Theorem rmyluc 43216

Description: The Y sequence is a Lucas sequence, definable via this second-order recurrence with rmy0 43208 and rmy1 43209. Part 3 of equation 2.12 of [JonesMatijasevic] p. 695. JonesMatijasevic uses this theorem to redefine the X and Y sequences to have domain (ℤ × ℤ), which simplifies some later theorems. It may shorten the derivation to use this as our initial definition. Incidentally, the X sequence satisfies the exact same recurrence. (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Oct-2014.)

Assertion

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

Proof of Theorem rmyluc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		peano2z 12534	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
2		frmy 43193	. . . . 5 ⊢ Yrm :((ℤ≥‘2) × ℤ)⟶ℤ
3	2	fovcl 7486	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm (𝑁 + 1)) ∈ ℤ)
4	1, 3	sylan2 594	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm (𝑁 + 1)) ∈ ℤ)
5	4	zcnd 12599	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm (𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
6		2cn 12222	. . . 4 ⊢ 2 ∈ ℂ
7	2	fovcl 7486	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm 𝑁) ∈ ℤ)
8	7	zcnd 12599	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm 𝑁) ∈ ℂ)
9		eluzelcn 12765	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝐴 ∈ ℂ)
10	9	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℂ)
11	8, 10	mulcld 11154	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) ∈ ℂ)
12		mulcl 11112	. . . 4 ⊢ ((2 ∈ ℂ ∧ ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) ∈ ℂ) → (2 · ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)) ∈ ℂ)
13	6, 11, 12	sylancr 588	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (2 · ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)) ∈ ℂ)
14		peano2zm 12536	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
15	2	fovcl 7486	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (𝑁 − 1) ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm (𝑁 − 1)) ∈ ℤ)
16	14, 15	sylan2 594	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm (𝑁 − 1)) ∈ ℤ)
17	16	zcnd 12599	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm (𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
18	13, 17	subcld 11494	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((2 · ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)) − (𝐴 Yrm (𝑁 − 1))) ∈ ℂ)
19		rmyp1 43212	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm (𝑁 + 1)) = (((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) + (𝐴 Xrm 𝑁)))
20		rmym1 43214	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm (𝑁 − 1)) = (((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) − (𝐴 Xrm 𝑁)))
21	19, 20	oveq12d 7376	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐴 Yrm (𝑁 + 1)) + (𝐴 Yrm (𝑁 − 1))) = ((((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) + (𝐴 Xrm 𝑁)) + (((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) − (𝐴 Xrm 𝑁))))
22		frmx 43192	. . . . . 6 ⊢ Xrm :((ℤ≥‘2) × ℤ)⟶ℕ0
23	22	fovcl 7486	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm 𝑁) ∈ ℕ0)
24	23	nn0cnd 12466	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Xrm 𝑁) ∈ ℂ)
25	11, 24, 11	ppncand 11534	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) + (𝐴 Xrm 𝑁)) + (((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) − (𝐴 Xrm 𝑁))) = (((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) + ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)))
26	13, 17	npcand 11498	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((2 · ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)) − (𝐴 Yrm (𝑁 − 1))) + (𝐴 Yrm (𝑁 − 1))) = (2 · ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)))
27	11	2timesd 12386	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (2 · ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)) = (((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) + ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)))
28	26, 27	eqtr2d 2771	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴) + ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)) = (((2 · ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)) − (𝐴 Yrm (𝑁 − 1))) + (𝐴 Yrm (𝑁 − 1))))
29	21, 25, 28	3eqtrd 2774	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐴 Yrm (𝑁 + 1)) + (𝐴 Yrm (𝑁 − 1))) = (((2 · ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)) − (𝐴 Yrm (𝑁 − 1))) + (𝐴 Yrm (𝑁 − 1))))
30	5, 18, 17, 29	addcan2ad 11341	1 ⊢ ((𝐴 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 Yrm (𝑁 + 1)) = ((2 · ((𝐴 Yrm 𝑁) · 𝐴)) − (𝐴 Yrm (𝑁 − 1))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ‘cfv 6491  (class class class)co 7358  ℂcc 11026  1c1 11029   + caddc 11031   · cmul 11033   − cmin 11366  2c2 12202  ℕ₀cn0 12403  ℤcz 12490  ℤ_≥cuz 12753   X_rm crmx 43179   Y_rm crmy 43180

