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Description: Lemma for chtub . (Contributed by Mario Carneiro, 13-Mar-2014)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | chtublem | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ≤ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | 2nn | ⊢ 2 ∈ ℕ | |
| 2 | nnmulcl | ⊢ ( ( 2 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ) → ( 2 · 𝑁 ) ∈ ℕ ) | |
| 3 | 1 2 | mpan | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · 𝑁 ) ∈ ℕ ) |
| 4 | 3 | nnred | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · 𝑁 ) ∈ ℝ ) |
| 5 | peano2rem | ⊢ ( ( 2 · 𝑁 ) ∈ ℝ → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℝ ) | |
| 6 | 4 5 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℝ ) |
| 7 | chtcl | ⊢ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℝ → ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℝ ) | |
| 8 | 6 7 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 9 | nnre | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ ) | |
| 10 | chtcl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℝ → ( θ ‘ 𝑁 ) ∈ ℝ ) | |
| 11 | 9 10 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( θ ‘ 𝑁 ) ∈ ℝ ) |
| 12 | nnnn0 | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0 ) | |
| 13 | 2m1e1 | ⊢ ( 2 − 1 ) = 1 | |
| 14 | 13 | oveq2i | ⊢ ( ( 2 · 𝑁 ) − ( 2 − 1 ) ) = ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) |
| 15 | 3 | nncnd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · 𝑁 ) ∈ ℂ ) |
| 16 | 2cn | ⊢ 2 ∈ ℂ | |
| 17 | ax-1cn | ⊢ 1 ∈ ℂ | |
| 18 | subsub | ⊢ ( ( ( 2 · 𝑁 ) ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ) → ( ( 2 · 𝑁 ) − ( 2 − 1 ) ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 2 ) + 1 ) ) | |
| 19 | 16 17 18 | mp3an23 | ⊢ ( ( 2 · 𝑁 ) ∈ ℂ → ( ( 2 · 𝑁 ) − ( 2 − 1 ) ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 2 ) + 1 ) ) |
| 20 | 15 19 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − ( 2 − 1 ) ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 2 ) + 1 ) ) |
| 21 | nncn | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℂ ) | |
| 22 | subdi | ⊢ ( ( 2 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ) → ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) = ( ( 2 · 𝑁 ) − ( 2 · 1 ) ) ) | |
| 23 | 16 17 22 | mp3an13 | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℂ → ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) = ( ( 2 · 𝑁 ) − ( 2 · 1 ) ) ) |
| 24 | 21 23 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) = ( ( 2 · 𝑁 ) − ( 2 · 1 ) ) ) |
| 25 | 2t1e2 | ⊢ ( 2 · 1 ) = 2 | |
| 26 | 25 | oveq2i | ⊢ ( ( 2 · 𝑁 ) − ( 2 · 1 ) ) = ( ( 2 · 𝑁 ) − 2 ) |
| 27 | 24 26 | eqtrdi | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) = ( ( 2 · 𝑁 ) − 2 ) ) |
| 28 | 27 | oveq1d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) + 1 ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 2 ) + 1 ) ) |
| 29 | 20 28 | eqtr4d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − ( 2 − 1 ) ) = ( ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) + 1 ) ) |
| 30 | 14 29 | eqtr3id | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) = ( ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) + 1 ) ) |
| 31 | 2nn0 | ⊢ 2 ∈ ℕ0 | |
| 32 | nnm1nn0 | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℕ0 ) | |
| 33 | nn0mulcl | ⊢ ( ( 2 ∈ ℕ0 ∧ ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℕ0 ) → ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℕ0 ) | |
| 34 | 31 32 33 | sylancr | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℕ0 ) |
| 35 | nn0p1nn | ⊢ ( ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℕ0 → ( ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) + 1 ) ∈ ℕ ) | |
| 36 | 34 35 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) + 1 ) ∈ ℕ ) |
| 37 | 30 36 | eqeltrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℕ ) |
| 38 | nnnn0 | ⊢ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℕ0 ) | |
| 39 | 37 38 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℕ0 ) |
| 40 | 1re | ⊢ 1 ∈ ℝ | |
| 41 | 40 | a1i | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ ) |
| 42 | nnge1 | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝑁 ) | |
| 43 | 41 9 9 42 | leadd2dd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 𝑁 + 1 ) ≤ ( 𝑁 + 𝑁 ) ) |
| 44 | 21 | 2timesd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · 𝑁 ) = ( 𝑁 + 𝑁 ) ) |
| 45 | 43 44 | breqtrrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 𝑁 + 1 ) ≤ ( 2 · 𝑁 ) ) |
| 46 | leaddsub | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ( 2 · 𝑁 ) ∈ ℝ ) → ( ( 𝑁 + 1 ) ≤ ( 2 · 𝑁 ) ↔ 𝑁 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) | |
| 47 | 9 41 4 46 | syl3anc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 𝑁 + 1 ) ≤ ( 2 · 𝑁 ) ↔ 𝑁 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 48 | 45 47 | mpbid | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) |
| 49 | elfz2nn0 | ⊢ ( 𝑁 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ↔ ( 𝑁 ∈ ℕ0 ∧ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) | |
| 50 | 12 39 48 49 | syl3anbrc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 51 | bccl2 | ⊢ ( 𝑁 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℕ ) | |
| 52 | 50 51 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℕ ) |
| 53 | 52 | nnrpd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℝ+ ) |
| 54 | 53 | relogcld | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℝ ) |
| 55 | 11 54 | readdcld | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 56 | 4re | ⊢ 4 ∈ ℝ | |
| 57 | 4pos | ⊢ 0 < 4 | |
| 58 | 56 57 | elrpii | ⊢ 4 ∈ ℝ+ |
| 59 | relogcl | ⊢ ( 4 ∈ ℝ+ → ( log ‘ 4 ) ∈ ℝ ) | |
| 60 | 58 59 | ax-mp | ⊢ ( log ‘ 4 ) ∈ ℝ |
