)))))
2826, 27bitri 183 . . . 4 (((𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑎 = ((2↑𝑦) · 𝑥)) ↔ (𝑎 ∈ ℕ ∧ (𝑥 = (𝑎 / (2↑(𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)))) ∧ 𝑦 = (𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)))))
2928a1i 9 . . 3 (⊤ → (((𝑥𝐽𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑎 = ((2↑𝑦) · 𝑥)) ↔ (𝑎 ∈ ℕ ∧ (𝑥 = (𝑎 / (2↑(𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎)))) ∧ 𝑦 = (𝑧 ∈ ℕ0 ((2↑𝑧) ∥ 𝑎 ∧ ¬ (2↑(𝑧 + 1)) ∥ 𝑎))))))
301, 13, 24, 29f1od2 6132 . 2 (⊤ → 𝐹:(𝐽 × ℕ0)–1-1-onto→ℕ)
3130mptru 1340 1 𝐹:(𝐽 × ℕ0)–1-1-onto→ℕ
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wa 103  wb 104   = wceq 1331  wtru 1332  wcel 1480  ∃!wreu 2418  {crab 2420   class class class wbr 3929   × cxp 4537  1-1-ontowf1o 5122  crio 5729  (class class class)co 5774  cmpo 5776  cc 7625  cr 7626  1c1 7628   + caddc 7630   · cmul 7632   / cdiv 8439  cn 8727  2c2 8778  0cn0 8984  cexp 10299  cdvds 11499
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-coll 4043  ax-sep 4046  ax-nul 4054  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-iinf 4502  ax-cnex 7718  ax-resscn 7719  ax-1cn 7720  ax-1re 7721  ax-icn 7722  ax-addcl 7723  ax-addrcl 7724  ax-mulcl 7725  ax-mulrcl 7726  ax-addcom 7727  ax-mulcom 7728  ax-addass 7729  ax-mulass 7730  ax-distr 7731  ax-i2m1 7732  ax-0lt1 7733  ax-1rid 7734  ax-0id 7735  ax-rnegex 7736  ax-precex 7737  ax-cnre 7738  ax-pre-ltirr 7739  ax-pre-ltwlin 7740  ax-pre-lttrn 7741  ax-pre-apti 7742  ax-pre-ltadd 7743  ax-pre-mulgt0 7744  ax-pre-mulext 7745  ax-arch 7746
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 820  df-3or 963  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-nel 2404  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rmo 2424  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-csb 3004  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-nul 3364  df-if 3475  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-iun 3815  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-tr 4027  df-id 4215  df-po 4218  df-iso 4219  df-iord 4288  df-on 4290  df-ilim 4291  df-suc 4293  df-iom 4505  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-res 4551  df-ima 4552  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-f1 5128  df-fo 5129  df-f1o 5130  df-fv 5131  df-riota 5730  df-ov 5777  df-oprab 5778  df-mpo 5779  df-1st 6038  df-2nd 6039  df-recs 6202  df-frec 6288  df-pnf 7809  df-mnf 7810  df-xr 7811  df-ltxr 7812  df-le 7813  df-sub 7942  df-neg 7943  df-reap 8344  df-ap 8351  df-div 8440  df-inn 8728  df-2 8786  df-n0 8985  df-z 9062  df-uz 9334  df-q 9419  df-rp 9449  df-fz 9798  df-fl 10050  df-mod 10103  df-seqfrec 10226  df-exp 10300  df-dvds 11500
This theorem is referenced by:  sqpweven  11859  2sqpwodd  11860  xpnnen  11913
  Copyright terms: Public domain W3C validator