Theorem rmxluc 42227

Description: The X sequence is a Lucas (second-order integer recurrence) sequence. Part 3 of equation 2.11 of [JonesMatijasevic] p. 695. (Contributed by Stefan O'Rear, 14-Oct-2014.)

Assertion

Ref	Expression
rmxluc	⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm (𝑁 + 1)) = (((2 · 𝐴) · (𝐴 Xrm 𝑁)) − (𝐴 Xrm (𝑁 − 1))))

Proof of Theorem rmxluc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		peano2zm 12604	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
2		frmx 42204	. . . . . . . 8 ⊢ Xrm :((ℤ≥‘2) × ℤ)⟶ℕ0
3	2	fovcl 7530	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁 − 1) ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm (𝑁 − 1)) ∈ ℕ0)
4	3	nn0cnd 12533	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁 − 1) ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm (𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
5	1, 4	sylan2 592	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm (𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
6		peano2z 12602	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
7	2	fovcl 7530	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm (𝑁 + 1)) ∈ ℕ0)
8	7	nn0cnd 12533	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm (𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
9	6, 8	sylan2 592	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm (𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
10	5, 9	addcomd 11415	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐴 Xrm (𝑁 − 1)) + (𝐴 Xrm (𝑁 + 1))) = ((𝐴 Xrm (𝑁 + 1)) + (𝐴 Xrm (𝑁 − 1))))
11		rmxp1 42223	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm (𝑁 + 1)) = (((𝐴 Xrm 𝑁) · 𝐴) + (((𝐴↑2) − 1) · (𝐴 Yrm 𝑁))))
12		rmxm1 42225	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm (𝑁 − 1)) = ((𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁)) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝐴 Yrm 𝑁))))
13	11, 12	oveq12d 7420	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐴 Xrm (𝑁 + 1)) + (𝐴 Xrm (𝑁 − 1))) = ((((𝐴 Xrm 𝑁) · 𝐴) + (((𝐴↑2) − 1) · (𝐴 Yrm 𝑁))) + ((𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁)) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝐴 Yrm 𝑁)))))
14	2	fovcl 7530	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm 𝑁) ∈ ℕ0)
15	14	nn0cnd 12533	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm 𝑁) ∈ ℂ)
16		eluzelcn 12833	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝐴 ∈ ℂ)
17	16	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℂ)
18	15, 17	mulcld 11233	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐴 Xrm 𝑁) · 𝐴) ∈ ℂ)
19		rmspecnonsq 42197	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) → ((𝐴↑2) − 1) ∈ (ℕ ∖ ◻NN))
20	19	eldifad 3953	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) → ((𝐴↑2) − 1) ∈ ℕ)
21	20	nncnd 12227	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) → ((𝐴↑2) − 1) ∈ ℂ)
22	21	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐴↑2) − 1) ∈ ℂ)
23		frmy 42205	. . . . . . . . 9 ⊢ Yrm :((ℤ≥‘2) × ℤ)⟶ℤ
24	23	fovcl 7530	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm 𝑁) ∈ ℤ)
25	24	zcnd 12666	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm 𝑁) ∈ ℂ)
26	22, 25	mulcld 11233	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝐴↑2) − 1) · (𝐴 Yrm 𝑁)) ∈ ℂ)
27	17, 15	mulcld 11233	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁)) ∈ ℂ)
28	18, 26, 27	ppncand 11610	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((((𝐴 Xrm 𝑁) · 𝐴) + (((𝐴↑2) − 1) · (𝐴 Yrm 𝑁))) + ((𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁)) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝐴 Yrm 𝑁)))) = (((𝐴 Xrm 𝑁) · 𝐴) + (𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁))))
29	15, 17	mulcomd 11234	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐴 Xrm 𝑁) · 𝐴) = (𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁)))
30	29	oveq1d 7417	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝐴 Xrm 𝑁) · 𝐴) + (𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁))) = ((𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁)) + (𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁))))
31		2cnd 12289	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 2 ∈ ℂ)
32	31, 17, 15	mulassd 11236	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((2 · 𝐴) · (𝐴 Xrm 𝑁)) = (2 · (𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁))))
33	27	2timesd 12454	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (2 · (𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁))) = ((𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁)) + (𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁))))
34	32, 33	eqtr2d 2765	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁)) + (𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁))) = ((2 · 𝐴) · (𝐴 Xrm 𝑁)))
35	28, 30, 34	3eqtrd 2768	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((((𝐴 Xrm 𝑁) · 𝐴) + (((𝐴↑2) − 1) · (𝐴 Yrm 𝑁))) + ((𝐴 · (𝐴 Xrm 𝑁)) − (((𝐴↑2) − 1) · (𝐴 Yrm 𝑁)))) = ((2 · 𝐴) · (𝐴 Xrm 𝑁)))
36	10, 13, 35	3eqtrd 2768	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐴 Xrm (𝑁 − 1)) + (𝐴 Xrm (𝑁 + 1))) = ((2 · 𝐴) · (𝐴 Xrm 𝑁)))
37		2cn 12286	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℂ
38		mulcl 11191	. . . . . 6 ⊢ ((2 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (2 · 𝐴) ∈ ℂ)
39	37, 17, 38	sylancr 586	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (2 · 𝐴) ∈ ℂ)
40	39, 15	mulcld 11233	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((2 · 𝐴) · (𝐴 Xrm 𝑁)) ∈ ℂ)
41	40, 5, 9	subaddd 11588	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((((2 · 𝐴) · (𝐴 Xrm 𝑁)) − (𝐴 Xrm (𝑁 − 1))) = (𝐴 Xrm (𝑁 + 1)) ↔ ((𝐴 Xrm (𝑁 − 1)) + (𝐴 Xrm (𝑁 + 1))) = ((2 · 𝐴) · (𝐴 Xrm 𝑁))))
42	36, 41	mpbird 257	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((2 · 𝐴) · (𝐴 Xrm 𝑁)) − (𝐴 Xrm (𝑁 − 1))) = (𝐴 Xrm (𝑁 + 1)))
43	42	eqcomd 2730	1 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm (𝑁 + 1)) = (((2 · 𝐴) · (𝐴 Xrm 𝑁)) − (𝐴 Xrm (𝑁 − 1))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  ‘cfv 6534  (class class class)co 7402  ℂcc 11105  1c1 11108   + caddc 11110   · cmul 11112   − cmin 11443  ℕcn 12211  2c2 12266  ℕ₀cn0 12471  ℤcz 12557  ℤ_≥cuz 12821  ↑cexp 14028  ◻_NNcsquarenn 42126   X_rm crmx 42190   Y_rm crmy 42191

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-rep 5276  ax-sep 5290  ax-nul 5297  ax-pow 5354  ax-pr 5418  ax-un 7719  ax-inf2 9633  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-pre-sup 11185  ax-addf 11186

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3771  df-csb 3887  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-pss 3960  df-nul 4316  df-if 4522  df-pw 4597  df-sn 4622  df-pr 4624  df-tp 4626  df-op 4628  df-uni 4901  df-int 4942  df-iun 4990  df-iin 4991  df-br 5140  df-opab 5202  df-mpt 5223  df-tr 5257  df-id 5565  df-eprel 5571  df-po 5579  df-so 5580  df-fr 5622  df-se 5623  df-we 5624  df-xp 5673  df-rel 5674  df-cnv 5675  df-co 5676  df-dm 5677  df-rn 5678  df-res 5679  df-ima 5680  df-pred 6291  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6486  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-isom 6543  df-riota 7358  df-ov 7405  df-oprab 7406  df-mpo 7407  df-of 7664  df-om 7850  df-1st 7969  df-2nd 7970  df-supp 8142  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-omul 8467  df-er 8700  df-map 8819  df-pm 8820  df-ixp 8889  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-fin 8940  df-fsupp 9359  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9502  df-card 9931  df-acn 9934  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12472  df-xnn0 12544  df-z 12558  df-dec 12677  df-uz 12822  df-q 12932  df-rp 12976  df-xneg 13093  df-xadd 13094  df-xmul 13095  df-ioo 13329  df-ioc 13330  df-ico 13331  df-icc 13332  df-fz 13486  df-fzo 13629  df-fl 13758  df-mod 13836  df-seq 13968  df-exp 14029  df-fac 14235  df-bc 14264  df-hash 14292  df-shft 15016  df-cj 15048  df-re 15049  df-im 15050  df-sqrt 15184  df-abs 15185  df-limsup 15417  df-clim 15434  df-rlim 15435  df-sum 15635  df-ef 16013  df-sin 16015  df-cos 16016  df-pi 16018  df-dvds 16201  df-gcd 16439  df-numer 16676  df-denom 16677  df-struct 17085  df-sets 17102  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-ress 17179  df-plusg 17215  df-mulr 17216  df-starv 17217  df-sca 17218  df-vsca 17219  df-ip 17220  df-tset 17221  df-ple 17222  df-ds 17224  df-unif 17225  df-hom 17226  df-cco 17227  df-rest 17373  df-topn 17374  df-0g 17392  df-gsum 17393  df-topgen 17394  df-pt 17395  df-prds 17398  df-xrs 17453  df-qtop 17458  df-imas 17459  df-xps 17461  df-mre 17535  df-mrc 17536  df-acs 17538  df-mgm 18569  df-sgrp 18648  df-mnd 18664  df-submnd 18710  df-mulg 18992  df-cntz 19229  df-cmn 19698  df-psmet 21226  df-xmet 21227  df-met 21228  df-bl 21229  df-mopn 21230  df-fbas 21231  df-fg 21232  df-cnfld 21235  df-top 22740  df-topon 22757  df-topsp 22779  df-bases 22793  df-cld 22867  df-ntr 22868  df-cls 22869  df-nei 22946  df-lp 22984  df-perf 22985  df-cn 23075  df-cnp 23076  df-haus 23163  df-tx 23410  df-hmeo 23603  df-fil 23694  df-fm 23786  df-flim 23787  df-flf 23788  df-xms 24170  df-ms 24171  df-tms 24172  df-cncf 24742  df-limc 25739  df-dv 25740  df-log 26431  df-squarenn 42131  df-pell1qr 42132  df-pell14qr 42133  df-pell1234qr 42134  df-pellfund 42135  df-rmx 42192  df-rmy 42193

This theorem is referenced by:  jm2.18  42279