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2183  ax-ext 2707  ax-rep 5223  ax-sep 5240  ax-nul 5250  ax-pow 5309  ax-pr 5376  ax-un 7680  ax-inf2 9552  ax-cnex 11084  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105  ax-pre-sup 11106  ax-addf 11107

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2538  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2810  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3349  df-reu 3350  df-rab 3399  df-v 3441  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-pss 3920  df-nul 4285  df-if 4479  df-pw 4555  df-sn 4580  df-pr 4582  df-tp 4584  df-op 4586  df-uni 4863  df-int 4902  df-iun 4947  df-iin 4948  df-br 5098  df-opab 5160  df-mpt 5179  df-tr 5205  df-id 5518  df-eprel 5523  df-po 5531  df-so 5532  df-fr 5576  df-se 5577  df-we 5578  df-xp 5629  df-rel 5630  df-cnv 5631  df-co 5632  df-dm 5633  df-rn 5634  df-res 5635  df-ima 5636  df-pred 6258  df-ord 6319  df-on 6320  df-lim 6321  df-suc 6322  df-iota 6447  df-fun 6493  df-fn 6494  df-f 6495  df-f1 6496  df-fo 6497  df-f1o 6498  df-fv 6499  df-isom 6500  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-of 7622  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-supp 8103  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-1o 8397  df-2o 8398  df-oadd 8401  df-omul 8402  df-er 8635  df-map 8767  df-pm 8768  df-ixp 8838  df-en 8886  df-dom 8887  df-sdom 8888  df-fin 8889  df-fsupp 9267  df-fi 9316  df-sup 9347  df-inf 9348  df-oi 9417  df-card 9853  df-acn 9856  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-div 11797  df-nn 12148  df-2 12210  df-3 12211  df-4 12212  df-5 12213  df-6 12214  df-7 12215  df-8 12216  df-9 12217  df-n0 12404  df-xnn0 12477  df-z 12491  df-dec 12610  df-uz 12754  df-q 12864  df-rp 12908  df-xneg 13028  df-xadd 13029  df-xmul 13030  df-ioo 13267  df-ioc 13268  df-ico 13269  df-icc 13270  df-fz 13426  df-fzo 13573  df-fl 13714  df-mod 13792  df-seq 13927  df-exp 13987  df-fac 14199  df-bc 14228  df-hash 14256  df-shft 14992  df-cj 15024  df-re 15025  df-im 15026  df-sqrt 15160  df-abs 15161  df-limsup 15396  df-clim 15413  df-rlim 15414  df-sum 15612  df-ef 15992  df-sin 15994  df-cos 15995  df-pi 15997  df-dvds 16182  df-gcd 16424  df-numer 16664  df-denom 16665  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17139  df-ress 17160  df-plusg 17192  df-mulr 17193  df-starv 17194  df-sca 17195  df-vsca 17196  df-ip 17197  df-tset 17198  df-ple 17199  df-ds 17201  df-unif 17202  df-hom 17203  df-cco 17204  df-rest 17344  df-topn 17345  df-0g 17363  df-gsum 17364  df-topgen 17365  df-pt 17366  df-prds 17369  df-xrs 17425  df-qtop 17430  df-imas 17431  df-xps 17433  df-mre 17507  df-mrc 17508  df-acs 17510  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-submnd 18711  df-mulg 19000  df-cntz 19248  df-cmn 19713  df-psmet 21303  df-xmet 21304  df-met 21305  df-bl 21306  df-mopn 21307  df-fbas 21308  df-fg 21309  df-cnfld 21312  df-top 22840  df-topon 22857  df-topsp 22879  df-bases 22892  df-cld 22965  df-ntr 22966  df-cls 22967  df-nei 23044  df-lp 23082  df-perf 23083  df-cn 23173  df-cnp 23174  df-haus 23261  df-tx 23508  df-hmeo 23701  df-fil 23792  df-fm 23884  df-flim 23885  df-flf 23886  df-xms 24266  df-ms 24267  df-tms 24268  df-cncf 24829  df-limc 25825  df-dv 25826  df-log 26523  df-squarenn 43120  df-pell1qr 43121  df-pell14qr 43122  df-pell1234qr 43123  df-pellfund 43124  df-rmx 43181  df-rmy 43182

This theorem is referenced by:  rmyluc2  43217  jm2.18  43267  jm2.15nn0  43282  jm2.16nn0  43283