MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ltoddhalfle Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ltoddhalfle 16306
Description: An integer is less than half of an odd number iff it is less than or equal to the half of the predecessor of the odd number (which is an even number). (Contributed by AV, 29-Jun-2021.)
Assertion
Ref Expression
ltoddhalfle ((๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐‘ โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ < (๐‘ / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((๐‘ โˆ’ 1) / 2)))

Proof of Theorem ltoddhalfle
Dummy variable ๐‘› is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 odd2np1 16286 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„ค โ†’ (ยฌ 2 โˆฅ ๐‘ โ†” โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„ค ((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘))
2 halfre 12428 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (1 / 2) โˆˆ โ„
32a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (1 / 2) โˆˆ โ„)
4 1red 11217 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ 1 โˆˆ โ„)
5 zre 12564 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„)
63, 4, 53jca 1128 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ((1 / 2) โˆˆ โ„ โˆง 1 โˆˆ โ„ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„))
76adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ ((1 / 2) โˆˆ โ„ โˆง 1 โˆˆ โ„ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„))
8 halflt1 12432 . . . . . . . . . . . . 13 (1 / 2) < 1
9 axltadd 11289 . . . . . . . . . . . . 13 (((1 / 2) โˆˆ โ„ โˆง 1 โˆˆ โ„ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„) โ†’ ((1 / 2) < 1 โ†’ (๐‘› + (1 / 2)) < (๐‘› + 1)))
107, 8, 9mpisyl 21 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘› + (1 / 2)) < (๐‘› + 1))
11 zre 12564 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„)
1211adantl 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„)
135, 3readdcld 11245 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘› + (1 / 2)) โˆˆ โ„)
1413adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘› + (1 / 2)) โˆˆ โ„)
15 peano2z 12605 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘› + 1) โˆˆ โ„ค)
1615zred 12668 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘› + 1) โˆˆ โ„)
1716adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘› + 1) โˆˆ โ„)
18 lttr 11292 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘€ โˆˆ โ„ โˆง (๐‘› + (1 / 2)) โˆˆ โ„ โˆง (๐‘› + 1) โˆˆ โ„) โ†’ ((๐‘€ < (๐‘› + (1 / 2)) โˆง (๐‘› + (1 / 2)) < (๐‘› + 1)) โ†’ ๐‘€ < (๐‘› + 1)))
1912, 14, 17, 18syl3anc 1371 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐‘€ < (๐‘› + (1 / 2)) โˆง (๐‘› + (1 / 2)) < (๐‘› + 1)) โ†’ ๐‘€ < (๐‘› + 1)))
2010, 19mpan2d 692 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ < (๐‘› + (1 / 2)) โ†’ ๐‘€ < (๐‘› + 1)))
21 zleltp1 12615 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘€ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ โ‰ค ๐‘› โ†” ๐‘€ < (๐‘› + 1)))
2221ancoms 459 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ โ‰ค ๐‘› โ†” ๐‘€ < (๐‘› + 1)))
2320, 22sylibrd 258 . . . . . . . . . 10 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ < (๐‘› + (1 / 2)) โ†’ ๐‘€ โ‰ค ๐‘›))
24 halfgt0 12430 . . . . . . . . . . . 12 0 < (1 / 2)
253, 5jca 512 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ((1 / 2) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„))
2625adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ ((1 / 2) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„))
27 ltaddpos 11706 . . . . . . . . . . . . 13 (((1 / 2) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„) โ†’ (0 < (1 / 2) โ†” ๐‘› < (๐‘› + (1 / 2))))
2826, 27syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (0 < (1 / 2) โ†” ๐‘› < (๐‘› + (1 / 2))))
2924, 28mpbii 232 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐‘› < (๐‘› + (1 / 2)))
305adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„)
31 lelttr 11306 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘€ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ โˆง (๐‘› + (1 / 2)) โˆˆ โ„) โ†’ ((๐‘€ โ‰ค ๐‘› โˆง ๐‘› < (๐‘› + (1 / 2))) โ†’ ๐‘€ < (๐‘› + (1 / 2))))
3212, 30, 14, 31syl3anc 1371 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐‘€ โ‰ค ๐‘› โˆง ๐‘› < (๐‘› + (1 / 2))) โ†’ ๐‘€ < (๐‘› + (1 / 2))))
3329, 32mpan2d 692 . . . . . . . . . 10 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ โ‰ค ๐‘› โ†’ ๐‘€ < (๐‘› + (1 / 2))))
3423, 33impbid 211 . . . . . . . . 9 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ < (๐‘› + (1 / 2)) โ†” ๐‘€ โ‰ค ๐‘›))
35 zcn 12565 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„‚)
36 1cnd 11211 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
37 2cnne0 12424 . . . . . . . . . . . . 13 (2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0)
3837a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0))
39 muldivdir 11909 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘› โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚ โˆง (2 โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โ‰  0)) โ†’ (((2 ยท ๐‘›) + 1) / 2) = (๐‘› + (1 / 2)))
4035, 36, 38, 39syl3anc 1371 . . . . . . . . . . 11 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (((2 ยท ๐‘›) + 1) / 2) = (๐‘› + (1 / 2)))
