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Theorem nnolog2flm1 43056
Description: The floor of the binary logarithm of an odd integer greater than 1 is the floor of the binary logarithm of the integer decreased by 1. (Contributed by AV, 2-Jun-2020.)
Assertion
Ref Expression
nnolog2flm1 ((𝑁 ∈ (ℤ‘2) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))

Proof of Theorem nnolog2flm1
StepHypRef Expression
1 eluz2nn 11929 . . . 4 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 𝑁 ∈ ℕ)
2 nnpw2blenfzo2 43048 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∨ 𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁)))))
31, 2syl 17 . . 3 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∨ 𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁)))))
41adantl 473 . . . . . . . . 9 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 ∈ ℕ)
5 nneo 11711 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 / 2) ∈ ℕ ↔ ¬ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ))
65bicomd 214 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (¬ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ ↔ (𝑁 / 2) ∈ ℕ))
74, 6syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (¬ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ ↔ (𝑁 / 2) ∈ ℕ))
8 notnotb 306 . . . . . . . 8 ((𝑁 / 2) ∈ ℕ ↔ ¬ ¬ (𝑁 / 2) ∈ ℕ)
97, 8syl6bb 278 . . . . . . 7 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (¬ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ ↔ ¬ ¬ (𝑁 / 2) ∈ ℕ))
109con4bid 308 . . . . . 6 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ ↔ ¬ (𝑁 / 2) ∈ ℕ))
11 simpl 474 . . . . . . . . 9 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)))
1211oveq1d 6859 . . . . . . . 8 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 / 2) = ((2↑((#b𝑁) − 1)) / 2))
13 blennnelnn 43042 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → (#b𝑁) ∈ ℕ)
1413nnnn0d 11600 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → (#b𝑁) ∈ ℕ0)
151, 14syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (#b𝑁) ∈ ℕ0)
16 2m1e1 11407 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 − 1) = 1
17 2cn 11349 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 ∈ ℂ
18 2ne0 11385 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 ≠ 0
19 1ne2 11488 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1 ≠ 2
2019necomi 2991 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 ≠ 1
21 logbid1 24800 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0 ∧ 2 ≠ 1) → (2 logb 2) = 1)
2217, 18, 20, 21mp3an 1585 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (2 logb 2) = 1
23 eluzle 11902 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ≤ 𝑁)
24 2z 11659 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ∈ ℤ
25 uzid 11904 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (2 ∈ ℤ → 2 ∈ (ℤ‘2))
2624, 25mp1i 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ∈ (ℤ‘2))
27 2rp 12036 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ∈ ℝ+
2827a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ∈ ℝ+)
291nnrpd 12071 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 𝑁 ∈ ℝ+)
30 logbleb 24815 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((2 ∈ (ℤ‘2) ∧ 2 ∈ ℝ+𝑁 ∈ ℝ+) → (2 ≤ 𝑁 ↔ (2 logb 2) ≤ (2 logb 𝑁)))
3126, 28, 29, 30syl3anc 1490 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 ≤ 𝑁 ↔ (2 logb 2) ≤ (2 logb 𝑁)))
3223, 31mpbid 223 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 logb 2) ≤ (2 logb 𝑁))
3322, 32syl5eqbrr 4847 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 1 ≤ (2 logb 𝑁))
3420a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ≠ 1)
35 relogbcl 24805 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 ∈ ℝ+𝑁 ∈ ℝ+ ∧ 2 ≠ 1) → (2 logb 𝑁) ∈ ℝ)
3628, 29, 34, 35syl3anc 1490 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 logb 𝑁) ∈ ℝ)
37 1zzd 11658 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 1 ∈ ℤ)
38 flge 12817 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((2 logb 𝑁) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℤ) → (1 ≤ (2 logb 𝑁) ↔ 1 ≤ (⌊‘(2 logb 𝑁))))
3936, 37, 38syl2anc 579 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (1 ≤ (2 logb 𝑁) ↔ 1 ≤ (⌊‘(2 logb 𝑁))))
4033, 39mpbid 223 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 1 ≤ (⌊‘(2 logb 𝑁)))
4116, 40syl5eqbr 4846 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 − 1) ≤ (⌊‘(2 logb 𝑁)))
42 2re 11348 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℝ
4342a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ∈ ℝ)
44 1red 10296 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 1 ∈ ℝ)
4536flcld 12810 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) ∈ ℤ)
4645zred 11732 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) ∈ ℝ)
4743, 44, 46lesubaddd 10880 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((2 − 1) ≤ (⌊‘(2 logb 𝑁)) ↔ 2 ≤ ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1)))
4841, 47mpbid 223 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ≤ ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1))
49 blennn 43041 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → (#b𝑁) = ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1))
501, 49syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (#b𝑁) = ((⌊‘(2 logb 𝑁)) + 1))
5148, 50breqtrrd 4839 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ≤ (#b𝑁))
52 nn0ge2m1nn 11609 . . . . . . . . . . 11 (((#b𝑁) ∈ ℕ0 ∧ 2 ≤ (#b𝑁)) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ)
5315, 51, 52syl2anc 579 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ)
5453adantl 473 . . . . . . . . 9 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ)
55 nnpw2even 42995 . . . . . . . . 9 (((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ → ((2↑((#b𝑁) − 1)) / 2) ∈ ℕ)
5654, 55syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → ((2↑((#b𝑁) − 1)) / 2) ∈ ℕ)
5712, 56eqeltrd 2844 . . . . . . 7 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 / 2) ∈ ℕ)
5857pm2.24d 148 . . . . . 6 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (¬ (𝑁 / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1)))))
5910, 58sylbid 231 . . . . 5 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1)))))
6059ex 401 . . . 4 (𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))))
611, 13syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (#b𝑁) ∈ ℕ)
62 nnm1nn0 11583 . . . . . . . . 9 ((#b𝑁) ∈ ℕ → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0)
6361, 62syl 17 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0)
6463ad2antlr 718 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0)
651ad2antlr 718 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℕ)
66 nnpw2blenfzo 43047 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(#b𝑁))))
6765, 66syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(#b𝑁))))
6861nncnd 11294 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (#b𝑁) ∈ ℂ)
6968ad2antlr 718 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (#b𝑁) ∈ ℂ)
70 npcan1 10711 . . . . . . . . . . 11 ((#b𝑁) ∈ ℂ → (((#b𝑁) − 1) + 1) = (#b𝑁))
7169, 70syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (((#b𝑁) − 1) + 1) = (#b𝑁))
7271oveq2d 6860 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) = (2↑(#b𝑁)))
7372oveq2d 6860 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))) = ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(#b𝑁))))
7467, 73eleqtrrd 2847 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
75 fllog2 43034 . . . . . . 7 ((((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0𝑁 ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = ((#b𝑁) − 1))
7664, 74, 75syl2anc 579 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = ((#b𝑁) − 1))
7761ad2antlr 718 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (#b𝑁) ∈ ℕ)
7877, 62syl 17 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0)
79 elfzo2 12684 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ↔ (𝑁 ∈ (ℤ‘((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)) ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))))
80 eluz2 11895 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)) ↔ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁))
81803anbi1i 1196 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ (ℤ‘((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)) ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ↔ ((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))))
8279, 81bitri 266 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ↔ ((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))))
83 2nn 11347 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 ∈ ℕ
8483a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 2 ∈ ℕ)
8584, 63jca 507 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 ∈ ℕ ∧ ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0))
8685adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2 ∈ ℕ ∧ ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0))
87 nnexpcl 13083 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 ∈ ℕ ∧ ((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℕ)
8886, 87syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℕ)
8988nnzd 11731 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℤ)
90 peano2zm 11670 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
91903ad2ant2 1164 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
9291adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
9392adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
9484, 63nnexpcld 13240 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℕ)
9594nnred 11293 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℝ)
961nnred 11293 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 𝑁 ∈ ℝ)
97 leaddsub 10760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁 ↔ (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
9895, 44, 96, 97syl3anc 1490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁 ↔ (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
9998biimpcd 240 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁 → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
100993ad2ant3 1165 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
101100adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
102101imp 395 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1))
103 eluz2 11895 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ↔ ((2↑((#b𝑁) − 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) ∈ ℤ ∧ (2↑((#b𝑁) − 1)) ≤ (𝑁 − 1)))
10489, 93, 102, 103syl3anbrc 1443 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))))
10570eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((#b𝑁) ∈ ℂ → ((((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0 ↔ (#b𝑁) ∈ ℕ0))
10668, 105syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0 ↔ (#b𝑁) ∈ ℕ0))
10715, 106mpbird 248 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0)
10884, 107jca 507 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2 ∈ ℕ ∧ (((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0))
109108adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2 ∈ ℕ ∧ (((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0))
110 nnexpcl 13083 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((2 ∈ ℕ ∧ (((#b𝑁) − 1) + 1) ∈ ℕ0) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℕ)
111109, 110syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℕ)
112111nnzd 11731 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ)
113 ltle 10382 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℝ) → (𝑁 < (2↑(#b𝑁)) → 𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁))))
114 nnre 11284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
11542a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ)
116115, 14reexpcld 13235 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑁 ∈ ℕ → (2↑(#b𝑁)) ∈ ℝ)
117114, 116jca 507 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 ∈ ℝ ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℝ))
1181, 117syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (𝑁 ∈ ℝ ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℝ))
119113, 118syl11 33 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 < (2↑(#b𝑁)) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁))))
120119adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → 𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁))))
121120imp 395 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁)))
122 simpll2 1271 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → 𝑁 ∈ ℤ)
12384, 15nnexpcld 13240 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑(#b𝑁)) ∈ ℕ)
124123nnzd 11731 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ)
125124adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ)
126 zlem1lt 11679 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ) → (𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁)) ↔ (𝑁 − 1) < (2↑(#b𝑁))))
127122, 125, 126syl2anc 579 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 ≤ (2↑(#b𝑁)) ↔ (𝑁 − 1) < (2↑(#b𝑁))))
128121, 127mpbid 223 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 − 1) < (2↑(#b𝑁)))
12968, 70syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((#b𝑁) − 1) + 1) = (#b𝑁))
130129oveq2d 6860 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) = (2↑(#b𝑁)))
131130adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) = (2↑(#b𝑁)))
132128, 131breqtrrd 4839 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))
133104, 112, 1323jca 1158 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
134133ex 401 . . . . . . . . . . . 12 (((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))))
1351343adant2 1161 . . . . . . . . . . 11 (((((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ ((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1) ≤ 𝑁) ∧ (2↑(#b𝑁)) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))))
13682, 135sylbi 208 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))))
137136imp 395 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
138 elfzo2 12684 . . . . . . . . 9 ((𝑁 − 1) ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))) ↔ ((𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(2↑((#b𝑁) − 1))) ∧ (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)) ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) < (2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
139137, 138sylibr 225 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) → (𝑁 − 1) ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
140139adantr 472 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (𝑁 − 1) ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1))))
141 fllog2 43034 . . . . . . 7 ((((#b𝑁) − 1) ∈ ℕ0 ∧ (𝑁 − 1) ∈ ((2↑((#b𝑁) − 1))..^(2↑(((#b𝑁) − 1) + 1)))) → (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))) = ((#b𝑁) − 1))
14278, 140, 141syl2anc 579 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))) = ((#b𝑁) − 1))
14376, 142eqtr4d 2802 . . . . 5 (((𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘2)) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))
144143exp31 410 . . . 4 (𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))))
14560, 144jaoi 883 . . 3 ((𝑁 = (2↑((#b𝑁) − 1)) ∨ 𝑁 ∈ (((2↑((#b𝑁) − 1)) + 1)..^(2↑(#b𝑁)))) → (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))))
1463, 145mpcom 38 . 2 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) → (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1)))))
147146imp 395 1 ((𝑁 ∈ (ℤ‘2) ∧ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℕ) → (⌊‘(2 logb 𝑁)) = (⌊‘(2 logb (𝑁 − 1))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  wo 873  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937   class class class wbr 4811  cfv 6070  (class class class)co 6844  cc 10189  cr 10190  0cc0 10191  1c1 10192   + caddc 10194   < clt 10330  cle 10331  cmin 10522   / cdiv 10940  cn 11276  2c2 11329  0cn0 11540  cz 11626  cuz 11889  +crp 12031  ..^cfzo 12676  cfl 12802  cexp 13070   logb clogb 24796  #bcblen 43035
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7149  ax-inf2 8755  ax-cnex 10247  ax-resscn 10248  ax-1cn 10249  ax-icn 10250  ax-addcl 10251  ax-addrcl 10252  ax-mulcl 10253  ax-mulrcl 10254  ax-mulcom 10255  ax-addass 10256  ax-mulass 10257  ax-distr 10258  ax-i2m1 10259  ax-1ne0 10260  ax-1rid 10261  ax-rnegex 10262  ax-rrecex 10263  ax-cnre 10264  ax-pre-lttri 10265  ax-pre-lttrn 10266  ax-pre-ltadd 10267  ax-pre-mulgt0 10268  ax-pre-sup 10269  ax-addf 10270  ax-mulf 10271
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-iin 4681  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-se 5239  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-isom 6079  df-riota 6805  df-ov 6847  df-oprab 6848  df-mpt2 6849  df-of 7097  df-om 7266  df-1st 7368  df-2nd 7369  df-supp 7500  df-wrecs 7612  df-recs 7674  df-rdg 7712  df-1o 7766  df-2o 7767  df-oadd 7770  df-er 7949  df-map 8064  df-pm 8065  df-ixp 8116  df-en 8163  df-dom 8164  df-sdom 8165  df-fin 8166  df-fsupp 8485  df-fi 8526  df-sup 8557  df-inf 8558  df-oi 8624  df-card 9018  df-cda 9245  df-pnf 10332  df-mnf 10333  df-xr 10334  df-ltxr 10335  df-le 10336  df-sub 10524  df-neg 10525  df-div 10941  df-nn 11277  df-2 11337  df-3 11338  df-4 11339  df-5 11340  df-6 11341  df-7 11342  df-8 11343  df-9 11344  df-n0 11541  df-z 11627  df-dec 11744  df-uz 11890  df-q 11993  df-rp 12032  df-xneg 12149  df-xadd 12150  df-xmul 12151  df-ioo 12384  df-ioc 12385  df-ico 12386  df-icc 12387  df-fz 12537  df-fzo 12677  df-fl 12804  df-mod 12880  df-seq 13012  df-exp 13071  df-fac 13268  df-bc 13297  df-hash 13325  df-shft 14095  df-cj 14127  df-re 14128  df-im 14129  df-sqrt 14263  df-abs 14264  df-limsup 14490  df-clim 14507  df-rlim 14508  df-sum 14705  df-ef 15083  df-sin 15085  df-cos 15086  df-pi 15088  df-struct 16135  df-ndx 16136  df-slot 16137  df-base 16139  df-sets 16140  df-ress 16141  df-plusg 16230  df-mulr 16231  df-starv 16232  df-sca 16233  df-vsca 16234  df-ip 16235  df-tset 16236  df-ple 16237  df-ds 16239  df-unif 16240  df-hom 16241  df-cco 16242  df-rest 16352  df-topn 16353  df-0g 16371  df-gsum 16372  df-topgen 16373  df-pt 16374  df-prds 16377  df-xrs 16431  df-qtop 16436  df-imas 16437  df-xps 16439  df-mre 16515  df-mrc 16516  df-acs 16518  df-mgm 17511  df-sgrp 17553  df-mnd 17564  df-submnd 17605  df-mulg 17811  df-cntz 18016  df-cmn 18464  df-psmet 20014  df-xmet 20015  df-met 20016  df-bl 20017  df-mopn 20018  df-fbas 20019  df-fg 20020  df-cnfld 20023  df-top 20981  df-topon 20998  df-topsp 21020  df-bases 21033  df-cld 21106  df-ntr 21107  df-cls 21108  df-nei 21185  df-lp 21223  df-perf 21224  df-cn 21314  df-cnp 21315  df-haus 21402  df-tx 21648  df-hmeo 21841  df-fil 21932  df-fm 22024  df-flim 22025  df-flf 22026  df-xms 22407  df-ms 22408  df-tms 22409  df-cncf 22963  df-limc 23924  df-dv 23925  df-log 24597  df-cxp 24598  df-logb 24797  df-blen 43036
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