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Theorem bitsinv1lem 12955
Description: Lemma for bitsinv1 12956. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Sep-2016.)
Assertion
Ref Expression
bitsinv1lem  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  =  ( ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  +  if ( M  e.  (bits `  N
) ,  ( 2 ^ M ) ,  0 ) ) )

Proof of Theorem bitsinv1lem
StepHypRef Expression
1 oveq2 6091 . . 3  |-  ( ( 2 ^ M )  =  if ( M  e.  (bits `  N
) ,  ( 2 ^ M ) ,  0 )  ->  (
( N  mod  (
2 ^ M ) )  +  ( 2 ^ M ) )  =  ( ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  +  if ( M  e.  (bits `  N ) ,  ( 2 ^ M ) ,  0 ) ) )
21eqeq2d 2449 . 2  |-  ( ( 2 ^ M )  =  if ( M  e.  (bits `  N
) ,  ( 2 ^ M ) ,  0 )  ->  (
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  =  ( ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  +  ( 2 ^ M ) )  <->  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  =  ( ( N  mod  (
2 ^ M ) )  +  if ( M  e.  (bits `  N ) ,  ( 2 ^ M ) ,  0 ) ) ) )
3 oveq2 6091 . . 3  |-  ( 0  =  if ( M  e.  (bits `  N
) ,  ( 2 ^ M ) ,  0 )  ->  (
( N  mod  (
2 ^ M ) )  +  0 )  =  ( ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  +  if ( M  e.  (bits `  N ) ,  ( 2 ^ M ) ,  0 ) ) )
43eqeq2d 2449 . 2  |-  ( 0  =  if ( M  e.  (bits `  N
) ,  ( 2 ^ M ) ,  0 )  ->  (
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  =  ( ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  +  0 )  <->  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  =  ( ( N  mod  (
2 ^ M ) )  +  if ( M  e.  (bits `  N ) ,  ( 2 ^ M ) ,  0 ) ) ) )
5 simpl 445 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  N  e.  ZZ )
6 2nn 10135 . . . . . . . . 9  |-  2  e.  NN
76a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
2  e.  NN )
8 simpr 449 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  M  e.  NN0 )
97, 8nnexpcld 11546 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ M
)  e.  NN )
105, 9zmodcld 11269 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  mod  (
2 ^ M ) )  e.  NN0 )
1110nn0cnd 10278 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  mod  (
2 ^ M ) )  e.  CC )
1211adantr 453 . . . 4  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( N  mod  (
2 ^ M ) )  e.  CC )
13 1nn0 10239 . . . . . . . . . 10  |-  1  e.  NN0
1413a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
1  e.  NN0 )
158, 14nn0addcld 10280 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( M  +  1 )  e.  NN0 )
167, 15nnexpcld 11546 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ ( M  +  1 ) )  e.  NN )
175, 16zmodcld 11269 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  e.  NN0 )
1817nn0cnd 10278 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  e.  CC )
1918adantr 453 . . . 4  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  e.  CC )
2012, 19pncan3d 9416 . . 3  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ M
) )  +  ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) ) )  =  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )
2118, 11subcld 9413 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  e.  CC )
2221adantr 453 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  e.  CC )
236a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
2  e.  NN )
24 simplr 733 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  ->  M  e.  NN0 )
2523, 24nnexpcld 11546 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( 2 ^ M
)  e.  NN )
2625nncnd 10018 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( 2 ^ M
)  e.  CC )
27 2cn 10072 . . . . . . . 8  |-  2  e.  CC
2827a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
2  e.  CC )
29 2ne0 10085 . . . . . . . 8  |-  2  =/=  0
3029a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
2  =/=  0 )
318nn0zd 10375 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  M  e.  ZZ )
3228, 30, 31expne0d 11531 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ M
)  =/=  0 )
3332adantr 453 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( 2 ^ M
)  =/=  0 )
34 2z 10314 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  ZZ
35 dvds0 12867 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 2  e.  ZZ  ->  2  ||  0 )
3634, 35ax-mp 8 . . . . . . . . . 10  |-  2  ||  0
37 id 21 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  0  ->  ( (
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  0 )
3836, 37syl5breqr 4250 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  0  ->  2  ||  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) )
39 bitsval2 12939 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( M  e.  (bits `  N )  <->  -.  2  ||  ( |_ `  ( N  /  ( 2 ^ M ) ) ) ) )
405zred 10377 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  N  e.  RR )
419nnrpd 10649 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ M
)  e.  RR+ )
42 moddiffl 11261 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  RR  /\  ( 2 ^ M
)  e.  RR+ )  ->  ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  ( |_ `  ( N  /  (
2 ^ M ) ) ) )
4340, 41, 42syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  ( |_ `  ( N  /  (
2 ^ M ) ) ) )
4443breq2d 4226 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2  ||  (
( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  <->  2  ||  ( |_ `  ( N  /  ( 2 ^ M ) ) ) ) )
4534a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
2  e.  ZZ )
46 moddifz 11262 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  RR  /\  ( 2 ^ M
)  e.  RR+ )  ->  ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  ZZ )
4740, 41, 46syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  ZZ )
485zcnd 10378 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  N  e.  CC )
4948, 11, 18nnncan1d 9447 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  -  ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) ) )  =  ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) ) )
5049oveq1d 6098 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  -  ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) ) )
5148, 11subcld 9413 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  e.  CC )
5248, 18subcld 9413 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  e.  CC )
539nncnd 10018 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ M
)  e.  CC )