4140breq2d 5160 . . . . . . . . . 10 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘€ < (((2 ยท ๐‘›) + 1) / 2) โ†” ๐‘€ < (๐‘› + (1 / 2))))
4241adantr 481 . . . . . . . . 9 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ < (((2 ยท ๐‘›) + 1) / 2) โ†” ๐‘€ < (๐‘› + (1 / 2))))
43 2z 12596 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 โˆˆ โ„ค
4443a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ 2 โˆˆ โ„ค)
45 id 22 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค)
4644, 45zmulcld 12674 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (2 ยท ๐‘›) โˆˆ โ„ค)
4746zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (2 ยท ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
4847adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (2 ยท ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
49 pncan1 11640 . . . . . . . . . . . . 13 ((2 ยท ๐‘›) โˆˆ โ„‚ โ†’ (((2 ยท ๐‘›) + 1) โˆ’ 1) = (2 ยท ๐‘›))
5048, 49syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (((2 ยท ๐‘›) + 1) โˆ’ 1) = (2 ยท ๐‘›))
5150oveq1d 7426 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ ((((2 ยท ๐‘›) + 1) โˆ’ 1) / 2) = ((2 ยท ๐‘›) / 2))
52 2cnd 12292 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ 2 โˆˆ โ„‚)
53 2ne0 12318 . . . . . . . . . . . . . 14 2 โ‰  0
5453a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ 2 โ‰  0)
5535, 52, 54divcan3d 11997 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ((2 ยท ๐‘›) / 2) = ๐‘›)
5655adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ ((2 ยท ๐‘›) / 2) = ๐‘›)
5751, 56eqtrd 2772 . . . . . . . . . 10 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ ((((2 ยท ๐‘›) + 1) โˆ’ 1) / 2) = ๐‘›)
5857breq2d 5160 . . . . . . . . 9 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ โ‰ค ((((2 ยท ๐‘›) + 1) โˆ’ 1) / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ๐‘›))
5934, 42, 583bitr4d 310 . . . . . . . 8 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ < (((2 ยท ๐‘›) + 1) / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((((2 ยท ๐‘›) + 1) โˆ’ 1) / 2)))
60 oveq1 7418 . . . . . . . . . 10 (((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ (((2 ยท ๐‘›) + 1) / 2) = (๐‘ / 2))
6160breq2d 5160 . . . . . . . . 9 (((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ (๐‘€ < (((2 ยท ๐‘›) + 1) / 2) โ†” ๐‘€ < (๐‘ / 2)))
62 oveq1 7418 . . . . . . . . . . 11 (((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ (((2 ยท ๐‘›) + 1) โˆ’ 1) = (๐‘ โˆ’ 1))
6362oveq1d 7426 . . . . . . . . . 10 (((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ ((((2 ยท ๐‘›) + 1) โˆ’ 1) / 2) = ((๐‘ โˆ’ 1) / 2))
6463breq2d 5160 . . . . . . . . 9 (((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ (๐‘€ โ‰ค ((((2 ยท ๐‘›) + 1) โˆ’ 1) / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((๐‘ โˆ’ 1) / 2)))
6561, 64bibi12d 345 . . . . . . . 8 (((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ ((๐‘€ < (((2 ยท ๐‘›) + 1) / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((((2 ยท ๐‘›) + 1) โˆ’ 1) / 2)) โ†” (๐‘€ < (๐‘ / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((๐‘ โˆ’ 1) / 2))))
6659, 65syl5ibcom 244 . . . . . . 7 ((๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ (๐‘€ < (๐‘ / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((๐‘ โˆ’ 1) / 2))))
6766ex 413 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ (((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ (๐‘€ < (๐‘ / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((๐‘ โˆ’ 1) / 2)))))
6867adantl 482 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ (((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ (๐‘€ < (๐‘ / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((๐‘ โˆ’ 1) / 2)))))
6968com23 86 . . . 4 ((๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค) โ†’ (((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ (๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘€ < (๐‘ / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((๐‘ โˆ’ 1) / 2)))))
7069rexlimdva 3155 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„ค โ†’ (โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„ค ((2 ยท ๐‘›) + 1) = ๐‘ โ†’ (๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘€ < (๐‘ / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((๐‘ โˆ’ 1) / 2)))))
711, 70sylbid 239 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„ค โ†’ (ยฌ 2 โˆฅ ๐‘ โ†’ (๐‘€ โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘€ < (๐‘ / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((๐‘ โˆ’ 1) / 2)))))
72713imp 1111 1 ((๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ยฌ 2 โˆฅ ๐‘ โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘€ < (๐‘ / 2) โ†” ๐‘€ โ‰ค ((๐‘ โˆ’ 1) / 2)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 396   โˆง w3a 1087   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2940  โˆƒwrex 3070   class class class wbr 5148  (class class class)co 7411  โ„‚cc 11110  โ„cr 11111  0cc0 11112  1c1 11113   + caddc 11115   ยท cmul 11117   < clt 11250   โ‰ค cle 11251   โˆ’ cmin 11446   / cdiv 11873  2c2 12269  โ„คcz 12560   โˆฅ cdvds 16199
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-pnf 11252  df-mnf 11253  df-xr 11254  df-ltxr 11255  df-le 11256  df-sub 11448  df-neg 11449  df-div 11874  df-nn 12215  df-2 12277  df-n0 12475  df-z 12561  df-dvds 16200
This theorem is referenced by:  gausslemma2dlem1a  26875
  Copyright terms: Public domain W3C validator