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Theorem bitsfzolem 15358
Description: Lemma for bitsfzo 15359. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Sep-2016.) (Revised by AV, 1-Oct-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
bitsfzo.1 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
bitsfzo.2 (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
bitsfzo.3 (𝜑 → (bits‘𝑁) ⊆ (0..^𝑀))
bitsfzo.4 𝑆 = inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < )
Assertion
Ref Expression
bitsfzolem (𝜑𝑁 ∈ (0..^(2↑𝑀)))
Distinct variable group:   𝑛,𝑁
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑛)   𝑆(𝑛)   𝑀(𝑛)

Proof of Theorem bitsfzolem
Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bitsfzo.1 . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
2 nn0uz 11915 . . 3 0 = (ℤ‘0)
31, 2syl6eleq 2849 . 2 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘0))
4 2nn 11377 . . . . 5 2 ∈ ℕ
54a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 2 ∈ ℕ)
6 bitsfzo.2 . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
75, 6nnexpcld 13224 . . 3 (𝜑 → (2↑𝑀) ∈ ℕ)
87nnzd 11673 . 2 (𝜑 → (2↑𝑀) ∈ ℤ)
9 bitsfzo.3 . . . . . . . 8 (𝜑 → (bits‘𝑁) ⊆ (0..^𝑀))
109adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (bits‘𝑁) ⊆ (0..^𝑀))
11 n2dvds1 15306 . . . . . . . . 9 ¬ 2 ∥ 1
124a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 2 ∈ ℕ)
13 ssrab2 3828 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ⊆ ℕ0
14 bitsfzo.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 𝑆 = inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < )
1513, 2sseqtri 3778 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ⊆ (ℤ‘0)
16 nnssnn0 11487 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ℕ ⊆ ℕ0
171nn0red 11544 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
18 2re 11282 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2 ∈ ℝ
1918a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
20 1lt2 11386 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1 < 2
2120a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑 → 1 < 2)
22 expnbnd 13187 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ 1 < 2) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑁 < (2↑𝑛))
2317, 19, 21, 22syl3anc 1477 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝜑 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑁 < (2↑𝑛))
24 ssrexv 3808 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (ℕ ⊆ ℕ0 → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑁 < (2↑𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 < (2↑𝑛)))
2516, 23, 24mpsyl 68 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝜑 → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 < (2↑𝑛))
26 rabn0 4101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ≠ ∅ ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑁 < (2↑𝑛))
2725, 26sylibr 224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝜑 → {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ≠ ∅)
28 infssuzcl 11965 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ⊆ (ℤ‘0) ∧ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ≠ ∅) → inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < ) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)})
2915, 27, 28sylancr 698 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝜑 → inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < ) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)})
3014, 29syl5eqel 2843 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝜑𝑆 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)})
3113, 30sseldi 3742 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑𝑆 ∈ ℕ0)
3231nn0zd 11672 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑𝑆 ∈ ℤ)
3332adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑆 ∈ ℤ)
34 0red 10233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 0 ∈ ℝ)
356nn0zd 11672 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
3635adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑀 ∈ ℤ)
3736zred 11674 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑀 ∈ ℝ)
3833zred 11674 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑆 ∈ ℝ)
396adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑀 ∈ ℕ0)
4039nn0ge0d 11546 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 0 ≤ 𝑀)
4118a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 2 ∈ ℝ)
4241, 39reexpcld 13219 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑀) ∈ ℝ)
4317adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℝ)
445, 31nnexpcld 13224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝜑 → (2↑𝑆) ∈ ℕ)
4544adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑆) ∈ ℕ)
4645nnred 11227 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑆) ∈ ℝ)
47 simpr 479 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑀) ≤ 𝑁)
4830adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑆 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)})
49 oveq2 6821 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝑚 = 𝑆 → (2↑𝑚) = (2↑𝑆))
5049breq2d 4816 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑚 = 𝑆 → (𝑁 < (2↑𝑚) ↔ 𝑁 < (2↑𝑆)))
51 oveq2 6821 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝑛 = 𝑚 → (2↑𝑛) = (2↑𝑚))
5251breq2d 4816 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝑛 = 𝑚 → (𝑁 < (2↑𝑛) ↔ 𝑁 < (2↑𝑚)))
5352cbvrabv 3339 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} = {𝑚 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑚)}
5450, 53elrab2 3507 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑆 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ↔ (𝑆 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑆)))
5554simprbi 483 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑆 ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} → 𝑁 < (2↑𝑆))
5648, 55syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑁 < (2↑𝑆))
5742, 43, 46, 47, 56lelttrd 10387 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑀) < (2↑𝑆))
5820a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 1 < 2)
5941, 36, 33, 58ltexp2d 13232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑀 < 𝑆 ↔ (2↑𝑀) < (2↑𝑆)))
6057, 59mpbird 247 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑀 < 𝑆)
6134, 37, 38, 40, 60lelttrd 10387 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 0 < 𝑆)
62 elnnz 11579 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑆 ∈ ℕ ↔ (𝑆 ∈ ℤ ∧ 0 < 𝑆))
6333, 61, 62sylanbrc 701 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑆 ∈ ℕ)
64 nnm1nn0 11526 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑆 ∈ ℕ → (𝑆 − 1) ∈ ℕ0)
6563, 64syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) ∈ ℕ0)
6612, 65nnexpcld 13224 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑(𝑆 − 1)) ∈ ℕ)
6766nncnd 11228 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑(𝑆 − 1)) ∈ ℂ)
6867mulid2d 10250 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (1 · (2↑(𝑆 − 1))) = (2↑(𝑆 − 1)))
6938ltm1d 11148 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) < 𝑆)
7065nn0red 11544 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) ∈ ℝ)
7170, 38ltnled 10376 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((𝑆 − 1) < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆 ≤ (𝑆 − 1)))
7269, 71mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ¬ 𝑆 ≤ (𝑆 − 1))
73 oveq2 6821 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑚 = (𝑆 − 1) → (2↑𝑚) = (2↑(𝑆 − 1)))
7473breq2d 4816 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑚 = (𝑆 − 1) → (𝑁 < (2↑𝑚) ↔ 𝑁 < (2↑(𝑆 − 1))))
7574, 53elrab2 3507 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑆 − 1) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ↔ ((𝑆 − 1) ∈ ℕ0𝑁 < (2↑(𝑆 − 1))))
76 infssuzle 11964 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} ⊆ (ℤ‘0) ∧ (𝑆 − 1) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}) → inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < ) ≤ (𝑆 − 1))
7715, 76mpan 708 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑆 − 1) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} → inf({𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)}, ℝ, < ) ≤ (𝑆 − 1))
7814, 77syl5eqbr 4839 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑆 − 1) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} → 𝑆 ≤ (𝑆 − 1))
7978a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((𝑆 − 1) ∈ {𝑛 ∈ ℕ0𝑁 < (2↑𝑛)} → 𝑆 ≤ (𝑆 − 1)))
8075, 79syl5bir 233 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (((𝑆 − 1) ∈ ℕ0𝑁 < (2↑(𝑆 − 1))) → 𝑆 ≤ (𝑆 − 1)))
8165, 80mpand 713 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑁 < (2↑(𝑆 − 1)) → 𝑆 ≤ (𝑆 − 1)))
8272, 81mtod 189 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ¬ 𝑁 < (2↑(𝑆 − 1)))
8366nnred 11227 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑(𝑆 − 1)) ∈ ℝ)
8483, 43lenltd 10375 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((2↑(𝑆 − 1)) ≤ 𝑁 ↔ ¬ 𝑁 < (2↑(𝑆 − 1))))
8582, 84mpbird 247 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑(𝑆 − 1)) ≤ 𝑁)
8668, 85eqbrtrd 4826 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (1 · (2↑(𝑆 − 1))) ≤ 𝑁)
87 1red 10247 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 1 ∈ ℝ)
88 2rp 12030 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℝ+
8988a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 2 ∈ ℝ+)
90 1z 11599 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 ∈ ℤ
9190a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 1 ∈ ℤ)
9233, 91zsubcld 11679 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) ∈ ℤ)
9389, 92rpexpcld 13226 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑(𝑆 − 1)) ∈ ℝ+)
9487, 43, 93lemuldivd 12114 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((1 · (2↑(𝑆 − 1))) ≤ 𝑁 ↔ 1 ≤ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))))
9586, 94mpbid 222 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 1 ≤ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))))
96 2cn 11283 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 ∈ ℂ
97 expm1t 13082 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 ∈ ℂ ∧ 𝑆 ∈ ℕ) → (2↑𝑆) = ((2↑(𝑆 − 1)) · 2))
9896, 63, 97sylancr 698 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2↑𝑆) = ((2↑(𝑆 − 1)) · 2))
9956, 98breqtrd 4830 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑁 < ((2↑(𝑆 − 1)) · 2))
10043, 41, 93ltdivmuld 12116 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) < 2 ↔ 𝑁 < ((2↑(𝑆 − 1)) · 2)))
10199, 100mpbird 247 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) < 2)
102 df-2 11271 . . . . . . . . . . . 12 2 = (1 + 1)
103101, 102syl6breq 4845 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) < (1 + 1))
10443, 93rerpdivcld 12096 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) ∈ ℝ)
105 flbi 12811 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℤ) → ((⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))) = 1 ↔ (1 ≤ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) ∧ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) < (1 + 1))))
106104, 90, 105sylancl 697 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))) = 1 ↔ (1 ≤ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) ∧ (𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))) < (1 + 1))))
10795, 103, 106mpbir2and 995 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))) = 1)
108107breq2d 4816 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (2 ∥ (⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))) ↔ 2 ∥ 1))
10911, 108mtbiri 316 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ¬ 2 ∥ (⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1)))))
1101nn0zd 11672 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
111110adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
112 bitsval2 15349 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑆 − 1) ∈ ℕ0) → ((𝑆 − 1) ∈ (bits‘𝑁) ↔ ¬ 2 ∥ (⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))))))
113111, 65, 112syl2anc 696 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ((𝑆 − 1) ∈ (bits‘𝑁) ↔ ¬ 2 ∥ (⌊‘(𝑁 / (2↑(𝑆 − 1))))))
114109, 113mpbird 247 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) ∈ (bits‘𝑁))
11510, 114sseldd 3745 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) ∈ (0..^𝑀))
116 elfzolt2 12673 . . . . . 6 ((𝑆 − 1) ∈ (0..^𝑀) → (𝑆 − 1) < 𝑀)
117115, 116syl 17 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆 − 1) < 𝑀)
118 zlem1lt 11621 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝑆𝑀 ↔ (𝑆 − 1) < 𝑀))
11933, 36, 118syl2anc 696 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑆𝑀 ↔ (𝑆 − 1) < 𝑀))
120117, 119mpbird 247 . . . 4 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → 𝑆𝑀)
12137, 38ltnled 10376 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → (𝑀 < 𝑆 ↔ ¬ 𝑆𝑀))
12260, 121mpbid 222 . . . 4 ((𝜑 ∧ (2↑𝑀) ≤ 𝑁) → ¬ 𝑆𝑀)
123120, 122pm2.65da 601 . . 3 (𝜑 → ¬ (2↑𝑀) ≤ 𝑁)
1247nnred 11227 . . . 4 (𝜑 → (2↑𝑀) ∈ ℝ)
12517, 124ltnled 10376 . . 3 (𝜑 → (𝑁 < (2↑𝑀) ↔ ¬ (2↑𝑀) ≤ 𝑁))
126123, 125mpbird 247 . 2 (𝜑𝑁 < (2↑𝑀))
127 elfzo2 12667 . 2 (𝑁 ∈ (0..^(2↑𝑀)) ↔ (𝑁 ∈ (ℤ‘0) ∧ (2↑𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑁 < (2↑𝑀)))
1283, 8, 126, 127syl3anbrc 1429 1 (𝜑𝑁 ∈ (0..^(2↑𝑀)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1632  wcel 2139  wne 2932  wrex 3051  {crab 3054  wss 3715  c0 4058   class class class wbr 4804  cfv 6049  (class class class)co 6813  infcinf 8512  cc 10126  cr 10127  0cc0 10128  1c1 10129   + caddc 10131   · cmul 10133   < clt 10266  cle 10267  cmin 10458   / cdiv 10876  cn 11212  2c2 11262  0cn0 11484  cz 11569  cuz 11879  +crp 12025  ..^cfzo 12659  cfl 12785  cexp 13054  cdvds 15182  bitscbits 15343
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114  ax-cnex 10184  ax-resscn 10185  ax-1cn 10186  ax-icn 10187  ax-addcl 10188  ax-addrcl 10189  ax-mulcl 10190  ax-mulrcl 10191  ax-mulcom 10192  ax-addass 10193  ax-mulass 10194  ax-distr 10195  ax-i2m1 10196  ax-1ne0 10197  ax-1rid 10198  ax-rnegex 10199  ax-rrecex 10200  ax-cnre 10201  ax-pre-lttri 10202  ax-pre-lttrn 10203  ax-pre-ltadd 10204  ax-pre-mulgt0 10205  ax-pre-sup 10206
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-riota 6774  df-ov 6816  df-oprab 6817  df-mpt2 6818  df-om 7231  df-1st 7333  df-2nd 7334  df-wrecs 7576  df-recs 7637  df-rdg 7675  df-er 7911  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-sup 8513  df-inf 8514  df-pnf 10268  df-mnf 10269  df-xr 10270  df-ltxr 10271  df-le 10272  df-sub 10460  df-neg 10461  df-div 10877  df-nn 11213  df-2 11271  df-n0 11485  df-z 11570  df-uz 11880  df-rp 12026  df-fz 12520  df-fzo 12660  df-fl 12787  df-seq 12996  df-exp 13055  df-dvds 15183  df-bits 15346
This theorem is referenced by:  bitsfzo  15359
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