Users' Mathboxes Mathbox for Stanislas Polu < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  inductionexd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem inductionexd 42906
Description: Simple induction example. (Contributed by Stanislas Polu, 9-Mar-2020.)
Assertion
Ref Expression
inductionexd (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘) + 5))

Proof of Theorem inductionexd
Dummy variables ๐‘˜ ๐‘› are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 7417 . . . 4 (๐‘˜ = 1 โ†’ (4โ†‘๐‘˜) = (4โ†‘1))
21oveq1d 7424 . . 3 (๐‘˜ = 1 โ†’ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) = ((4โ†‘1) + 5))
32breq2d 5161 . 2 (๐‘˜ = 1 โ†’ (3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) โ†” 3 โˆฅ ((4โ†‘1) + 5)))
4 oveq2 7417 . . . 4 (๐‘˜ = ๐‘› โ†’ (4โ†‘๐‘˜) = (4โ†‘๐‘›))
54oveq1d 7424 . . 3 (๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) = ((4โ†‘๐‘›) + 5))
65breq2d 5161 . 2 (๐‘˜ = ๐‘› โ†’ (3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) โ†” 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)))
7 oveq2 7417 . . . 4 (๐‘˜ = (๐‘› + 1) โ†’ (4โ†‘๐‘˜) = (4โ†‘(๐‘› + 1)))
87oveq1d 7424 . . 3 (๐‘˜ = (๐‘› + 1) โ†’ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) = ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5))
98breq2d 5161 . 2 (๐‘˜ = (๐‘› + 1) โ†’ (3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) โ†” 3 โˆฅ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5)))
10 oveq2 7417 . . . 4 (๐‘˜ = ๐‘ โ†’ (4โ†‘๐‘˜) = (4โ†‘๐‘))
1110oveq1d 7424 . . 3 (๐‘˜ = ๐‘ โ†’ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) = ((4โ†‘๐‘) + 5))
1211breq2d 5161 . 2 (๐‘˜ = ๐‘ โ†’ (3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) โ†” 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘) + 5)))
13 3z 12595 . . . 4 3 โˆˆ โ„ค
14 4z 12596 . . . . . 6 4 โˆˆ โ„ค
15 1nn0 12488 . . . . . 6 1 โˆˆ โ„•0
16 zexpcl 14042 . . . . . 6 ((4 โˆˆ โ„ค โˆง 1 โˆˆ โ„•0) โ†’ (4โ†‘1) โˆˆ โ„ค)
1714, 15, 16mp2an 691 . . . . 5 (4โ†‘1) โˆˆ โ„ค
18 5nn 12298 . . . . . 6 5 โˆˆ โ„•
1918nnzi 12586 . . . . 5 5 โˆˆ โ„ค
20 zaddcl 12602 . . . . 5 (((4โ†‘1) โˆˆ โ„ค โˆง 5 โˆˆ โ„ค) โ†’ ((4โ†‘1) + 5) โˆˆ โ„ค)
2117, 19, 20mp2an 691 . . . 4 ((4โ†‘1) + 5) โˆˆ โ„ค
2213, 13, 213pm3.2i 1340 . . 3 (3 โˆˆ โ„ค โˆง 3 โˆˆ โ„ค โˆง ((4โ†‘1) + 5) โˆˆ โ„ค)
23 3t3e9 12379 . . . 4 (3 ยท 3) = 9
24 4nn0 12491 . . . . . . 7 4 โˆˆ โ„•0
2524numexp1 17010 . . . . . 6 (4โ†‘1) = 4
2625oveq1i 7419 . . . . 5 ((4โ†‘1) + 5) = (4 + 5)
27 5cn 12300 . . . . . 6 5 โˆˆ โ„‚
28 4cn 12297 . . . . . 6 4 โˆˆ โ„‚
29 5p4e9 12370 . . . . . 6 (5 + 4) = 9
3027, 28, 29addcomli 11406 . . . . 5 (4 + 5) = 9
3126, 30eqtri 2761 . . . 4 ((4โ†‘1) + 5) = 9
3223, 31eqtr4i 2764 . . 3 (3 ยท 3) = ((4โ†‘1) + 5)
33 dvds0lem 16210 . . 3 (((3 โˆˆ โ„ค โˆง 3 โˆˆ โ„ค โˆง ((4โ†‘1) + 5) โˆˆ โ„ค) โˆง (3 ยท 3) = ((4โ†‘1) + 5)) โ†’ 3 โˆฅ ((4โ†‘1) + 5))
3422, 32, 33mp2an 691 . 2 3 โˆฅ ((4โ†‘1) + 5)
3513a1i 11 . . . . 5 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 3 โˆˆ โ„ค)
36 4nn 12295 . . . . . . . . . . 11 4 โˆˆ โ„•
3736a1i 11 . . . . . . . . . 10 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 4 โˆˆ โ„•)
38 nnnn0 12479 . . . . . . . . . 10 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0)
3937, 38nnexpcld 14208 . . . . . . . . 9 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (4โ†‘๐‘›) โˆˆ โ„•)
4039nnzd 12585 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (4โ†‘๐‘›) โˆˆ โ„ค)
4140adantr 482 . . . . . . 7 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ (4โ†‘๐‘›) โˆˆ โ„ค)
4219a1i 11 . . . . . . 7 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 5 โˆˆ โ„ค)
4341, 42zaddcld 12670 . . . . . 6 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ ((4โ†‘๐‘›) + 5) โˆˆ โ„ค)
4414a1i 11 . . . . . 6 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 4 โˆˆ โ„ค)
4543, 44zmulcld 12672 . . . . 5 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ (((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆˆ โ„ค)
4635, 42zmulcld 12672 . . . . 5 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ (3 ยท 5) โˆˆ โ„ค)
47 simpr 486 . . . . . 6 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5))
4835, 43, 44, 47dvdsmultr1d 16240 . . . . 5 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 3 โˆฅ (((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4))
49 dvdsmul1 16221 . . . . . . 7 ((3 โˆˆ โ„ค โˆง 5 โˆˆ โ„ค) โ†’ 3 โˆฅ (3 ยท 5))
5013, 19, 49mp2an 691 . . . . . 6 3 โˆฅ (3 ยท 5)
