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 43207
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 11459 . . . . 5 0 ≤ 0
2 2cn 11426 . . . . . 6 2 ∈ ℂ
3 2ne0 11462 . . . . . 6 2 ≠ 0
4 1ne2 11566 . . . . . . 7 1 ≠ 2
54necomi 3053 . . . . . 6 2 ≠ 1
6 logb1 24909 . . . . . 6 ((2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0 ∧ 2 ≠ 1) → (2 logb 1) = 0)
72, 3, 5, 6mp3an 1591 . . . . 5 (2 logb 1) = 0
81, 7breqtrri 4900 . . . 4 0 ≤ (2 logb 1)
9 0lt1 10874 . . . . 5 0 < 1
107, 9eqbrtri 4894 . . . 4 (2 logb 1) < 1
118, 10pm3.2i 464 . . 3 (0 ≤ (2 logb 1) ∧ (2 logb 1) < 1)
12 oveq2 6913 . . . . 5 (𝑁 = 1 → (2 logb 𝑁) = (2 logb 1))
1312breq2d 4885 . . . 4 (𝑁 = 1 → (0 ≤ (2 logb 𝑁) ↔ 0 ≤ (2 logb 1)))
1412breq1d 4883 . . . 4 (𝑁 = 1 → ((2 logb 𝑁) < 1 ↔ (2 logb 1) < 1))
1513, 14anbi12d 626 . . 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 11737 . . . . . . 7 2 ∈ ℤ
18 uzid 11983 . . . . . . 7 (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ‘2))
1917, 18ax-mp 5 . . . . . 6 2 ∈ (ℤ‘2)
2019a1i 11 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ (ℤ‘2))
21 nnrp 12125 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
22 logbge0b 43204 . . . . 5 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℝ+) → (0 ≤ (2 logb 𝑁) ↔ 1 ≤ 𝑁))
2320, 21, 22syl2anc 581 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (0 ≤ (2 logb 𝑁) ↔ 1 ≤ 𝑁))
24 logblt1b 43205 . . . . 5 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℝ+) → ((2 logb 𝑁) < 1 ↔ 𝑁 < 2))
2520, 21, 24syl2anc 581 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → ((2 logb 𝑁) < 1 ↔ 𝑁 < 2))
2623, 25anbi12d 626 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ((0 ≤ (2 logb 𝑁) ∧ (2 logb 𝑁) < 1) ↔ (1 ≤ 𝑁𝑁 < 2)))
27 df-2 11414 . . . . . . . 8 2 = (1 + 1)
2827breq2i 4881 . . . . . . 7 (𝑁 < 2 ↔ 𝑁 < (1 + 1))
2928a1i 11 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 < 2 ↔ 𝑁 < (1 + 1)))
3029anbi2d 624 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 ≤ 𝑁𝑁 < 2) ↔ (1 ≤ 𝑁𝑁 < (1 + 1))))
31 nnre 11358 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
32 1zzd 11736 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℤ)
33 flbi 12912 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℤ) → ((⌊‘𝑁) = 1 ↔ (1 ≤ 𝑁𝑁 < (1 + 1))))
3431, 32, 33syl2anc 581 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → ((⌊‘𝑁) = 1 ↔ (1 ≤ 𝑁𝑁 < (1 + 1))))
3530, 34bitr4d 274 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 ≤ 𝑁𝑁 < 2) ↔ (⌊‘𝑁) = 1))
36 nnz 11727 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
37 flid 12904 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℤ → (⌊‘𝑁) = 𝑁)
3836, 37syl 17 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → (⌊‘𝑁) = 𝑁)
3938eqcomd 2831 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 = (⌊‘𝑁))
4039adantr 474 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (⌊‘𝑁) = 1) → 𝑁 = (⌊‘𝑁))
41 simpr 479 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (⌊‘𝑁) = 1) → (⌊‘𝑁) = 1)
4240, 41eqtrd 2861 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (⌊‘𝑁) = 1) → 𝑁 = 1)
4342ex 403 . . . 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 386   = wceq 1658  wcel 2166  wne 2999   class class class wbr 4873  cfv 6123  (class class class)co 6905  cc 10250  cr 10251  0cc0 10252  1c1 10253   + caddc 10255   < clt 10391  cle 10392  cn 11350  2c2 11406  cz 11704  cuz 11968  +crp 12112  cfl 12886   logb clogb 24904
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1896  ax-4 1910  ax-5 2011  ax-6 2077  ax-7 2114  ax-8 2168  ax-9 2175  ax-10 2194  ax-11 2209  ax-12 2222  ax-13 2391  ax-ext 2803  ax-rep 4994  ax-sep 5005  ax-nul 5013  ax-pow 5065  ax-pr 5127  ax-un 7209  ax-inf2 8815  ax-cnex 10308  ax-resscn 10309  ax-1cn 10310  ax-icn 10311  ax-addcl 10312  ax-addrcl 10313  ax-mulcl 10314  ax-mulrcl 10315  ax-mulcom 10316  ax-addass 10317  ax-mulass 10318  ax-distr 10319  ax-i2m1 10320  ax-1ne0 10321  ax-1rid 10322  ax-rnegex 10323  ax-rrecex 10324  ax-cnre 10325  ax-pre-lttri 10326  ax-pre-lttrn 10327  ax-pre-ltadd 10328  ax-pre-mulgt0 10329  ax-pre-sup 10330  ax-addf 10331  ax-mulf 10332
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 881  df-3or 1114  df-3an 1115  df-tru 1662  df-fal 1672  df-ex 1881  df-nf 1885  df-sb 2070  df-mo 2605  df-eu 2640  df-clab 2812  df-cleq 2818  df-clel 2821  df-nfc 2958  df-ne 3000  df-nel 3103  df-ral 3122  df-rex 3123  df-reu 3124  df-rmo 3125  df-rab 3126  df-v 3416  df-sbc 3663  df-csb 3758  df-dif 3801  df-un 3803  df-in 3805  df-ss 3812  df-pss 3814  df-nul 4145  df-if 4307  df-pw 4380  df-sn 4398  df-pr 4400  df-tp 4402  df-op 4404  df-uni 4659  df-int 4698  df-iun 4742  df-iin 4743  df-br 4874  df-opab 4936  df-mpt 4953  df-tr 4976  df-id 5250  df-eprel 5255  df-po 5263  df-so 5264  df-fr 5301  df-se 5302  df-we 5303  df-xp 5348  df-rel 5349  df-cnv 5350  df-co 5351  df-dm 5352  df-rn 5353  df-res 5354  df-ima 5355  df-pred 5920  df-ord 5966  df-on 5967  df-lim 5968  df-suc 5969  df-iota 6086  df-fun 6125  df-fn 6126  df-f 6127  df-f1 6128  df-fo 6129  df-f1o 6130  df-fv 6131  df-isom 6132  df-riota 6866  df-ov 6908  df-oprab 6909  df-mpt2 6910  df-of 7157  df-om 7327  df-1st 7428  df-2nd 7429  df-supp 7560  df-wrecs 7672  df-recs 7734  df-rdg 7772  df-1o 7826  df-2o 7827  df-oadd 7830  df-er 8009  df-map 8124  df-pm 8125  df-ixp 8176  df-en 8223  df-dom 8224  df-sdom 8225  df-fin 8226  df-fsupp 8545  df-fi 8586  df-sup 8617  df-inf 8618  df-oi 8684  df-card 9078  df-cda 9305  df-pnf 10393  df-mnf 10394  df-xr 10395  df-ltxr 10396  df-le 10397  df-sub 10587  df-neg 10588  df-div 11010  df-nn 11351  df-2 11414  df-3 11415  df-4 11416  df-5 11417  df-6 11418  df-7 11419  df-8 11420  df-9 11421  df-n0 11619  df-z 11705  df-dec 11822  df-uz 11969  df-q 12072  df-rp 12113  df-xneg 12232  df-xadd 12233  df-xmul 12234  df-ioo 12467  df-ioc 12468  df-ico 12469  df-icc 12470  df-fz 12620  df-fzo 12761  df-fl 12888  df-mod 12964  df-seq 13096  df-exp 13155  df-fac 13354  df-bc 13383  df-hash 13411  df-shft 14184  df-cj 14216  df-re 14217  df-im 14218  df-sqrt 14352  df-abs 14353  df-limsup 14579  df-clim 14596  df-rlim 14597  df-sum 14794  df-ef 15170  df-sin 15172  df-cos 15173  df-pi 15175  df-struct 16224  df-ndx 16225  df-slot 16226  df-base 16228  df-sets 16229  df-ress 16230  df-plusg 16318  df-mulr 16319  df-starv 16320  df-sca 16321  df-vsca 16322  df-ip 16323  df-tset 16324  df-ple 16325  df-ds 16327  df-unif 16328  df-hom 16329  df-cco 16330  df-rest 16436  df-topn 16437  df-0g 16455  df-gsum 16456  df-topgen 16457  df-pt 16458  df-prds 16461  df-xrs 16515  df-qtop 16520  df-imas 16521  df-xps 16523  df-mre 16599  df-mrc 16600  df-acs 16602  df-mgm 17595  df-sgrp 17637  df-mnd 17648  df-submnd 17689  df-mulg 17895  df-cntz 18100  df-cmn 18548  df-psmet 20098  df-xmet 20099  df-met 20100  df-bl 20101  df-mopn 20102  df-fbas 20103  df-fg 20104  df-cnfld 20107  df-top 21069  df-topon 21086  df-topsp 21108  df-bases 21121  df-cld 21194  df-ntr 21195  df-cls 21196  df-nei 21273  df-lp 21311  df-perf 21312  df-cn 21402  df-cnp 21403  df-haus 21490  df-tx 21736  df-hmeo 21929  df-fil 22020  df-fm 22112  df-flim 22113  df-flf 22114  df-xms 22495  df-ms 22496  df-tms 22497  df-cncf 23051  df-limc 24029  df-dv 24030  df-log 24702  df-logb 24905
This theorem is referenced by:  blen1b  43229
  Copyright terms: Public domain W3C validator