| 61 | 32 | nn0red | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℝ ) |
| 62 | remulcl | ⊢ ( ( ( log ‘ 4 ) ∈ ℝ ∧ ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℝ ) → ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℝ ) | |
| 63 | 60 61 62 | sylancr | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 64 | 11 63 | readdcld | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 65 | iftrue | ⊢ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) → if ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) , 1 , 0 ) = 1 ) | |
| 66 | 65 | adantl | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) → if ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) , 1 , 0 ) = 1 ) |
| 67 | simpr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑝 ∈ ℙ ) | |
| 68 | 52 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℕ ) |
| 69 | 67 68 | pccld | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℕ0 ) |
| 70 | nn0addge1 | ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℕ0 ) → 1 ≤ ( 1 + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) | |
| 71 | 40 69 70 | sylancr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 1 ≤ ( 1 + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 72 | iftrue | ⊢ ( 𝑝 ≤ 𝑁 → if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) = 1 ) | |
| 73 | 72 | oveq1d | ⊢ ( 𝑝 ≤ 𝑁 → ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( 1 + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 74 | 73 | breq2d | ⊢ ( 𝑝 ≤ 𝑁 → ( 1 ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ↔ 1 ≤ ( 1 + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 75 | 71 74 | syl5ibrcom | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 ≤ 𝑁 → 1 ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 76 | 75 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) → ( 𝑝 ≤ 𝑁 → 1 ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 77 | prmnn | ⊢ ( 𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℕ ) | |
| 78 | 77 | ad2antlr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → 𝑝 ∈ ℕ ) |
| 79 | simprl | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) | |
| 80 | prmz | ⊢ ( 𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ ) | |
| 81 | 37 | nnzd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℤ ) |
| 82 | eluz | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℤ ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑝 ) ↔ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) | |
| 83 | 80 81 82 | syl2anr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑝 ) ↔ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 84 | 83 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑝 ) ↔ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 85 | 79 84 | mpbird | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑝 ) ) |
| 86 | dvdsfac | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℕ ∧ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑝 ) ) → 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) | |
| 87 | 78 85 86 | syl2anc | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 88 | id | ⊢ ( 𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℙ ) | |
| 89 | 39 | faccld | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℕ ) |
| 90 | pcelnn | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℕ ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℕ ↔ 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) | |
| 91 | 88 89 90 | syl2anr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℕ ↔ 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) |
| 92 | 91 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℕ ↔ 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) |
| 93 | 87 92 | mpbird | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℕ ) |
| 94 | 93 | nnge1d | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → 1 ≤ ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) |
| 95 | iffalse | ⊢ ( ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 → if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) = 0 ) | |
| 96 | 95 | oveq1d | ⊢ ( ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 → ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( 0 + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 97 | 96 | ad2antll | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( 0 + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 98 | 69 | nn0cnd | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℂ ) |
| 99 | 98 | addlidd | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 0 + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) |
| 100 | 99 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( 0 + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) |
| 101 | bcval2 | ⊢ ( 𝑁 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) = ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) / ( ( ! ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) − 𝑁 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) | |
| 102 | 50 101 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) = ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) / ( ( ! ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) − 𝑁 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) |
| 103 | 32 | nn0cnd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℂ ) |
| 104 | 17 | a1i | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ ) |
| 105 | 44 | oveq1d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) = ( ( 𝑁 + 𝑁 ) − 1 ) ) |
| 106 | 21 21 104 105 | assraddsubd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) = ( 𝑁 + ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 107 | 21 103 106 | mvrladdd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) − 𝑁 ) = ( 𝑁 − 1 ) ) |
| 108 | 107 | fveq2d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ! ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) − 𝑁 ) ) = ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 109 | 108 | oveq1d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ! ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) − 𝑁 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) = ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) |
| 110 | 109 | oveq2d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) / ( ( ! ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) − 𝑁 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) = ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) / ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) |
| 111 | 102 110 | eqtrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) = ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) / ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) |
| 112 | 111 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) = ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) / ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) |
| 113 | 112 | oveq2d | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) = ( 𝑝 pCnt ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) / ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 114 | nnz | ⊢ ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℕ → ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℤ ) | |
| 115 | nnne0 | ⊢ ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℕ → ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ≠ 0 ) | |
| 116 | 114 115 | jca | ⊢ ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℕ → ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ≠ 0 ) ) |
| 117 | 89 116 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ≠ 0 ) ) |
| 118 | 117 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ≠ 0 ) ) |
| 119 | 32 | faccld | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℕ ) |
| 120 | 12 | faccld | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ! ‘ 𝑁 ) ∈ ℕ ) |
| 121 | 119 120 | nnmulcld | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℕ ) |
| 122 | 121 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℕ ) |
| 123 | pcdiv | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ≠ 0 ) ∧ ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℕ ) → ( 𝑝 pCnt ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) / ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) = ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) − ( 𝑝 pCnt ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) ) | |
| 124 | 67 118 122 123 | syl3anc | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) / ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) = ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) − ( 𝑝 pCnt ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 125 | nnz | ⊢ ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℕ → ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℤ ) | |
| 126 | nnne0 | ⊢ ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℕ → ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ≠ 0 ) | |
| 127 | 125 126 | jca | ⊢ ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℕ → ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ≠ 0 ) ) |
| 128 | 119 127 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ≠ 0 ) ) |
| 129 | 128 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ≠ 0 ) ) |
| 130 | nnz | ⊢ ( ( ! ‘ 𝑁 ) ∈ ℕ → ( ! ‘ 𝑁 ) ∈ ℤ ) | |
| 131 | nnne0 | ⊢ ( ( ! ‘ 𝑁 ) ∈ ℕ → ( ! ‘ 𝑁 ) ≠ 0 ) | |
| 132 | 130 131 | jca | ⊢ ( ( ! ‘ 𝑁 ) ∈ ℕ → ( ( ! ‘ 𝑁 ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ 𝑁 ) ≠ 0 ) ) |
| 133 | 120 132 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ! ‘ 𝑁 ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ 𝑁 ) ≠ 0 ) ) |
| 134 | 133 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ! ‘ 𝑁 ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ 𝑁 ) ≠ 0 ) ) |
| 135 | pcmul | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ≠ 0 ) ∧ ( ( ! ‘ 𝑁 ) ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ 𝑁 ) ≠ 0 ) ) → ( 𝑝 pCnt ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) = ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) | |
| 136 | 67 129 134 135 | syl3anc | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) = ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) |
| 137 | 136 | oveq2d | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) − ( 𝑝 pCnt ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) = ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) − ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 138 | 113 124 137 | 3eqtrd | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) = ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) − ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 139 | 138 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) = ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) − ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 140 | simprr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) | |
| 141 | prmfac1 | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) ) → 𝑝 ≤ 𝑁 ) | |
| 142 | 141 | 3expia | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) → 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) |
| 143 | 12 142 | sylan | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) → 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) |
| 144 | 143 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) → 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) |
| 145 | 140 144 | mtod | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ¬ 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) ) |
| 146 | 80 | adantl | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑝 ∈ ℤ ) |
| 147 | 129 | simpld | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℤ ) |
| 148 | nnz | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ ) | |
| 149 | 148 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑁 ∈ ℤ ) |
| 150 | dvdsmultr1 | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℤ ∧ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ) → ( 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) → 𝑝 ∥ ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · 𝑁 ) ) ) | |
| 151 | 146 147 149 150 | syl3anc | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) → 𝑝 ∥ ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · 𝑁 ) ) ) |
| 152 | facnn2 | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ! ‘ 𝑁 ) = ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · 𝑁 ) ) | |
| 153 | 152 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ! ‘ 𝑁 ) = ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · 𝑁 ) ) |
| 154 | 153 | breq2d | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) ↔ 𝑝 ∥ ( ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) · 𝑁 ) ) ) |
| 155 | 151 154 | sylibrd | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) → 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) |
| 156 | 155 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) → 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) |
| 157 | 145 156 | mtod | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ¬ 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 158 | pceq0 | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℕ ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) ) | |
| 159 | 88 119 158 | syl2anr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) ) |
| 160 | 159 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) ) |
| 161 | 157 160 | mpbird | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) = 0 ) |
| 162 | pceq0 | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ( ! ‘ 𝑁 ) ∈ ℕ ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) | |
| 163 | 88 120 162 | syl2anr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) |
| 164 | 163 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) = 0 ↔ ¬ 𝑝 ∥ ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) |
| 165 | 145 164 | mpbird | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) = 0 ) |
| 166 | 161 165 | oveq12d | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) = ( 0 + 0 ) ) |
| 167 | 00id | ⊢ ( 0 + 0 ) = 0 | |
| 168 | 166 167 | eqtrdi | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) = 0 ) |
| 169 | 168 | oveq2d | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) − ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ 𝑁 ) ) ) ) = ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) − 0 ) ) |
| 170 | pccl | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℕ ) → ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℕ0 ) | |
| 171 | 88 89 170 | syl2anr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℕ0 ) |
| 172 | 171 | nn0cnd | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℂ ) |
| 173 | 172 | subid1d | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) − 0 ) = ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) |
| 174 | 173 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) − 0 ) = ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) |
| 175 | 139 169 174 | 3eqtrd | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) = ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) |
| 176 | 97 100 175 | 3eqtrd | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( 𝑝 pCnt ( ! ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) |
| 177 | 94 176 | breqtrrd | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∧ ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 ) ) → 1 ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 178 | 177 | expr | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) → ( ¬ 𝑝 ≤ 𝑁 → 1 ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 179 | 76 178 | pm2.61d | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) → 1 ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 180 | 66 179 | eqbrtrd | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) → if ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) , 1 , 0 ) ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 181 | 180 | ex | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) → if ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) , 1 , 0 ) ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 182 | 1nn0 | ⊢ 1 ∈ ℕ0 | |
| 183 | 0nn0 | ⊢ 0 ∈ ℕ0 | |
| 184 | 182 183 | ifcli | ⊢ if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) ∈ ℕ0 |
| 185 | nn0addcl | ⊢ ( ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) ∈ ℕ0 ∧ ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℕ0 ) → ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ∈ ℕ0 ) | |
| 186 | 184 69 185 | sylancr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ∈ ℕ0 ) |
| 187 | 186 | nn0ge0d | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 0 ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 188 | iffalse | ⊢ ( ¬ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) → if ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) , 1 , 0 ) = 0 ) | |
| 189 | 188 | breq1d | ⊢ ( ¬ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) → ( if ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) , 1 , 0 ) ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ↔ 0 ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 190 | 187 189 | syl5ibrcom | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ¬ 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) → if ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) , 1 , 0 ) ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 191 | 181 190 | pm2.61d | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → if ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) , 1 , 0 ) ≤ ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 192 | eqid | ⊢ ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) = ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) | |
| 193 | 192 | prmorcht | ⊢ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) = ( seq 1 ( · , ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) ) ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 194 | 37 193 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) = ( seq 1 ( · , ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) ) ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 195 | 194 | oveq2d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) = ( 𝑝 pCnt ( seq 1 ( · , ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) ) ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) |
| 196 | 195 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) = ( 𝑝 pCnt ( seq 1 ( · , ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) ) ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) |
| 197 | nncn | ⊢ ( 𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℂ ) | |
| 198 | 197 | exp1d | ⊢ ( 𝑛 ∈ ℕ → ( 𝑛 ↑ 1 ) = 𝑛 ) |
| 199 | 198 | ifeq1d | ⊢ ( 𝑛 ∈ ℕ → if ( 𝑛 ∈ ℙ , ( 𝑛 ↑ 1 ) , 1 ) = if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) |
| 200 | 199 | mpteq2ia | ⊢ ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , ( 𝑛 ↑ 1 ) , 1 ) ) = ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) |
| 201 | 200 | eqcomi | ⊢ ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) = ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , ( 𝑛 ↑ 1 ) , 1 ) ) |
| 202 | 182 | a1i | ⊢ ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑛 ∈ ℙ ) → 1 ∈ ℕ0 ) |
| 203 | 202 | ralrimiva | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ∀ 𝑛 ∈ ℙ 1 ∈ ℕ0 ) |
| 204 | 37 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℕ ) |
| 205 | eqidd | ⊢ ( 𝑛 = 𝑝 → 1 = 1 ) | |
| 206 | 201 203 204 67 205 | pcmpt | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( seq 1 ( · , ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) ) ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) = if ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) , 1 , 0 ) ) |
| 207 | 196 206 | eqtrd | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) = if ( 𝑝 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) , 1 , 0 ) ) |
| 208 | efchtcl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℝ → ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℕ ) | |
| 209 | 9 208 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℕ ) |
| 210 | 209 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℕ ) |
| 211 | nnz | ⊢ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℤ ) | |
| 212 | nnne0 | ⊢ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ≠ 0 ) | |
| 213 | 211 212 | jca | ⊢ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℕ → ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℤ ∧ ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ≠ 0 ) ) |
| 214 | 210 213 | syl | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℤ ∧ ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ≠ 0 ) ) |
| 215 | nnz | ⊢ ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℤ ) | |
| 216 | nnne0 | ⊢ ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ≠ 0 ) | |
| 217 | 215 216 | jca | ⊢ ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℕ → ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℤ ∧ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ≠ 0 ) ) |
| 218 | 68 217 | syl | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℤ ∧ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ≠ 0 ) ) |
| 219 | pcmul | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ∈ ℤ ∧ ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ≠ 0 ) ∧ ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℤ ∧ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ≠ 0 ) ) → ( 𝑝 pCnt ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) | |
| 220 | 67 214 218 219 | syl3anc | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 221 | 192 | prmorcht | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) = ( seq 1 ( · , ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) ) ‘ 𝑁 ) ) |
| 222 | 221 | oveq2d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ) = ( 𝑝 pCnt ( seq 1 ( · , ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) ) ‘ 𝑁 ) ) ) |
| 223 | 222 | adantr | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ) = ( 𝑝 pCnt ( seq 1 ( · , ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) ) ‘ 𝑁 ) ) ) |
| 224 | simpl | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑁 ∈ ℕ ) | |
| 225 | 201 203 224 67 205 | pcmpt | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( seq 1 ( · , ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ if ( 𝑛 ∈ ℙ , 𝑛 , 1 ) ) ) ‘ 𝑁 ) ) = if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) ) |
| 226 | 223 225 | eqtrd | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ) = if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) ) |
| 227 | 226 | oveq1d | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 228 | 220 227 | eqtrd | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( if ( 𝑝 ≤ 𝑁 , 1 , 0 ) + ( 𝑝 pCnt ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 229 | 191 207 228 | 3brtr4d | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) ≤ ( 𝑝 pCnt ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 230 | 229 | ralrimiva | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ∀ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) ≤ ( 𝑝 pCnt ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 231 | efchtcl | ⊢ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℝ → ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℕ ) | |
| 232 | 6 231 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℕ ) |
| 233 | 232 | nnzd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℤ ) |
| 234 | 209 52 | nnmulcld | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℕ ) |
| 235 | 234 | nnzd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℤ ) |
| 236 | pc2dvds | ⊢ ( ( ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℤ ∧ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℤ ) → ( ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∥ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ↔ ∀ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) ≤ ( 𝑝 pCnt ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) | |
| 237 | 233 235 236 | syl2anc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∥ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ↔ ∀ 𝑝 ∈ ℙ ( 𝑝 pCnt ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ) ≤ ( 𝑝 pCnt ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 238 | 230 237 | mpbird | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∥ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) |
| 239 | dvdsle | ⊢ ( ( ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∈ ℤ ∧ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℕ ) → ( ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∥ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) → ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ≤ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) | |
| 240 | 233 234 239 | syl2anc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ∥ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) → ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ≤ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 241 | 238 240 | mpd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ≤ ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) |
| 242 | 11 | recnd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( θ ‘ 𝑁 ) ∈ ℂ ) |
| 243 | 54 | recnd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℂ ) |
| 244 | efadd | ⊢ ( ( ( θ ‘ 𝑁 ) ∈ ℂ ∧ ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℂ ) → ( exp ‘ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) = ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( exp ‘ ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) | |
| 245 | 242 243 244 | syl2anc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) = ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( exp ‘ ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 246 | 53 | reeflogd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) |
| 247 | 246 | oveq2d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( exp ‘ ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) = ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) |
| 248 | 245 247 | eqtrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) = ( ( exp ‘ ( θ ‘ 𝑁 ) ) · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) |
| 249 | 241 248 | breqtrrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ≤ ( exp ‘ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) |
| 250 | efle | ⊢ ( ( ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ ℝ ∧ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ∈ ℝ ) → ( ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ≤ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ↔ ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ≤ ( exp ‘ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) ) | |
| 251 | 8 55 250 | syl2anc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ≤ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ↔ ( exp ‘ ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) ≤ ( exp ‘ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) ) ) |
| 252 | 249 251 | mpbird | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ≤ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ) |
| 253 | fzfid | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ∈ Fin ) | |
| 254 | elfzelz | ⊢ ( 𝑘 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) → 𝑘 ∈ ℤ ) | |
| 255 | bccl | ⊢ ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℤ ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ∈ ℕ0 ) | |
| 256 | 39 254 255 | syl2an | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ∈ ℕ0 ) |
| 257 | 256 | nn0red | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ∈ ℝ ) |
| 258 | 256 | nn0ge0d | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) → 0 ≤ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ) |
| 259 | nn0uz | ⊢ ℕ0 = ( ℤ≥ ‘ 0 ) | |
| 260 | 32 259 | eleqtrdi | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 𝑁 − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 0 ) ) |
| 261 | fzss1 | ⊢ ( ( 𝑁 − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 0 ) → ( ( 𝑁 − 1 ) ... 𝑁 ) ⊆ ( 0 ... 𝑁 ) ) | |
| 262 | 260 261 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 𝑁 − 1 ) ... 𝑁 ) ⊆ ( 0 ... 𝑁 ) ) |
| 263 | eluz | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℤ ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑁 ) ↔ 𝑁 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) | |
| 264 | 148 81 263 | syl2anc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑁 ) ↔ 𝑁 ≤ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 265 | 48 264 | mpbird | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑁 ) ) |
| 266 | fzss2 | ⊢ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑁 ) → ( 0 ... 𝑁 ) ⊆ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) | |
| 267 | 265 266 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 0 ... 𝑁 ) ⊆ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 268 | 262 267 | sstrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 𝑁 − 1 ) ... 𝑁 ) ⊆ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 269 | 253 257 258 268 | fsumless | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → Σ 𝑘 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) ... 𝑁 ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ≤ Σ 𝑘 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ) |
| 270 | 32 | nn0zd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℤ ) |
| 271 | bccmpl | ⊢ ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℤ ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) − 𝑁 ) ) ) | |
| 272 | 39 148 271 | syl2anc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) − 𝑁 ) ) ) |
| 273 | 107 | oveq2d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) − 𝑁 ) ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 274 | 272 273 | eqtrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 275 | 52 | nncnd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℂ ) |
| 276 | 274 275 | eqeltrrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℂ ) |
| 277 | oveq2 | ⊢ ( 𝑘 = ( 𝑁 − 1 ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C ( 𝑁 − 1 ) ) ) | |
| 278 | 277 | fsum1 | ⊢ ( ( ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℤ ∧ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℂ ) → Σ 𝑘 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) ... ( 𝑁 − 1 ) ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 279 | 270 276 278 | syl2anc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → Σ 𝑘 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) ... ( 𝑁 − 1 ) ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 280 | 279 274 | eqtr4d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → Σ 𝑘 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) ... ( 𝑁 − 1 ) ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) |
| 281 | 280 | oveq1d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( Σ 𝑘 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) ... ( 𝑁 − 1 ) ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) + ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) = ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) + ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) |
| 282 | 21 104 | npcand | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 𝑁 − 1 ) + 1 ) = 𝑁 ) |
| 283 | uzid | ⊢ ( ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℤ → ( 𝑁 − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) | |
| 284 | 270 283 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 𝑁 − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 285 | peano2uz | ⊢ ( ( 𝑁 − 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) → ( ( 𝑁 − 1 ) + 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) | |
| 286 | 284 285 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 𝑁 − 1 ) + 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 287 | 282 286 | eqeltrrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ( ℤ≥ ‘ ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 288 | 268 | sselda | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) ... 𝑁 ) ) → 𝑘 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 289 | 256 | nn0cnd | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ∈ ℂ ) |
| 290 | 288 289 | syldan | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) ... 𝑁 ) ) → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ∈ ℂ ) |
| 291 | oveq2 | ⊢ ( 𝑘 = 𝑁 → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) = ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) | |
| 292 | 287 290 291 | fsumm1 | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → Σ 𝑘 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) ... 𝑁 ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) = ( Σ 𝑘 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) ... ( 𝑁 − 1 ) ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) + ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) |
| 293 | 275 | 2timesd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) = ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) + ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) |
| 294 | 281 292 293 | 3eqtr4rd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) = Σ 𝑘 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) ... 𝑁 ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ) |
| 295 | binom11 | ⊢ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ∈ ℕ0 → ( 2 ↑ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) = Σ 𝑘 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ) | |
| 296 | 39 295 | syl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 ↑ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) = Σ 𝑘 ∈ ( 0 ... ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑘 ) ) |
| 297 | 269 294 296 | 3brtr4d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ≤ ( 2 ↑ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ) |
| 298 | mulcom | ⊢ ( ( 2 ∈ ℂ ∧ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℂ ) → ( 2 · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) = ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) · 2 ) ) | |
| 299 | 16 275 298 | sylancr | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 · ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) = ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) · 2 ) ) |
| 300 | 30 | oveq2d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 ↑ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) = ( 2 ↑ ( ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) + 1 ) ) ) |
| 301 | expp1 | ⊢ ( ( 2 ∈ ℂ ∧ ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℕ0 ) → ( 2 ↑ ( ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) + 1 ) ) = ( ( 2 ↑ ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) ) · 2 ) ) | |
| 302 | 16 34 301 | sylancr | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 ↑ ( ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) + 1 ) ) = ( ( 2 ↑ ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) ) · 2 ) ) |
| 303 | 16 | a1i | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ ) |
| 304 | 31 | a1i | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℕ0 ) |
| 305 | 303 32 304 | expmuld | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 ↑ ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) ) = ( ( 2 ↑ 2 ) ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 306 | sq2 | ⊢ ( 2 ↑ 2 ) = 4 | |
| 307 | 306 | oveq1i | ⊢ ( ( 2 ↑ 2 ) ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) = ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) |
| 308 | 305 307 | eqtrdi | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 ↑ ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) ) = ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 309 | 308 | oveq1d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( 2 ↑ ( 2 · ( 𝑁 − 1 ) ) ) · 2 ) = ( ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) · 2 ) ) |
| 310 | 300 302 309 | 3eqtrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 ↑ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) = ( ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) · 2 ) ) |
| 311 | 297 299 310 | 3brtr3d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) · 2 ) ≤ ( ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) · 2 ) ) |
| 312 | 52 | nnred | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℝ ) |
| 313 | reexpcl | ⊢ ( ( 4 ∈ ℝ ∧ ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℕ0 ) → ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℝ ) | |
| 314 | 56 32 313 | sylancr | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 315 | 2re | ⊢ 2 ∈ ℝ | |
| 316 | 2pos | ⊢ 0 < 2 | |
| 317 | 315 316 | pm3.2i | ⊢ ( 2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2 ) |
| 318 | 317 | a1i | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2 ) ) |
| 319 | lemul1 | ⊢ ( ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ∈ ℝ ∧ ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℝ ∧ ( 2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2 ) ) → ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ≤ ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) ↔ ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) · 2 ) ≤ ( ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) · 2 ) ) ) | |
| 320 | 312 314 318 319 | syl3anc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ≤ ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) ↔ ( ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) · 2 ) ≤ ( ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) · 2 ) ) ) |
| 321 | 311 320 | mpbird | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ≤ ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 322 | 60 | recni | ⊢ ( log ‘ 4 ) ∈ ℂ |
| 323 | mulcom | ⊢ ( ( ( log ‘ 4 ) ∈ ℂ ∧ ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℂ ) → ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) = ( ( 𝑁 − 1 ) · ( log ‘ 4 ) ) ) | |
| 324 | 322 103 323 | sylancr | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) = ( ( 𝑁 − 1 ) · ( log ‘ 4 ) ) ) |
| 325 | 324 | fveq2d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ) = ( exp ‘ ( ( 𝑁 − 1 ) · ( log ‘ 4 ) ) ) ) |
| 326 | reexplog | ⊢ ( ( 4 ∈ ℝ+ ∧ ( 𝑁 − 1 ) ∈ ℤ ) → ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) = ( exp ‘ ( ( 𝑁 − 1 ) · ( log ‘ 4 ) ) ) ) | |
| 327 | 58 270 326 | sylancr | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) = ( exp ‘ ( ( 𝑁 − 1 ) · ( log ‘ 4 ) ) ) ) |
| 328 | 325 327 | eqtr4d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ) = ( 4 ↑ ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 329 | 321 246 328 | 3brtr4d | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( exp ‘ ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ≤ ( exp ‘ ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ) ) |
| 330 | efle | ⊢ ( ( ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ∈ ℝ ∧ ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ∈ ℝ ) → ( ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ≤ ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ↔ ( exp ‘ ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ≤ ( exp ‘ ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ) ) ) | |
| 331 | 54 63 330 | syl2anc | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ≤ ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ↔ ( exp ‘ ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ≤ ( exp ‘ ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ) ) ) |
| 332 | 329 331 | mpbird | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ≤ ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
| 333 | 54 63 11 332 | leadd2dd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( log ‘ ( ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) C 𝑁 ) ) ) ≤ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ) ) |
| 334 | 8 55 64 252 333 | letrd | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → ( θ ‘ ( ( 2 · 𝑁 ) − 1 ) ) ≤ ( ( θ ‘ 𝑁 ) + ( ( log ‘ 4 ) · ( 𝑁 − 1 ) ) ) ) |