5150a1i 11 . . . . 5 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 3 โˆฅ (3 ยท 5))
5235, 45, 46, 48, 51dvds2subd 16236 . . . 4 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 3 โˆฅ ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ (3 ยท 5)))
5339nncnd 12228 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (4โ†‘๐‘›) โˆˆ โ„‚)
5427a1i 11 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 5 โˆˆ โ„‚)
5528a1i 11 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 4 โˆˆ โ„‚)
5653, 54, 55adddird 11239 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) = (((4โ†‘๐‘›) ยท 4) + (5 ยท 4)))
5756oveq1d 7424 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ 15) = ((((4โ†‘๐‘›) ยท 4) + (5 ยท 4)) โˆ’ 15))
58 3cn 12293 . . . . . . . . 9 3 โˆˆ โ„‚
59 5t3e15 12778 . . . . . . . . 9 (5 ยท 3) = 15
6027, 58, 59mulcomli 11223 . . . . . . . 8 (3 ยท 5) = 15
6160a1i 11 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (3 ยท 5) = 15)
6261oveq2d 7425 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ (3 ยท 5)) = ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ 15))
6355, 38expp1d 14112 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (4โ†‘(๐‘› + 1)) = ((4โ†‘๐‘›) ยท 4))
64 ax-1cn 11168 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 โˆˆ โ„‚
65 3p1e4 12357 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (3 + 1) = 4
6658, 64, 65addcomli 11406 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 + 3) = 4
6766eqcomi 2742 . . . . . . . . . . . . . 14 4 = (1 + 3)
6867oveq1i 7419 . . . . . . . . . . . . 13 (4 โˆ’ 3) = ((1 + 3) โˆ’ 3)
6964, 58pncan3oi 11476 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 + 3) โˆ’ 3) = 1
7068, 69eqtri 2761 . . . . . . . . . . . 12 (4 โˆ’ 3) = 1
7170oveq2i 7420 . . . . . . . . . . 11 (5 ยท (4 โˆ’ 3)) = (5 ยท 1)
7227, 28, 58subdii 11663 . . . . . . . . . . 11 (5 ยท (4 โˆ’ 3)) = ((5 ยท 4) โˆ’ (5 ยท 3))
7327mulridi 11218 . . . . . . . . . . 11 (5 ยท 1) = 5
7471, 72, 733eqtr3ri 2770 . . . . . . . . . 10 5 = ((5 ยท 4) โˆ’ (5 ยท 3))
7559eqcomi 2742 . . . . . . . . . . 11 15 = (5 ยท 3)
7675oveq2i 7420 . . . . . . . . . 10 ((5 ยท 4) โˆ’ 15) = ((5 ยท 4) โˆ’ (5 ยท 3))
7774, 76eqtr4i 2764 . . . . . . . . 9 5 = ((5 ยท 4) โˆ’ 15)
7877a1i 11 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 5 = ((5 ยท 4) โˆ’ 15))
7963, 78oveq12d 7427 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5) = (((4โ†‘๐‘›) ยท 4) + ((5 ยท 4) โˆ’ 15)))
8053, 55mulcld 11234 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((4โ†‘๐‘›) ยท 4) โˆˆ โ„‚)
8154, 55mulcld 11234 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (5 ยท 4) โˆˆ โ„‚)
82 5nn0 12492 . . . . . . . . . . 11 5 โˆˆ โ„•0
8315, 82deccl 12692 . . . . . . . . . 10 15 โˆˆ โ„•0
8483nn0cni 12484 . . . . . . . . 9 15 โˆˆ โ„‚
8584a1i 11 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 15 โˆˆ โ„‚)
8680, 81, 85addsubassd 11591 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((((4โ†‘๐‘›) ยท 4) + (5 ยท 4)) โˆ’ 15) = (((4โ†‘๐‘›) ยท 4) + ((5 ยท 4) โˆ’ 15)))
8779, 86eqtr4d 2776 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5) = ((((4โ†‘๐‘›) ยท 4) + (5 ยท 4)) โˆ’ 15))
8857, 62, 873eqtr4rd 2784 . . . . 5 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5) = ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ (3 ยท 5)))
8988adantr 482 . . . 4 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5) = ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ (3 ยท 5)))
9052, 89breqtrrd 5177 . . 3 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 3 โˆฅ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5))
9190ex 414 . 2 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5) โ†’ 3 โˆฅ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5)))
923, 6, 9, 12, 34, 91nnind 12230 1 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘) + 5))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 397   โˆง w3a 1088   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107   class class class wbr 5149  (class class class)co 7409  โ„‚cc 11108  1c1 11111   + caddc 11113   ยท cmul 11115   โˆ’ cmin 11444  โ„•cn 12212  3c3 12268  4c4 12269  5c5 12270  9c9 12274  โ„•0cn0 12472  โ„คcz 12558  cdc 12677  โ†‘cexp 14027   โˆฅ cdvds 16197
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-4 12277  df-5 12278  df-6 12279  df-7 12280  df-8 12281  df-9 12282  df-n0 12473  df-z 12559  df-dec 12678  df-uz 12823  df-seq 13967  df-exp 14028  df-dvds 16198
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator