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Theorem bitsfzolem 15778
 Description: Lemma for bitsfzo 15779. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Sep-2016.) (Revised by AV, 1-Oct-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
bitsfzo.1 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
bitsfzo.2 (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
bitsfzo.3 (𝜑 → (bits‘𝑁) ⊆ (0..^𝑀))
bitsfzo.4 𝑆 = inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < )
Assertion
Ref Expression
bitsfzolem (𝜑𝑁 ∈ (0..^(2↑𝑀)))
Distinct variable group:   𝑛,𝑁
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑛)   𝑆(𝑛)   𝑀(𝑛)

Proof of Theorem bitsfzolem
Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bitsfzo.1 . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
2 nn0uz 12274 . . 3 0 = (ℤ‘0)
31, 2syl6eleq 2928 . 2 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘0))
4 2nn 11704 . . . . 5 2 ∈ ℕ
54a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 2 ∈ ℕ)
6 bitsfzo.2 . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
75, 6nnexpcld 13601 . . 3 (𝜑 → (2↑𝑀) ∈ ℕ)
87nnzd 12080 . 2 (𝜑 → (2↑𝑀) ∈ ℤ)
9 bitsfzo.3 . . . . . . . 8 (𝜑 → (bits‘𝑁) ⊆ (0..^𝑀))
109adantr 481 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (bits‘𝑁) ⊆ (0..^𝑀))
11 n2dvds1 15712 . . . . . . . . 9 ¬ 2 ∥ 1
124a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 2 ∈ ℕ)
13 ssrab2 4060 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ⊆ ℕ0
14 bitsfzo.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 𝑆 = inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < )
1513, 2sseqtri 4007 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ⊆ (ℤ‘0)
16 nnssnn0 11894 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ℕ ⊆ ℕ0
171nn0red 11950 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
18 2re 11705 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2 ∈ ℝ
1918a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
20 1lt2 11802 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1 < 2
2120a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑 → 1 < 2)
22 expnbnd 13588 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ 1 < 2) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑁 < (2↑𝑛))
2317, 19, 21, 22syl3anc 1365 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝜑 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑁 < (2↑𝑛))
24 ssrexv 4038 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (ℕ ⊆ ℕ0 → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑁 < (2↑𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 < (2↑𝑛)))
2516, 23, 24mpsyl 68 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝜑 → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 < (2↑𝑛))
26 rabn0 4343 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ≠ ∅ ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 < (2↑𝑛))
2725, 26sylibr 235 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝜑 → {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ≠ ∅)
28 infssuzcl 12326 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ⊆ (ℤ‘0) ∧ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ≠ ∅) → inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < ) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)})
2915, 27, 28sylancr 587 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝜑 → inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < ) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)})
3014, 29eqeltrid 2922 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝜑𝑆 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)})
3113, 30sseldi 3969 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑𝑆 ∈ ℕ0)
3231nn0zd 12079 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑𝑆 ∈ ℤ)
3332adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑆 ∈ ℤ)
34 0red 10638 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 0 ∈ ℝ)
356nn0zd 12079 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
3635adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑀 ∈ ℤ)
3736zred 12081 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑀 ∈ ℝ)
3833zred 12081 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑆 ∈ ℝ)
396adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑀 ∈ ℕ0)
4039nn0ge0d 11952 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 0 ≤ 𝑀)
4118a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 2 ∈ ℝ)
4241, 39reexpcld 13522 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑀) ∈ ℝ)
4317adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℝ)
445, 31nnexpcld 13601 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝜑 → (2↑𝑆) ∈ ℕ)
4544adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑆) ∈ ℕ)
4645nnred 11647 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑆) ∈ ℝ)
47 simpr 485 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑀) ≤ 𝑁)
4830adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑆 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)})
49 oveq2 7158 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝑚 = 𝑆 → (2↑𝑚) = (2↑𝑆))
5049breq2d 5075 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑚 = 𝑆 → (𝑁 < (2↑𝑚) ↔ 𝑁 < (2↑𝑆)))
51 oveq2 7158 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝑛 = 𝑚 → (2↑𝑛) = (2↑𝑚))
5251breq2d 5075 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝑛 = 𝑚 → (𝑁 < (2↑𝑛) ↔ 𝑁 < (2↑𝑚)))
5352cbvrabv 3497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} = {𝑚 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑚)}
5450, 53elrab2 3687 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑆 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ↔ (𝑆 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑆)))
5554simprbi 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑆 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} → 𝑁 < (2↑𝑆))
5648, 55syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑁 < (2↑𝑆))
5742, 43, 46, 47, 56lelttrd 10792 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑀) < (2↑𝑆))
5820a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 1 < 2)
5941, 36, 33, 58ltexp2d 13609 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑀 < 𝑆 ↔ (2↑𝑀) < (2↑𝑆)))
6057, 59mpbird 258 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑀 < 𝑆)
6134, 37, 38, 40, 60lelttrd 10792 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 0 < 𝑆)
62 elnnz 11985 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆 ∈ ℕ ↔ (𝑆 ∈ ℤ ∧ 0 < 𝑆))
6333, 61, 62sylanbrc 583 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑆 ∈ ℕ)
64 nnm1nn0 11932 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑆 ∈ ℕ → (𝑆 − 1) ∈ ℕ0)
6563, 64syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) ∈ ℕ0)
6612, 65nnexpcld 13601 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑(𝑆 − 1)) ∈ ℕ)
6766nncnd 11648 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑(𝑆 − 1)) ∈ ℂ)
6867mulid2d 10653 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (1 · (2↑(𝑆 − 1))) = (2↑(𝑆 − 1)))
6966nnred 11647 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑(𝑆 − 1)) ∈ ℝ)
7038ltm1d 11566 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) < 𝑆)
7165nn0red 11950 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) ∈ ℝ)
7271, 38ltnled 10781 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((𝑆 − 1) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ (𝑆 − 1)))
7370, 72mpbid 233 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ¬ 𝑆 ≤ (𝑆 − 1))
74 oveq2 7158 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑚 = (𝑆 − 1) → (2↑𝑚) = (2↑(𝑆 − 1)))
7574breq2d 5075 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑚 = (𝑆 − 1) → (𝑁 < (2↑𝑚) ↔ 𝑁 < (2↑(𝑆 − 1))))
7675, 53elrab2 3687 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑆 − 1) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ↔ ((𝑆 − 1) ∈ ℕ0𝑁 < (2↑(𝑆 − 1))))
77 infssuzle 12325 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ⊆ (ℤ‘0) ∧ (𝑆 − 1) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}) → inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < ) ≤ (𝑆 − 1))
7815, 77mpan 686 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑆 − 1) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} → inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < ) ≤ (𝑆 − 1))
7914, 78eqbrtrid 5098 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑆 − 1) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} → 𝑆 ≤ (𝑆 − 1))
8079a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((𝑆 − 1) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} → 𝑆 ≤ (𝑆 − 1)))
8176, 80syl5bir 244 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (((𝑆 − 1) ∈ ℕ0𝑁 < (2↑(𝑆 − 1))) → 𝑆 ≤ (𝑆 − 1)))
8265, 81mpand 691 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑁 < (2↑(𝑆 − 1)) → 𝑆 ≤ (𝑆 − 1)))
8373, 82mtod 199 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ¬ 𝑁 < (2↑(𝑆 − 1)))
8469, 43, 83nltled 10784 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑(𝑆 − 1)) ≤ 𝑁)
8568, 84eqbrtrd 5085 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (1 · (2↑(𝑆 − 1))) ≤ 𝑁)
86 1red 10636 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 1 ∈ ℝ)
87 2rp 12389 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℝ+
8887a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 2 ∈ ℝ+)
89 1z 12006 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 ∈ ℤ
9089a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 1 ∈ ℤ)
9133, 90zsubcld 12086 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) ∈ ℤ)
9288, 91rpexpcld 13603 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑(𝑆 − 1)) ∈ ℝ+)
9386, 43, 92lemuldivd 12475 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((1 · (2↑(𝑆 − 1))) ≤ 𝑁 ↔ 1 ≤ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))))
9485, 93mpbid 233 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 1 ≤ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))))
95 2cn 11706 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℂ
96 expm1t 13452 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 ∈ ℂ ∧ 𝑆 ∈ ℕ) → (2↑𝑆) = ((2↑(𝑆 − 1)) · 2))
9795, 63, 96sylancr 587 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑆) = ((2↑(𝑆 − 1)) · 2))
9856, 97breqtrd 5089 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑁 < ((2↑(𝑆 − 1)) · 2))
9943, 41, 92ltdivmuld 12477 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) < 2 ↔ 𝑁 < ((2↑(𝑆 − 1)) · 2)))
10098, 99mpbird 258 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) < 2)
101 df-2 11694 . . . . . . . . . . . 12 2 = (1 + 1)
102100, 101breqtrdi 5104 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) < (1 + 1))
10343, 92rerpdivcld 12457 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) ∈ ℝ)
104 flbi 13181 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℤ) → ((⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))) = 1 ↔ (1 ≤ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) ∧ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) < (1 + 1))))
105103, 89, 104sylancl 586 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))) = 1 ↔ (1 ≤ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) ∧ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) < (1 + 1))))
10694, 102, 105mpbir2and 709 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))) = 1)
107106breq2d 5075 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2 ∥ (⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))) ↔ 2 ∥ 1))
10811, 107mtbiri 328 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ¬ 2 ∥ (⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))))
1091nn0zd 12079 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
110 bitsval2 15769 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑆 − 1) ∈ ℕ0) → ((𝑆 − 1) ∈ (bits‘𝑁) ↔ ¬ 2 ∥ (⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))))))
111109, 65, 110syl2an2r 681 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((𝑆 − 1) ∈ (bits‘𝑁) ↔ ¬ 2 ∥ (⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))))))
112108, 111mpbird 258 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) ∈ (bits‘𝑁))
11310, 112sseldd 3972 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) ∈ (0..^𝑀))
114 elfzolt2 13042 . . . . . 6 ((𝑆 − 1) ∈ (0..^𝑀) → (𝑆 − 1) < 𝑀)
115113, 114syl 17 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) < 𝑀)
116 zlem1lt 12028 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝑆𝑀 ↔ (𝑆 − 1) < 𝑀))
11732, 36, 116syl2an2r 681 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆𝑀 ↔ (𝑆 − 1) < 𝑀))
118115, 117mpbird 258 . . . 4 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑆𝑀)
11937, 38ltnled 10781 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑀 < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆𝑀))
12060, 119mpbid 233 . . . 4 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ¬ 𝑆𝑀)
121118, 120pm2.65da 813 . . 3 (𝜑 → ¬ (2↑𝑀) ≤ 𝑁)
1227nnred 11647 . . . 4 (𝜑 → (2↑𝑀) ∈ ℝ)
12317, 122ltnled 10781 . . 3 (𝜑 → (𝑁 < (2↑𝑀) ↔ ¬ (2↑𝑀) ≤ 𝑁))
124121, 123mpbird 258 . 2 (𝜑𝑁 < (2↑𝑀))
125 elfzo2 13036 . 2 (𝑁 ∈ (0..^(2↑𝑀)) ↔ (𝑁 ∈ (ℤ‘0) ∧ (2↑𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑𝑀)))
1263, 8, 124, 125syl3anbrc 1337 1 (𝜑𝑁 ∈ (0..^(2↑𝑀)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 207   ∧ wa 396   = wceq 1530   ∈ wcel 2107   ≠ wne 3021  ∃wrex 3144  {crab 3147   ⊆ wss 3940  ∅c0 4295   class class class wbr 5063  ‘cfv 6354  (class class class)co 7150  infcinf 8899  ℂcc 10529  ℝcr 10530  0cc0 10531  1c1 10532   + caddc 10534   · cmul 10536   < clt 10669   ≤ cle 10670   − cmin 10864   / cdiv 11291  ℕcn 11632  2c2 11686  ℕ0cn0 11891  ℤcz 11975  ℤ≥cuz 12237  ℝ+crp 12384  ..^cfzo 13028  ⌊cfl 13155  ↑cexp 13424   ∥ cdvds 15602  bitscbits 15763 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2798  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7455  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608  ax-pre-sup 10609 This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-nel 3129  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rmo 3151  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4296  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4838  df-iun 4919  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-tr 5170  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6147  df-ord 6193  df-on 6194  df-lim 6195  df-suc 6196  df-iota 6313  df-fun 6356  df-fn 6357  df-f 6358  df-f1 6359  df-fo 6360  df-f1o 6361  df-fv 6362  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-om 7574  df-1st 7685  df-2nd 7686  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-er 8284  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-sup 8900  df-inf 8901  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-div 11292  df-nn 11633  df-2 11694  df-n0 11892  df-z 11976  df-uz 12238  df-rp 12385  df-fz 12888  df-fzo 13029  df-fl 13157  df-seq 13365  df-exp 13425  df-dvds 15603  df-bits 15766 This theorem is referenced by:  bitsfzo  15779
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