MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mod2eq1n2dvds Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mod2eq1n2dvds 15118
Description: An integer is 1 modulo 2 iff it is odd (i.e. not divisible by 2), see example 3 in [ApostolNT] p. 107. (Contributed by AV, 24-May-2020.) (Proof shortened by AV, 5-Jul-2020.)
Assertion
Ref Expression
mod2eq1n2dvds (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 mod 2) = 1 ↔ ¬ 2 ∥ 𝑁))

Proof of Theorem mod2eq1n2dvds
Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zeo 11501 . . . 4 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 / 2) ∈ ℤ ∨ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ))
2 zre 11419 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
3 2rp 11875 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℝ+
4 mod0 12715 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ+) → ((𝑁 mod 2) = 0 ↔ (𝑁 / 2) ∈ ℤ))
52, 3, 4sylancl 695 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 mod 2) = 0 ↔ (𝑁 / 2) ∈ ℤ))
65biimpar 501 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑁 / 2) ∈ ℤ) → (𝑁 mod 2) = 0)
7 eqeq1 2655 . . . . . . . 8 ((𝑁 mod 2) = 0 → ((𝑁 mod 2) = 1 ↔ 0 = 1))
8 0ne1 11126 . . . . . . . . 9 0 ≠ 1
9 eqneqall 2834 . . . . . . . . 9 (0 = 1 → (0 ≠ 1 → ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁))
108, 9mpi 20 . . . . . . . 8 (0 = 1 → ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁)
117, 10syl6bi 243 . . . . . . 7 ((𝑁 mod 2) = 0 → ((𝑁 mod 2) = 1 → ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁))
126, 11syl 17 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑁 / 2) ∈ ℤ) → ((𝑁 mod 2) = 1 → ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁))
1312expcom 450 . . . . 5 ((𝑁 / 2) ∈ ℤ → (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 mod 2) = 1 → ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁)))
14 peano2zm 11458 . . . . . . . . 9 (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ → (((𝑁 + 1) / 2) − 1) ∈ ℤ)
15 zcn 11420 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
16 xp1d2m1eqxm1d2 11324 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℂ → (((𝑁 + 1) / 2) − 1) = ((𝑁 − 1) / 2))
1715, 16syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → (((𝑁 + 1) / 2) − 1) = ((𝑁 − 1) / 2))
1817eleq1d 2715 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℤ → ((((𝑁 + 1) / 2) − 1) ∈ ℤ ↔ ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℤ))
1918biimpd 219 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℤ → ((((𝑁 + 1) / 2) − 1) ∈ ℤ → ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℤ))
2014, 19mpan9 485 . . . . . . . 8 ((((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑁 − 1) / 2) ∈ ℤ)
21 oveq2 6698 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = ((𝑁 − 1) / 2) → (2 · 𝑛) = (2 · ((𝑁 − 1) / 2)))
2221adantl 481 . . . . . . . . . 10 (((((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 = ((𝑁 − 1) / 2)) → (2 · 𝑛) = (2 · ((𝑁 − 1) / 2)))
2322oveq1d 6705 . . . . . . . . 9 (((((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 = ((𝑁 − 1) / 2)) → ((2 · 𝑛) + 1) = ((2 · ((𝑁 − 1) / 2)) + 1))
24 peano2zm 11458 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
2524zcnd 11521 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℂ)
26 2cnd 11131 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℤ → 2 ∈ ℂ)
27 2ne0 11151 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ≠ 0
2827a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℤ → 2 ≠ 0)
2925, 26, 28divcan2d 10841 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℤ → (2 · ((𝑁 − 1) / 2)) = (𝑁 − 1))
3029oveq1d 6705 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → ((2 · ((𝑁 − 1) / 2)) + 1) = ((𝑁 − 1) + 1))
31 npcan1 10493 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℂ → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
3215, 31syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
3330, 32eqtrd 2685 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℤ → ((2 · ((𝑁 − 1) / 2)) + 1) = 𝑁)
3433ad2antlr 763 . . . . . . . . 9 (((((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 = ((𝑁 − 1) / 2)) → ((2 · ((𝑁 − 1) / 2)) + 1) = 𝑁)
3523, 34eqtrd 2685 . . . . . . . 8 (((((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 = ((𝑁 − 1) / 2)) → ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁)
3620, 35rspcedeq1vd 3349 . . . . . . 7 ((((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁)
3736a1d 25 . . . . . 6 ((((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑁 mod 2) = 1 → ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁))
