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 43498
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 7422 . . . 4 (๐‘˜ = 1 โ†’ (4โ†‘๐‘˜) = (4โ†‘1))
21oveq1d 7429 . . 3 (๐‘˜ = 1 โ†’ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) = ((4โ†‘1) + 5))
32breq2d 5154 . 2 (๐‘˜ = 1 โ†’ (3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) โ†” 3 โˆฅ ((4โ†‘1) + 5)))
4 oveq2 7422 . . . 4 (๐‘˜ = ๐‘› โ†’ (4โ†‘๐‘˜) = (4โ†‘๐‘›))
54oveq1d 7429 . . 3 (๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) = ((4โ†‘๐‘›) + 5))
65breq2d 5154 . 2 (๐‘˜ = ๐‘› โ†’ (3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) โ†” 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)))
7 oveq2 7422 . . . 4 (๐‘˜ = (๐‘› + 1) โ†’ (4โ†‘๐‘˜) = (4โ†‘(๐‘› + 1)))
87oveq1d 7429 . . 3 (๐‘˜ = (๐‘› + 1) โ†’ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) = ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5))
98breq2d 5154 . 2 (๐‘˜ = (๐‘› + 1) โ†’ (3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) โ†” 3 โˆฅ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5)))
10 oveq2 7422 . . . 4 (๐‘˜ = ๐‘ โ†’ (4โ†‘๐‘˜) = (4โ†‘๐‘))
1110oveq1d 7429 . . 3 (๐‘˜ = ๐‘ โ†’ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) = ((4โ†‘๐‘) + 5))
1211breq2d 5154 . 2 (๐‘˜ = ๐‘ โ†’ (3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘˜) + 5) โ†” 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘) + 5)))
13 3z 12611 . . . 4 3 โˆˆ โ„ค
14 4z 12612 . . . . . 6 4 โˆˆ โ„ค
15 1nn0 12504 . . . . . 6 1 โˆˆ โ„•0
16 zexpcl 14059 . . . . . 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 12314 . . . . . 6 5 โˆˆ โ„•
1918nnzi 12602 . . . . 5 5 โˆˆ โ„ค
20 zaddcl 12618 . . . . 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 1337 . . 3 (3 โˆˆ โ„ค โˆง 3 โˆˆ โ„ค โˆง ((4โ†‘1) + 5) โˆˆ โ„ค)
23 3t3e9 12395 . . . 4 (3 ยท 3) = 9
24 4nn0 12507 . . . . . . 7 4 โˆˆ โ„•0
2524numexp1 17031 . . . . . 6 (4โ†‘1) = 4
2625oveq1i 7424 . . . . 5 ((4โ†‘1) + 5) = (4 + 5)
27 5cn 12316 . . . . . 6 5 โˆˆ โ„‚
28 4cn 12313 . . . . . 6 4 โˆˆ โ„‚
29 5p4e9 12386 . . . . . 6 (5 + 4) = 9
3027, 28, 29addcomli 11422 . . . . 5 (4 + 5) = 9
3126, 30eqtri 2755 . . . 4 ((4โ†‘1) + 5) = 9
3223, 31eqtr4i 2758 . . 3 (3 ยท 3) = ((4โ†‘1) + 5)
33 dvds0lem 16229 . . 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 12311 . . . . . . . . . . 11 4 โˆˆ โ„•
3736a1i 11 . . . . . . . . . 10 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 4 โˆˆ โ„•)
38 nnnn0 12495 . . . . . . . . . 10 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0)
3937, 38nnexpcld 14225 . . . . . . . . 9 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (4โ†‘๐‘›) โˆˆ โ„•)
4039nnzd 12601 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (4โ†‘๐‘›) โˆˆ โ„ค)
4140adantr 480 . . . . . . 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 12686 . . . . . 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 12688 . . . . 5 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ (((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆˆ โ„ค)
4635, 42zmulcld 12688 . . . . 5 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ (3 ยท 5) โˆˆ โ„ค)
47 simpr 484 . . . . . 6 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5))
4835, 43, 44, 47dvdsmultr1d 16259 . . . . 5 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 3 โˆฅ (((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4))
49 dvdsmul1 16240 . . . . . . 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 16255 . . . 4 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 3 โˆฅ ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ (3 ยท 5)))
5339nncnd 12244 . . . . . . . 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 11255 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) = (((4โ†‘๐‘›) ยท 4) + (5 ยท 4)))
5756oveq1d 7429 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ 15) = ((((4โ†‘๐‘›) ยท 4) + (5 ยท 4)) โˆ’ 15))
58 3cn 12309 . . . . . . . . 9 3 โˆˆ โ„‚
59 5t3e15 12794 . . . . . . . . 9 (5 ยท 3) = 15
6027, 58, 59mulcomli 11239 . . . . . . . 8 (3 ยท 5) = 15
