Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  nnlog2ge0lt1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nnlog2ge0lt1 43159
Description: A positive integer is 1 iff its binary logarithm is between 0 and 1. (Contributed by AV, 30-May-2020.)
Assertion
Ref Expression
nnlog2ge0lt1 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 = 1 ↔ (0 ≤ (2 logb 𝑁) ∧ (2 logb 𝑁) < 1)))

Proof of Theorem nnlog2ge0lt1
StepHypRef Expression
1 0le0 11421 . . . . 5 0 ≤ 0
2 2cn 11388 . . . . . 6 2 ∈ ℂ
3 2ne0 11424 . . . . . 6 2 ≠ 0
4 1ne2 11528 . . . . . . 7 1 ≠ 2
54necomi 3025 . . . . . 6 2 ≠ 1
6 logb1 24851 . . . . . 6 ((2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0 ∧ 2 ≠ 1) → (2 logb 1) = 0)
72, 3, 5, 6mp3an 1586 . . . . 5 (2 logb 1) = 0
81, 7breqtrri 4870 . . . 4 0 ≤ (2 logb 1)
9 0lt1 10842 . . . . 5 0 < 1
107, 9eqbrtri 4864 . . . 4 (2 logb 1) < 1
118, 10pm3.2i 463 . . 3 (0 ≤ (2 logb 1) ∧ (2 logb 1) < 1)
12 oveq2 6886 . . . . 5 (𝑁 = 1 → (2 logb 𝑁) = (2 logb 1))
1312breq2d 4855 . . . 4 (𝑁 = 1 → (0 ≤ (2 logb 𝑁) ↔ 0 ≤ (2 logb 1)))
1412breq1d 4853 . . . 4 (𝑁 = 1 → ((2 logb 𝑁) < 1 ↔ (2 logb 1) < 1))
1513, 14anbi12d 625 . . 3 (𝑁 = 1 → ((0 ≤ (2 logb 𝑁) ∧ (2 logb 𝑁) < 1) ↔ (0 ≤ (2 logb 1) ∧ (2 logb 1) < 1)))
1611, 15mpbiri 250 . 2 (𝑁 = 1 → (0 ≤ (2 logb 𝑁) ∧ (2 logb 𝑁) < 1))
17 2z 11699 . . . . . . 7 2 ∈ ℤ
18 uzid 11945 . . . . . . 7 (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ‘2))
1917, 18ax-mp 5 . . . . . 6 2 ∈ (ℤ‘2)
2019a1i 11 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ (ℤ‘2))
21 nnrp 12087 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
22 logbge0b 43156 . . . . 5 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℝ+) → (0 ≤ (2 logb 𝑁) ↔ 1 ≤ 𝑁))
2320, 21, 22syl2anc 580 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (0 ≤ (2 logb 𝑁) ↔ 1 ≤ 𝑁))
24 logblt1b 43157 . . . . 5 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℝ+) → ((2 logb 𝑁) < 1 ↔ 𝑁 < 2))
2520, 21, 24syl2anc 580 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → ((2 logb 𝑁) < 1 ↔ 𝑁 < 2))
2623, 25anbi12d 625 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ((0 ≤ (2 logb 𝑁) ∧ (2 logb 𝑁) < 1) ↔ (1 ≤ 𝑁𝑁 < 2)))
27 df-2 11376 . . . . . . . 8 2 = (1 + 1)
2827breq2i 4851 . . . . . . 7 (𝑁 < 2 ↔ 𝑁 < (1 + 1))
2928a1i 11 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 < 2 ↔ 𝑁 < (1 + 1)))
3029anbi2d 623 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 ≤ 𝑁𝑁 < 2) ↔ (1 ≤ 𝑁𝑁 < (1 + 1))))
31 nnre 11320 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
32 1zzd 11698 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℤ)
33 flbi 12872 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℤ) → ((⌊‘𝑁) = 1 ↔ (1 ≤ 𝑁𝑁 < (1 + 1))))
3431, 32, 33syl2anc 580 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → ((⌊‘𝑁) = 1 ↔ (1 ≤ 𝑁𝑁 < (1 + 1))))
3530, 34bitr4d 274 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 ≤ 𝑁𝑁 < 2) ↔ (⌊‘𝑁) = 1))
36 nnz 11689 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
37 flid 12864 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℤ → (⌊‘𝑁) = 𝑁)
3836, 37syl 17 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → (⌊‘𝑁) = 𝑁)
3938eqcomd 2805 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 = (⌊‘𝑁))
4039adantr 473 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (⌊‘𝑁) = 1) → 𝑁 = (⌊‘𝑁))
41 simpr 478 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (⌊‘𝑁) = 1) → (⌊‘𝑁) = 1)
4240, 41eqtrd 2833 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (⌊‘𝑁) = 1) → 𝑁 = 1)
4342ex 402 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → ((⌊‘𝑁) = 1 → 𝑁 = 1))
4435, 43sylbid 232 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 ≤ 𝑁𝑁 < 2) → 𝑁 = 1))
4526, 44sylbid 232 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → ((0 ≤ (2 logb 𝑁) ∧ (2 logb 𝑁) < 1) → 𝑁 = 1))
