Theorem fldiv4p1lem1div2 13975

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 ∈ (ℤ≥‘5)) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))

Proof of Theorem fldiv4p1lem1div2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1le1 11944	. . . 4 ⊢ 1 ≤ 1
2	1	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝑁 = 3 → 1 ≤ 1)
3		fvoveq1 7443	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 3 → (⌊‘(𝑁 / 4)) = (⌊‘(3 / 4)))
4		3lt4 12519	. . . . . . 7 ⊢ 3 < 4
5		3nn0 12624	. . . . . . . 8 ⊢ 3 ∈ ℕ0
6		4nn 12426	. . . . . . . 8 ⊢ 4 ∈ ℕ
7		divfl0 13964	. . . . . . . 8 ⊢ ((3 ∈ ℕ0 ∧ 4 ∈ ℕ) → (3 < 4 ↔ (⌊‘(3 / 4)) = 0))
8	5, 6, 7	mp2an 705	. . . . . . 7 ⊢ (3 < 4 ↔ (⌊‘(3 / 4)) = 0)
9	4, 8	mpbi 233	. . . . . 6 ⊢ (⌊‘(3 / 4)) = 0
10	3, 9	eqtrdi 2812	. . . . 5 ⊢ (𝑁 = 3 → (⌊‘(𝑁 / 4)) = 0)
11	10	oveq1d 7435	. . . 4 ⊢ (𝑁 = 3 → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) = (0 + 1))
12		0p1e1 12463	. . . 4 ⊢ (0 + 1) = 1
13	11, 12	eqtrdi 2812	. . 3 ⊢ (𝑁 = 3 → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) = 1)
14		oveq1 7427	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 3 → (𝑁 − 1) = (3 − 1))
15		3m1e2 12470	. . . . . 6 ⊢ (3 − 1) = 2
16	14, 15	eqtrdi 2812	. . . . 5 ⊢ (𝑁 = 3 → (𝑁 − 1) = 2)
17	16	oveq1d 7435	. . . 4 ⊢ (𝑁 = 3 → ((𝑁 − 1) / 2) = (2 / 2))
18		2div2e1 12483	. . . 4 ⊢ (2 / 2) = 1
19	17, 18	eqtrdi 2812	. . 3 ⊢ (𝑁 = 3 → ((𝑁 − 1) / 2) = 1)
20	2, 13, 19	3brtr4d 5137	. 2 ⊢ (𝑁 = 3 → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))
21		uzp1 13002	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) → (𝑁 = 5 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘(5 + 1))))
22		2re 12417	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ ℝ
23	22	leidi 11850	. . . . . 6 ⊢ 2 ≤ 2
24	23	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝑁 = 5 → 2 ≤ 2)
25		fvoveq1 7443	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 = 5 → (⌊‘(𝑁 / 4)) = (⌊‘(5 / 4)))
26		df-5 12408	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 5 = (4 + 1)
27	26	oveq1i 7430	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (5 / 4) = ((4 + 1) / 4)
28		4cn 12428	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 4 ∈ ℂ
29		ax-1cn 11258	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 ∈ ℂ
30		4ne0 12454	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 4 ≠ 0
31	28, 29, 28, 30	divdiri 12074	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((4 + 1) / 4) = ((4 / 4) + (1 / 4))
32	28, 30	dividi 12050	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (4 / 4) = 1
33	32	oveq1i 7430	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((4 / 4) + (1 / 4)) = (1 + (1 / 4))
34	27, 31, 33	3eqtri 2788	. . . . . . . . . 10 ⊢ (5 / 4) = (1 + (1 / 4))
35	34	fveq2i 6888	. . . . . . . . 9 ⊢ (⌊‘(5 / 4)) = (⌊‘(1 + (1 / 4)))
36		1re 11308	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ∈ ℝ
37		0le1 11839	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 0 ≤ 1
38		4re 12427	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 4 ∈ ℝ
39		4pos 12453	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 0 < 4
40		divge0 12186	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1) ∧ (4 ∈ ℝ ∧ 0 < 4)) → 0 ≤ (1 / 4))
41	36, 37, 38, 39, 40	mp4an 706	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ≤ (1 / 4)
42		1lt4 12521	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 < 4
43		recgt1 12213	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((4 ∈ ℝ ∧ 0 < 4) → (1 < 4 ↔ (1 / 4) < 1))
44	38, 39, 43	mp2an 705	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1 < 4 ↔ (1 / 4) < 1)
45	42, 44	mpbi 233	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1 / 4) < 1
46		1z 12726	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ∈ ℤ
47	38, 30	rereccli 12082	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1 / 4) ∈ ℝ
48		flbi2 13957	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((1 ∈ ℤ ∧ (1 / 4) ∈ ℝ) → ((⌊‘(1 + (1 / 4))) = 1 ↔ (0 ≤ (1 / 4) ∧ (1 / 4) < 1)))
49	46, 47, 48	mp2an 705	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((⌊‘(1 + (1 / 4))) = 1 ↔ (0 ≤ (1 / 4) ∧ (1 / 4) < 1))
50	41, 45, 49	mpbir2an 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (⌊‘(1 + (1 / 4))) = 1
51	35, 50	eqtri 2784	. . . . . . . 8 ⊢ (⌊‘(5 / 4)) = 1
52	25, 51	eqtrdi 2812	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 = 5 → (⌊‘(𝑁 / 4)) = 1)
53	52	oveq1d 7435	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 5 → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) = (1 + 1))
54		1p1e2 12466	. . . . . 6 ⊢ (1 + 1) = 2
55	53, 54	eqtrdi 2812	. . . . 5 ⊢ (𝑁 = 5 → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) = 2)
56		oveq1 7427	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 = 5 → (𝑁 − 1) = (5 − 1))
57		5m1e4 12472	. . . . . . . 8 ⊢ (5 − 1) = 4
58	56, 57	eqtrdi 2812	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 = 5 → (𝑁 − 1) = 4)
59	58	oveq1d 7435	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 5 → ((𝑁 − 1) / 2) = (4 / 2))
60		4div2e2 12514	. . . . . 6 ⊢ (4 / 2) = 2
61	59, 60	eqtrdi 2812	. . . . 5 ⊢ (𝑁 = 5 → ((𝑁 − 1) / 2) = 2)
62	24, 55, 61	3brtr4d 5137	. . . 4 ⊢ (𝑁 = 5 → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))
63		eluz2 12971	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘6) ↔ (6 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 6 ≤ 𝑁))
64		zre 12697	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
65		id 23	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → 𝑁 ∈ ℝ)
66	38	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → 4 ∈ ℝ)
67	30	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → 4 ≠ 0)
68	65, 66, 67	redivcld 12145	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → (𝑁 / 4) ∈ ℝ)
69		flle 13939	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 / 4) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑁 / 4)) ≤ (𝑁 / 4))
70	64, 68, 69	3syl 19	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (⌊‘(𝑁 / 4)) ≤ (𝑁 / 4))
71	70	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 6 ≤ 𝑁) → (⌊‘(𝑁 / 4)) ≤ (𝑁 / 4))
72	68	flcld 13938	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → (⌊‘(𝑁 / 4)) ∈ ℤ)
73	72	zred 12803	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → (⌊‘(𝑁 / 4)) ∈ ℝ)
74	36	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → 1 ∈ ℝ)
75	73, 68, 74	3jca 1146	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → ((⌊‘(𝑁 / 4)) ∈ ℝ ∧ (𝑁 / 4) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ))
76	64, 75	syl 18	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → ((⌊‘(𝑁 / 4)) ∈ ℝ ∧ (𝑁 / 4) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ))
77	76	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 6 ≤ 𝑁) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) ∈ ℝ ∧ (𝑁 / 4) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ))
78		leadd1 11784	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((⌊‘(𝑁 / 4)) ∈ ℝ ∧ (𝑁 / 4) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) ≤ (𝑁 / 4) ↔ ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 / 4) + 1)))
79	77, 78	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 6 ≤ 𝑁) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) ≤ (𝑁 / 4) ↔ ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 / 4) + 1)))
80	71, 79	mpbid 235	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 6 ≤ 𝑁) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 / 4) + 1))
81		div4p1lem1div2 12601	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 6 ≤ 𝑁) → ((𝑁 / 4) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))
82	64, 81	sylan 592	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 6 ≤ 𝑁) → ((𝑁 / 4) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))
83		peano2re 11483	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((⌊‘(𝑁 / 4)) ∈ ℝ → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ∈ ℝ)
84	73, 83	syl 18	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ∈ ℝ)
85		peano2re 11483	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 / 4) ∈ ℝ → ((𝑁 / 4) + 1) ∈ ℝ)
86	68, 85	syl 18	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → ((𝑁 / 4) + 1) ∈ ℝ)
87		peano2rem 11625	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → (𝑁 − 1) ∈ ℝ)
88	87	rehalfcld 12593	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℝ)
89	84, 86, 88	3jca 1146	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ → (((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ∈ ℝ ∧ ((𝑁 / 4) + 1) ∈ ℝ ∧ ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℝ))
90	64, 89	syl 18	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ∈ ℝ ∧ ((𝑁 / 4) + 1) ∈ ℝ ∧ ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℝ))
91	90	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 6 ≤ 𝑁) → (((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ∈ ℝ ∧ ((𝑁 / 4) + 1) ∈ ℝ ∧ ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℝ))
92		letr 11404	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ∈ ℝ ∧ ((𝑁 / 4) + 1) ∈ ℝ ∧ ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℝ) → ((((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 / 4) + 1) ∧ ((𝑁 / 4) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2)) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2)))
93	91, 92	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 6 ≤ 𝑁) → ((((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 / 4) + 1) ∧ ((𝑁 / 4) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2)) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2)))
94	80, 82, 93	mp2and 712	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 6 ≤ 𝑁) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))
95	94	3adant1 1148	. . . . . 6 ⊢ ((6 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 6 ≤ 𝑁) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))
96	63, 95	sylbi 220	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘6) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))
97		5p1e6 12489	. . . . . 6 ⊢ (5 + 1) = 6
98	97	fveq2i 6888	. . . . 5 ⊢ (ℤ≥‘(5 + 1)) = (ℤ≥‘6)
99	96, 98	eleq2s 2879	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘(5 + 1)) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))
100	62, 99	jaoi 871	. . 3 ⊢ ((𝑁 = 5 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘(5 + 1))) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))
101	21, 100	syl 18	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))
102	20, 101	jaoi 871	1 ⊢ ((𝑁 = 3 ∨ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘5)) → ((⌊‘(𝑁 / 4)) + 1) ≤ ((𝑁 − 1) / 2))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956   class class class wbr 5103  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   < clt 11343   ≤ cle 11344   − cmin 11541   / cdiv 11973  ℕcn 12335  2c2 12397  3c3 12398  4c4 12399  5c5 12400  6c6 12401  ℕ₀cn0 12606  ℤcz 12693  ℤ_≥cuz 12965  ⌊cfl 13930

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-sup 9434  df-inf 9435  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-rp 13121  df-fl 13932

This theorem is used by:  gausslemma2dlem0f  27688