3837ex 449 . . . . 5 (((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ → (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 mod 2) = 1 → ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁)))
3913, 38jaoi 393 . . . 4 (((𝑁 / 2) ∈ ℤ ∨ ((𝑁 + 1) / 2) ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 mod 2) = 1 → ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁)))
401, 39mpcom 38 . . 3 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 mod 2) = 1 → ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁))
41 oveq1 6697 . . . . . . 7 (𝑁 = ((2 · 𝑛) + 1) → (𝑁 mod 2) = (((2 · 𝑛) + 1) mod 2))
4241eqcoms 2659 . . . . . 6 (((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁 → (𝑁 mod 2) = (((2 · 𝑛) + 1) mod 2))
43 2cnd 11131 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ ℤ → 2 ∈ ℂ)
44 zcn 11420 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ ℤ → 𝑛 ∈ ℂ)
4543, 44mulcomd 10099 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℤ → (2 · 𝑛) = (𝑛 · 2))
4645oveq1d 6705 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℤ → ((2 · 𝑛) mod 2) = ((𝑛 · 2) mod 2))
47 mulmod0 12716 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℝ+) → ((𝑛 · 2) mod 2) = 0)
483, 47mpan2 707 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℤ → ((𝑛 · 2) mod 2) = 0)
4946, 48eqtrd 2685 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℤ → ((2 · 𝑛) mod 2) = 0)
5049oveq1d 6705 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℤ → (((2 · 𝑛) mod 2) + 1) = (0 + 1))
51 0p1e1 11170 . . . . . . . . . 10 (0 + 1) = 1
5250, 51syl6eq 2701 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℤ → (((2 · 𝑛) mod 2) + 1) = 1)
5352oveq1d 6705 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℤ → ((((2 · 𝑛) mod 2) + 1) mod 2) = (1 mod 2))
54 2z 11447 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℤ
5554a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℤ → 2 ∈ ℤ)
56 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℤ → 𝑛 ∈ ℤ)
5755, 56zmulcld 11526 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℤ → (2 · 𝑛) ∈ ℤ)
5857zred 11520 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℤ → (2 · 𝑛) ∈ ℝ)
59 1red 10093 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℤ → 1 ∈ ℝ)
603a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℤ → 2 ∈ ℝ+)
61 modaddmod 12749 . . . . . . . . 9 (((2 · 𝑛) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ+) → ((((2 · 𝑛) mod 2) + 1) mod 2) = (((2 · 𝑛) + 1) mod 2))
6258, 59, 60, 61syl3anc 1366 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℤ → ((((2 · 𝑛) mod 2) + 1) mod 2) = (((2 · 𝑛) + 1) mod 2))
63 2re 11128 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
64 1lt2 11232 . . . . . . . . . 10 1 < 2
6563, 64pm3.2i 470 . . . . . . . . 9 (2 ∈ ℝ ∧ 1 < 2)
66 1mod 12742 . . . . . . . . 9 ((2 ∈ ℝ ∧ 1 < 2) → (1 mod 2) = 1)
6765, 66mp1i 13 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℤ → (1 mod 2) = 1)
6853, 62, 673eqtr3d 2693 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℤ → (((2 · 𝑛) + 1) mod 2) = 1)
6968adantl 481 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (((2 · 𝑛) + 1) mod 2) = 1)
7042, 69sylan9eqr 2707 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ) ∧ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁) → (𝑁 mod 2) = 1)
7170ex 449 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁 → (𝑁 mod 2) = 1))
7271rexlimdva 3060 . . 3 (𝑁 ∈ ℤ → (∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁 → (𝑁 mod 2) = 1))
7340, 72impbid 202 . 2 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 mod 2) = 1 ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁))
74 odd2np1 15112 . 2 (𝑁 ∈ ℤ → (¬ 2 ∥ 𝑁 ↔ ∃𝑛 ∈ ℤ ((2 · 𝑛) + 1) = 𝑁))
7573, 74bitr4d 271 1 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 mod 2) = 1 ↔ ¬ 2 ∥ 𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wo 382  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  wne 2823  wrex 2942   class class class wbr 4685  (class class class)co 6690  cc 9972  cr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977   · cmul 9979   < clt 10112  cmin 10304   / cdiv 10722  2c2 11108  cz 11415  +crp 11870   mod cmo 12708  cdvds 15027
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-er 7787  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-sup 8389  df-inf 8390  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fl 12633  df-mod 12709  df-dvds 15028
This theorem is referenced by:  2lgslem3b1  25171  2lgslem3c1  25172  ex-mod  27436  dig2nn1st  42724  0dig2nn0o  42732  dig2bits  42733
  Copyright terms: Public domain W3C validator