6160a1i 11 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (3 ยท 5) = 15)
6261oveq2d 7430 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ (3 ยท 5)) = ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ 15))
6355, 38expp1d 14129 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (4โ†‘(๐‘› + 1)) = ((4โ†‘๐‘›) ยท 4))
64 ax-1cn 11182 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 โˆˆ โ„‚
65 3p1e4 12373 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (3 + 1) = 4
6658, 64, 65addcomli 11422 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 + 3) = 4
6766eqcomi 2736 . . . . . . . . . . . . . 14 4 = (1 + 3)
6867oveq1i 7424 . . . . . . . . . . . . 13 (4 โˆ’ 3) = ((1 + 3) โˆ’ 3)
6964, 58pncan3oi 11492 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 + 3) โˆ’ 3) = 1
7068, 69eqtri 2755 . . . . . . . . . . . 12 (4 โˆ’ 3) = 1
7170oveq2i 7425 . . . . . . . . . . 11 (5 ยท (4 โˆ’ 3)) = (5 ยท 1)
7227, 28, 58subdii 11679 . . . . . . . . . . 11 (5 ยท (4 โˆ’ 3)) = ((5 ยท 4) โˆ’ (5 ยท 3))
7327mulridi 11234 . . . . . . . . . . 11 (5 ยท 1) = 5
7471, 72, 733eqtr3ri 2764 . . . . . . . . . 10 5 = ((5 ยท 4) โˆ’ (5 ยท 3))
7559eqcomi 2736 . . . . . . . . . . 11 15 = (5 ยท 3)
7675oveq2i 7425 . . . . . . . . . 10 ((5 ยท 4) โˆ’ 15) = ((5 ยท 4) โˆ’ (5 ยท 3))
7774, 76eqtr4i 2758 . . . . . . . . 9 5 = ((5 ยท 4) โˆ’ 15)
7877a1i 11 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 5 = ((5 ยท 4) โˆ’ 15))
7963, 78oveq12d 7432 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5) = (((4โ†‘๐‘›) ยท 4) + ((5 ยท 4) โˆ’ 15)))
8053, 55mulcld 11250 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((4โ†‘๐‘›) ยท 4) โˆˆ โ„‚)
8154, 55mulcld 11250 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (5 ยท 4) โˆˆ โ„‚)
82 5nn0 12508 . . . . . . . . . . 11 5 โˆˆ โ„•0
8315, 82deccl 12708 . . . . . . . . . 10 15 โˆˆ โ„•0
8483nn0cni 12500 . . . . . . . . 9 15 โˆˆ โ„‚
8584a1i 11 . . . . . . . 8 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 15 โˆˆ โ„‚)
8680, 81, 85addsubassd 11607 . . . . . . 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 2770 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5) = ((((4โ†‘๐‘›) ยท 4) + (5 ยท 4)) โˆ’ 15))
8857, 62, 873eqtr4rd 2778 . . . . 5 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5) = ((((4โ†‘๐‘›) + 5) ยท 4) โˆ’ (3 ยท 5)))
8988adantr 480 . . . 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 5170 . . 3 ((๐‘› โˆˆ โ„• โˆง 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5)) โ†’ 3 โˆฅ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5))
9190ex 412 . 2 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘›) + 5) โ†’ 3 โˆฅ ((4โ†‘(๐‘› + 1)) + 5)))
923, 6, 9, 12, 34, 91nnind 12246 1 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 3 โˆฅ ((4โ†‘๐‘) + 5))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 395   โˆง w3a 1085   = wceq 1534   โˆˆ wcel 2099   class class class wbr 5142  (class class class)co 7414  โ„‚cc 11122  1c1 11125   + caddc 11127   ยท cmul 11129   โˆ’ cmin 11460  โ„•cn 12228  3c3 12284  4c4 12285  5c5 12286  9c9 12290  โ„•0cn0 12488  โ„คcz 12574  cdc 12693  โ†‘cexp 14044   โˆฅ cdvds 16216
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2164  ax-ext 2698  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7732  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2936  df-nel 3042  df-ral 3057  df-rex 3066  df-reu 3372  df-rab 3428  df-v 3471  df-sbc 3775  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3963  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7863  df-2nd 7986  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-er 8716  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-pnf 11266  df-mnf 11267  df-xr 11268  df-ltxr 11269  df-le 11270  df-sub 11462  df-neg 11463  df-nn 12229  df-2 12291  df-3 12292  df-4 12293  df-5 12294  df-6 12295  df-7 12296  df-8 12297  df-9 12298  df-n0 12489  df-z 12575  df-dec 12694  df-uz 12839  df-seq 13985  df-exp 14045  df-dvds 16217
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator