Theorem blennnt2 45003

Description: The binary length of a positive integer, doubled and increased by 1, is the binary length of the integer plus 1. (Contributed by AV, 30-May-2010.)

Assertion

Ref	Expression
blennnt2	⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (#b‘(2 · 𝑁)) = ((#b‘𝑁) + 1))

Proof of Theorem blennnt2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2nn 11698	. . . . 5 ⊢ 2 ∈ ℕ
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℕ)
3		id 22	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ)
4	2, 3	nnmulcld 11678	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
5		blennn 44989	. . 3 ⊢ ((2 · 𝑁) ∈ ℕ → (#b‘(2 · 𝑁)) = ((⌊‘(2 logb (2 · 𝑁))) + 1))
6	4, 5	syl 17	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (#b‘(2 · 𝑁)) = ((⌊‘(2 logb (2 · 𝑁))) + 1))
7		2cn 11700	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ∈ ℂ
8	7	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
9		nncn 11633	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℂ)
10	8, 9	mulcomd 10651	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2 · 𝑁) = (𝑁 · 2))
11	10	oveq2d 7151	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2 logb (2 · 𝑁)) = (2 logb (𝑁 · 2)))
12		2z 12002	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ∈ ℤ
13		uzid 12246	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ≥‘2))
14	12, 13	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ 2 ∈ (ℤ≥‘2)
15		eluz2cnn0n1 44920	. . . . . . . 8 ⊢ (2 ∈ (ℤ≥‘2) → 2 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}))
16	14, 15	mp1i 13	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}))
17		nnrp 12388	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
18		2rp 12382	. . . . . . . 8 ⊢ 2 ∈ ℝ+
19	18	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ+)
20		relogbmul 25363	. . . . . . 7 ⊢ ((2 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ (𝑁 ∈ ℝ+ ∧ 2 ∈ ℝ+)) → (2 logb (𝑁 · 2)) = ((2 logb 𝑁) + (2 logb 2)))
21	16, 17, 19, 20	syl12anc 835	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2 logb (𝑁 · 2)) = ((2 logb 𝑁) + (2 logb 2)))
22		2ne0 11729	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ≠ 0
23		1ne2 11833	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ≠ 2
24	23	necomi 3041	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ≠ 1
25	7, 22, 24	3pm3.2i 1336	. . . . . . . 8 ⊢ (2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0 ∧ 2 ≠ 1)
26		logbid1 25354	. . . . . . . 8 ⊢ ((2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0 ∧ 2 ≠ 1) → (2 logb 2) = 1)
27	25, 26	mp1i 13	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2 logb 2) = 1)
28	27	oveq2d 7151	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((2 logb 𝑁) + (2 logb 2)) = ((2 logb 𝑁) + 1))
29	11, 21, 28	3eqtrd 2837	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2 logb (2 · 𝑁)) = ((2 logb 𝑁) + 1))
30	29	fveq2d 6649	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb (2 · 𝑁))) = (⌊‘((2 logb 𝑁) + 1)))
31	24	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 2 ≠ 1)
32		relogbcl 25359	. . . . . 6 ⊢ ((2 ∈ ℝ+ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+ ∧ 2 ≠ 1) → (2 logb 𝑁) ∈ ℝ)
33	19, 17, 31, 32	syl3anc 1368	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2 logb 𝑁) ∈ ℝ)
34		1zzd 12001	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℤ)
35		fladdz 13190	. . . . 5 ⊢ (((2 logb 𝑁) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℤ) → (⌊‘((2 logb 𝑁) + 1)) = ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1))
36	33, 34, 35	syl2anc 587	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (⌊‘((2 logb 𝑁) + 1)) = ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1))
37	30, 36	eqtrd 2833	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb (2 · 𝑁))) = ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1))
38	37	oveq1d 7150	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((⌊‘(2 logb (2 · 𝑁))) + 1) = (((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1) + 1))
39		blennn 44989	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (#b‘𝑁) = ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1))
40	39	eqcomd 2804	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1) = (#b‘𝑁))
41	40	oveq1d 7150	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1) + 1) = ((#b‘𝑁) + 1))
42	6, 38, 41	3eqtrd 2837	1 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (#b‘(2 · 𝑁)) = ((#b‘𝑁) + 1))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ w3a 1084   = wceq 1538   ∈ wcel 2111   ≠ wne 2987   ∖ cdif 3878  {cpr 4527  ‘cfv 6324  (class class class)co 7135  ℂcc 10524  ℝcr 10525  0cc0 10526  1c1 10527   + caddc 10529   · cmul 10531  ℕcn 11625  2c2 11680  ℤcz 11969  ℤ_≥cuz 12231  ℝ⁺crp 12377  ⌊cfl 13155   log_b clogb 25350  #_bcblen 44983

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-rep 5154  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-inf2 9088  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604  ax-addf 10605  ax-mulf 10606

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4801  df-int 4839  df-iun 4883  df-iin 4884  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-se 5479  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-isom 6333  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-of 7389  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-supp 7814  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-1o 8085  df-2o 8086  df-oadd 8089  df-er 8272  df-map 8391  df-pm 8392  df-ixp 8445  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496  df-fsupp 8818  df-fi 8859  df-sup 8890  df-inf 8891  df-oi 8958  df-card 9352  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-4 11690  df-5 11691  df-6 11692  df-7 11693  df-8 11694  df-9 11695  df-n0 11886  df-z 11970  df-dec 12087  df-uz 12232  df-q 12337  df-rp 12378  df-xneg 12495  df-xadd 12496  df-xmul 12497  df-ioo 12730  df-ioc 12731  df-ico 12732  df-icc 12733  df-fz 12886  df-fzo 13029  df-fl 13157  df-mod 13233  df-seq 13365  df-exp 13426  df-fac 13630  df-bc 13659  df-hash 13687  df-shft 14418  df-cj 14450  df-re 14451  df-im 14452  df-sqrt 14586  df-abs 14587  df-limsup 14820  df-clim 14837  df-rlim 14838  df-sum 15035  df-ef 15413  df-sin 15415  df-cos 15416  df-pi 15418  df-struct 16477  df-ndx 16478  df-slot 16479  df-base 16481  df-sets 16482  df-ress 16483  df-plusg 16570  df-mulr 16571  df-starv 16572  df-sca 16573  df-vsca 16574  df-ip 16575  df-tset 16576  df-ple 16577  df-ds 16579  df-unif 16580  df-hom 16581  df-cco 16582  df-rest 16688  df-topn 16689  df-0g 16707  df-gsum 16708  df-topgen 16709  df-pt 16710  df-prds 16713  df-xrs 16767  df-qtop 16772  df-imas 16773  df-xps 16775  df-mre 16849  df-mrc 16850  df-acs 16852  df-mgm 17844  df-sgrp 17893  df-mnd 17904  df-submnd 17949  df-mulg 18217  df-cntz 18439  df-cmn 18900  df-psmet 20083  df-xmet 20084  df-met 20085  df-bl 20086  df-mopn 20087  df-fbas 20088  df-fg 20089  df-cnfld 20092  df-top 21499  df-topon 21516  df-topsp 21538  df-bases 21551  df-cld 21624  df-ntr 21625  df-cls 21626  df-nei 21703  df-lp 21741  df-perf 21742  df-cn 21832  df-cnp 21833  df-haus 21920  df-tx 22167  df-hmeo 22360  df-fil 22451  df-fm 22543  df-flim 22544  df-flf 22545  df-xms 22927  df-ms 22928  df-tms 22929  df-cncf 23483  df-limc 24469  df-dv 24470  df-log 25148  df-logb 25351  df-blen 44984

This theorem is referenced by:  blennn0em1  45005