4616, 45impbid2 218 1 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 = 1 ↔ (0 ≤ (2 logb 𝑁) ∧ (2 logb 𝑁) < 1)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 198  wa 385   = wceq 1653  wcel 2157  wne 2971   class class class wbr 4843  cfv 6101  (class class class)co 6878  cc 10222  cr 10223  0cc0 10224  1c1 10225   + caddc 10227   < clt 10363  cle 10364  cn 11312  2c2 11368  cz 11666  cuz 11930  +crp 12074  cfl 12846   logb clogb 24846
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2377  ax-ext 2777  ax-rep 4964  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5097  ax-un 7183  ax-inf2 8788  ax-cnex 10280  ax-resscn 10281  ax-1cn 10282  ax-icn 10283  ax-addcl 10284  ax-addrcl 10285  ax-mulcl 10286  ax-mulrcl 10287  ax-mulcom 10288  ax-addass 10289  ax-mulass 10290  ax-distr 10291  ax-i2m1 10292  ax-1ne0 10293  ax-1rid 10294  ax-rnegex 10295  ax-rrecex 10296  ax-cnre 10297  ax-pre-lttri 10298  ax-pre-lttrn 10299  ax-pre-ltadd 10300  ax-pre-mulgt0 10301  ax-pre-sup 10302  ax-addf 10303  ax-mulf 10304
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-fal 1667  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2591  df-eu 2609  df-clab 2786  df-cleq 2792  df-clel 2795  df-nfc 2930  df-ne 2972  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3387  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4116  df-if 4278  df-pw 4351  df-sn 4369  df-pr 4371  df-tp 4373  df-op 4375  df-uni 4629  df-int 4668  df-iun 4712  df-iin 4713  df-br 4844  df-opab 4906  df-mpt 4923  df-tr 4946  df-id 5220  df-eprel 5225  df-po 5233  df-so 5234  df-fr 5271  df-se 5272  df-we 5273  df-xp 5318  df-rel 5319  df-cnv 5320  df-co 5321  df-dm 5322  df-rn 5323  df-res 5324  df-ima 5325  df-pred 5898  df-ord 5944  df-on 5945  df-lim 5946  df-suc 5947  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-isom 6110  df-riota 6839  df-ov 6881  df-oprab 6882  df-mpt2 6883  df-of 7131  df-om 7300  df-1st 7401  df-2nd 7402  df-supp 7533  df-wrecs 7645  df-recs 7707  df-rdg 7745  df-1o 7799  df-2o 7800  df-oadd 7803  df-er 7982  df-map 8097  df-pm 8098  df-ixp 8149  df-en 8196  df-dom 8197  df-sdom 8198  df-fin 8199  df-fsupp 8518  df-fi 8559  df-sup 8590  df-inf 8591  df-oi 8657  df-card 9051  df-cda 9278  df-pnf 10365  df-mnf 10366  df-xr 10367  df-ltxr 10368  df-le 10369  df-sub 10558  df-neg 10559  df-div 10977  df-nn 11313  df-2 11376  df-3 11377  df-4 11378  df-5 11379  df-6 11380  df-7 11381  df-8 11382  df-9 11383  df-n0 11581  df-z 11667  df-dec 11784  df-uz 11931  df-q 12034  df-rp 12075  df-xneg 12193  df-xadd 12194  df-xmul 12195  df-ioo 12428  df-ioc 12429  df-ico 12430  df-icc 12431  df-fz 12581  df-fzo 12721  df-fl 12848  df-mod 12924  df-seq 13056  df-exp 13115  df-fac 13314  df-bc 13343  df-hash 13371  df-shft 14148  df-cj 14180  df-re 14181  df-im 14182  df-sqrt 14316  df-abs 14317  df-limsup 14543  df-clim 14560  df-rlim 14561  df-sum 14758  df-ef 15134  df-sin 15136  df-cos 15137  df-pi 15139  df-struct 16186  df-ndx 16187  df-slot 16188  df-base 16190  df-sets 16191  df-ress 16192  df-plusg 16280  df-mulr 16281  df-starv 16282  df-sca 16283  df-vsca 16284  df-ip 16285  df-tset 16286  df-ple 16287  df-ds 16289  df-unif 16290  df-hom 16291  df-cco 16292  df-rest 16398  df-topn 16399  df-0g 16417  df-gsum 16418  df-topgen 16419  df-pt 16420  df-prds 16423  df-xrs 16477  df-qtop 16482  df-imas 16483  df-xps 16485  df-mre 16561  df-mrc 16562  df-acs 16564  df-mgm 17557  df-sgrp 17599  df-mnd 17610  df-submnd 17651  df-mulg 17857  df-cntz 18062  df-cmn 18510  df-psmet 20060  df-xmet 20061  df-met 20062  df-bl 20063  df-mopn 20064  df-fbas 20065  df-fg 20066  df-cnfld 20069  df-top 21027  df-topon 21044  df-topsp 21066  df-bases 21079  df-cld 21152  df-ntr 21153  df-cls 21154  df-nei 21231  df-lp 21269  df-perf 21270  df-cn 21360  df-cnp 21361  df-haus 21448  df-tx 21694  df-hmeo 21887  df-fil 21978  df-fm 22070  df-flim 22071  df-flf 22072  df-xms 22453  df-ms 22454  df-tms 22455  df-cncf 23009  df-limc 23971  df-dv 23972  df-log 24644  df-logb 24847
This theorem is referenced by:  blen1b  43181
  Copyright terms: Public domain W3C validator