Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  nn0sumshdiglem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nn0sumshdiglem2 42944
Description: Lemma 2 for nn0sumshdig 42945. (Contributed by AV, 7-Jun-2020.)
Assertion
Ref Expression
nn0sumshdiglem2 (𝐿 ∈ ℕ → ∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 𝐿𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝐿)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))))
Distinct variable group:   𝑘,𝑎,𝐿

Proof of Theorem nn0sumshdiglem2
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqeq2 2782 . . . 4 (𝑥 = 1 → ((#b𝑎) = 𝑥 ↔ (#b𝑎) = 1))
2 oveq2 6801 . . . . . . 7 (𝑥 = 1 → (0..^𝑥) = (0..^1))
3 fzo01 12758 . . . . . . 7 (0..^1) = {0}
42, 3syl6eq 2821 . . . . . 6 (𝑥 = 1 → (0..^𝑥) = {0})
54sumeq1d 14639 . . . . 5 (𝑥 = 1 → Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) = Σ𝑘 ∈ {0} ((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))
65eqeq2d 2781 . . . 4 (𝑥 = 1 → (𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) ↔ 𝑎 = Σ𝑘 ∈ {0} ((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))))
71, 6imbi12d 333 . . 3 (𝑥 = 1 → (((#b𝑎) = 𝑥𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))) ↔ ((#b𝑎) = 1 → 𝑎 = Σ𝑘 ∈ {0} ((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))))
87ralbidv 3135 . 2 (𝑥 = 1 → (∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 𝑥𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))) ↔ ∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 1 → 𝑎 = Σ𝑘 ∈ {0} ((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))))
9 eqeq2 2782 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → ((#b𝑎) = 𝑥 ↔ (#b𝑎) = 𝑦))
10 oveq2 6801 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (0..^𝑥) = (0..^𝑦))
1110sumeq1d 14639 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑦)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))
1211eqeq2d 2781 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → (𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) ↔ 𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑦)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))))
139, 12imbi12d 333 . . 3 (𝑥 = 𝑦 → (((#b𝑎) = 𝑥𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))) ↔ ((#b𝑎) = 𝑦𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑦)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))))
1413ralbidv 3135 . 2 (𝑥 = 𝑦 → (∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 𝑥𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))) ↔ ∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 𝑦𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑦)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))))
15 eqeq2 2782 . . . 4 (𝑥 = (𝑦 + 1) → ((#b𝑎) = 𝑥 ↔ (#b𝑎) = (𝑦 + 1)))
16 oveq2 6801 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (0..^𝑥) = (0..^(𝑦 + 1)))
1716sumeq1d 14639 . . . . 5 (𝑥 = (𝑦 + 1) → Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0..^(𝑦 + 1))((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))
1817eqeq2d 2781 . . . 4 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) ↔ 𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^(𝑦 + 1))((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))))
1915, 18imbi12d 333 . . 3 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (((#b𝑎) = 𝑥𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))) ↔ ((#b𝑎) = (𝑦 + 1) → 𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^(𝑦 + 1))((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))))
2019ralbidv 3135 . 2 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 𝑥𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))) ↔ ∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = (𝑦 + 1) → 𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^(𝑦 + 1))((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))))
21 eqeq2 2782 . . . 4 (𝑥 = 𝐿 → ((#b𝑎) = 𝑥 ↔ (#b𝑎) = 𝐿))
22 oveq2 6801 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐿 → (0..^𝑥) = (0..^𝐿))
2322sumeq1d 14639 . . . . 5 (𝑥 = 𝐿 → Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0..^𝐿)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))
2423eqeq2d 2781 . . . 4 (𝑥 = 𝐿 → (𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) ↔ 𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝐿)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))))
2521, 24imbi12d 333 . . 3 (𝑥 = 𝐿 → (((#b𝑎) = 𝑥𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))) ↔ ((#b𝑎) = 𝐿𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝐿)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))))
2625ralbidv 3135 . 2 (𝑥 = 𝐿 → (∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 𝑥𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑥)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))) ↔ ∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 𝐿𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝐿)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))))
27 0cnd 10235 . . . . . . . 8 (𝑎 ∈ ℕ0 → 0 ∈ ℂ)
28 2nn 11387 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℕ
2928a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∈ ℕ0 → 2 ∈ ℕ)
30 0zd 11591 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∈ ℕ0 → 0 ∈ ℤ)
31 nn0rp0 12486 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∈ ℕ0𝑎 ∈ (0[,)+∞))
32 digvalnn0 42921 . . . . . . . . . . 11 ((2 ∈ ℕ ∧ 0 ∈ ℤ ∧ 𝑎 ∈ (0[,)+∞)) → (0(digit‘2)𝑎) ∈ ℕ0)
3329, 30, 31, 32syl3anc 1476 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ ℕ0 → (0(digit‘2)𝑎) ∈ ℕ0)
3433nn0cnd 11555 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ ℕ0 → (0(digit‘2)𝑎) ∈ ℂ)
35 1cnd 10258 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ ℕ0 → 1 ∈ ℂ)
3634, 35mulcld 10262 . . . . . . . 8 (𝑎 ∈ ℕ0 → ((0(digit‘2)𝑎) · 1) ∈ ℂ)
3727, 36jca 501 . . . . . . 7 (𝑎 ∈ ℕ0 → (0 ∈ ℂ ∧ ((0(digit‘2)𝑎) · 1) ∈ ℂ))
3837adantr 466 . . . . . 6 ((𝑎 ∈ ℕ0 ∧ (#b𝑎) = 1) → (0 ∈ ℂ ∧ ((0(digit‘2)𝑎) · 1) ∈ ℂ))
39 oveq1 6800 . . . . . . . 8 (𝑘 = 0 → (𝑘(digit‘2)𝑎) = (0(digit‘2)𝑎))
40 oveq2 6801 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → (2↑𝑘) = (2↑0))
41 2cn 11293 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℂ
42 exp0 13071 . . . . . . . . . 10 (2 ∈ ℂ → (2↑0) = 1)
4341, 42ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (2↑0) = 1
4440, 43syl6eq 2821 . . . . . . . 8 (𝑘 = 0 → (2↑𝑘) = 1)
4539, 44oveq12d 6811 . . . . . . 7 (𝑘 = 0 → ((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) = ((0(digit‘2)𝑎) · 1))
4645sumsn 14683 . . . . . 6 ((0 ∈ ℂ ∧ ((0(digit‘2)𝑎) · 1) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ {0} ((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) = ((0(digit‘2)𝑎) · 1))
4738, 46syl 17 . . . . 5 ((𝑎 ∈ ℕ0 ∧ (#b𝑎) = 1) → Σ𝑘 ∈ {0} ((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)) = ((0(digit‘2)𝑎) · 1))
4834adantr 466 . . . . . 6 ((𝑎 ∈ ℕ0 ∧ (#b𝑎) = 1) → (0(digit‘2)𝑎) ∈ ℂ)
4948mulid1d 10259 . . . . 5 ((𝑎 ∈ ℕ0 ∧ (#b𝑎) = 1) → ((0(digit‘2)𝑎) · 1) = (0(digit‘2)𝑎))
50 blen1b 42910 . . . . . . . 8 (𝑎 ∈ ℕ0 → ((#b𝑎) = 1 ↔ (𝑎 = 0 ∨ 𝑎 = 1)))
5150biimpa 462 . . . . . . 7 ((𝑎 ∈ ℕ0 ∧ (#b𝑎) = 1) → (𝑎 = 0 ∨ 𝑎 = 1))
52 vex 3354 . . . . . . . 8 𝑎 ∈ V
5352elpr 4338 . . . . . . 7 (𝑎 ∈ {0, 1} ↔ (𝑎 = 0 ∨ 𝑎 = 1))
5451, 53sylibr 224 . . . . . 6 ((𝑎 ∈ ℕ0 ∧ (#b𝑎) = 1) → 𝑎 ∈ {0, 1})
55 0dig2pr01 42932 . . . . . 6 (𝑎 ∈ {0, 1} → (0(digit‘2)𝑎) = 𝑎)
5654, 55syl 17 . . . . 5 ((𝑎 ∈ ℕ0 ∧ (#b𝑎) = 1) → (0(digit‘2)𝑎) = 𝑎)
5747, 49, 563eqtrrd 2810 . . . 4 ((𝑎 ∈ ℕ0 ∧ (#b𝑎) = 1) → 𝑎 = Σ𝑘 ∈ {0} ((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))
5857ex 397 . . 3 (𝑎 ∈ ℕ0 → ((#b𝑎) = 1 → 𝑎 = Σ𝑘 ∈ {0} ((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))))
5958rgen 3071 . 2 𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 1 → 𝑎 = Σ𝑘 ∈ {0} ((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))
60 nn0sumshdiglem1 42943 . 2 (𝑦 ∈ ℕ → (∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 𝑦𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝑦)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))) → ∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = (𝑦 + 1) → 𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^(𝑦 + 1))((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘)))))
618, 14, 20, 26, 59, 60nnind 11240 1 (𝐿 ∈ ℕ → ∀𝑎 ∈ ℕ0 ((#b𝑎) = 𝐿𝑎 = Σ𝑘 ∈ (0..^𝐿)((𝑘(digit‘2)𝑎) · (2↑𝑘))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382  wo 836   = wceq 1631  wcel 2145  wral 3061  {csn 4316  {cpr 4318  cfv 6031  (class class class)co 6793  cc 10136  0cc0 10138  1c1 10139   + caddc 10141   · cmul 10143  +∞cpnf 10273  cn 11222  2c2 11272  0cn0 11494  cz 11579  [,)cico 12382  ..^cfzo 12673  cexp 13067  Σcsu 14624  #bcblen 42891  digitcdig 42917
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-inf2 8702  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215  ax-pre-sup 10216  ax-addf 10217  ax-mulf 10218
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-fal 1637  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-int 4612  df-iun 4656  df-iin 4657  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-of 7044  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-supp 7447  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-1o 7713  df-2o 7714  df-oadd 7717  df-er 7896  df-map 8011  df-pm 8012  df-ixp 8063  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-fin 8113  df-fsupp 8432  df-fi 8473  df-sup 8504  df-inf 8505  df-oi 8571  df-card 8965  df-cda 9192  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-div 10887  df-nn 11223  df-2 11281  df-3 11282  df-4 11283  df-5 11284  df-6 11285  df-7 11286  df-8 11287  df-9 11288  df-n0 11495  df-z 11580  df-dec 11696  df-uz 11889  df-q 11992  df-rp 12036  df-xneg 12151  df-xadd 12152  df-xmul 12153  df-ioo 12384  df-ioc 12385  df-ico 12386  df-icc 12387  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-fl 12801  df-mod 12877  df-seq 13009  df-exp 13068  df-fac 13265  df-bc 13294  df-hash 13322  df-shft 14015  df-cj 14047  df-re 14048  df-im 14049  df-sqrt 14183  df-abs 14184  df-limsup 14410  df-clim 14427  df-rlim 14428  df-sum 14625  df-ef 15004  df-sin 15006  df-cos 15007  df-pi 15009  df-dvds 15190  df-struct 16066  df-ndx 16067  df-slot 16068  df-base 16070  df-sets 16071  df-ress 16072  df-plusg 16162  df-mulr 16163  df-starv 16164  df-sca 16165  df-vsca 16166  df-ip 16167  df-tset 16168  df-ple 16169  df-ds 16172  df-unif 16173  df-hom 16174  df-cco 16175  df-rest 16291  df-topn 16292  df-0g 16310  df-gsum 16311  df-topgen 16312  df-pt 16313  df-prds 16316  df-xrs 16370  df-qtop 16375  df-imas 16376  df-xps 16378  df-mre 16454  df-mrc 16455  df-acs 16457  df-mgm 17450  df-sgrp 17492  df-mnd 17503  df-submnd 17544  df-mulg 17749  df-cntz 17957  df-cmn 18402  df-psmet 19953  df-xmet 19954  df-met 19955  df-bl 19956  df-mopn 19957  df-fbas 19958  df-fg 19959  df-cnfld 19962  df-top 20919  df-topon 20936  df-topsp 20958  df-bases 20971  df-cld 21044  df-ntr 21045  df-cls 21046  df-nei 21123  df-lp 21161  df-perf 21162  df-cn 21252  df-cnp 21253  df-haus 21340  df-tx 21586  df-hmeo 21779  df-fil 21870  df-fm 21962  df-flim 21963  df-flf 21964  df-xms 22345  df-ms 22346  df-tms 22347  df-cncf 22901  df-limc 23850  df-dv 23851  df-log 24524  df-cxp 24525  df-logb 24724  df-blen 42892  df-dig 42918
This theorem is referenced by:  nn0sumshdig  42945
  Copyright terms: Public domain W3C validator