5451, 52, 53, 32divsubdird 9831 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  -  ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  ( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  -  ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
5550, 54eqtr3d 2472 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  ( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  -  ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
5628, 52mulcomd 9111 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2  x.  ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) ) )  =  ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  x.  2 ) )
5728, 53mulcomd 9111 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2  x.  (
2 ^ M ) )  =  ( ( 2 ^ M )  x.  2 ) )
5828, 8expp1d 11526 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ ( M  +  1 ) )  =  ( ( 2 ^ M )  x.  2 ) )
5957, 58eqtr4d 2473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2  x.  (
2 ^ M ) )  =  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )
6056, 59oveq12d 6101 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) ) )  /  ( 2  x.  ( 2 ^ M ) ) )  =  ( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  x.  2 )  / 
( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )
6152, 53, 28, 32, 30divcan5d 9818 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) ) )  /  ( 2  x.  ( 2 ^ M ) ) )  =  ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  / 
( 2 ^ M
) ) )
6216nncnd 10018 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ ( M  +  1 ) )  e.  CC )
6331peano2zd 10380 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( M  +  1 )  e.  ZZ )
6428, 30, 63expne0d 11531 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ ( M  +  1 ) )  =/=  0 )
6552, 28, 62, 64div23d 9829 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  x.  2 )  /  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  =  ( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  x.  2 ) )
6660, 61, 653eqtr3d 2478 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  ( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  x.  2 ) )
6716nnrpd 10649 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ ( M  +  1 ) )  e.  RR+ )
68 moddifz 11262 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  RR  /\  ( 2 ^ ( M  +  1 ) )  e.  RR+ )  ->  ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  e.  ZZ )
6940, 67, 68syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  e.  ZZ )
7069, 45zmulcld 10383 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  / 
( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  x.  2 )  e.  ZZ )
7166, 70eqeltrd 2512 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  ZZ )
7247, 71zsubcld 10382 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  -  (
( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) )  e.  ZZ )
7355, 72eqeltrd 2512 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  ZZ )
74 dvdsmul2 12874 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  e.  ZZ  /\  2  e.  ZZ )  ->  2  ||  ( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  / 
( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  x.  2 ) )
7569, 45, 74syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
2  ||  ( (
( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  x.  2 ) )
7648, 18, 11nnncan2d 9448 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  -  ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) ) )  =  ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) ) ) )
7776oveq1d 6098 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  -  ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  / 
( 2 ^ M
) ) )
7851, 21, 53, 32divsubdird 9831 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  -  ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  ( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  -  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
7977, 78, 663eqtr3d 2478 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  -  (
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) )  =  ( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )  /  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  x.  2 ) )
8075, 79breqtrrd 4240 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
2  ||  ( (
( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  -  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
81 dvdssub2 12889 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( 2  e.  ZZ  /\  ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  ZZ  /\  (
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  ZZ )  /\  2  ||  ( ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  -  (
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )  ->  ( 2 
||  ( ( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  <->  2  ||  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
8245, 47, 73, 80, 81syl31anc 1188 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2  ||  (
( N  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  <->  2  ||  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
8344, 82bitr3d 248 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2  ||  ( |_ `  ( N  / 
( 2 ^ M
) ) )  <->  2  ||  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
8483notbid 287 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( -.  2  ||  ( |_ `  ( N  /  ( 2 ^ M ) ) )  <->  -.  2  ||  ( ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
8539, 84bitrd 246 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( M  e.  (bits `  N )  <->  -.  2  ||  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
8685con2bid 321 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2  ||  (
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  <->  -.  M  e.  (bits `  N )
) )
8738, 86syl5ib 212 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  =  0  ->  -.  M  e.  (bits `  N ) ) )
8887con2d 110 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( M  e.  (bits `  N )  ->  -.  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  0 ) )
89 df-neg 9296 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  -u 1  =  ( 0  -  1 )
9053mulm1d 9487 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( -u 1  x.  (
2 ^ M ) )  =  -u (
2 ^ M ) )
919nnred 10017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ M
)  e.  RR )
9291renegcld 9466 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  -u ( 2 ^ M
)  e.  RR )
9340, 41modcld 11256 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  mod  (
2 ^ M ) )  e.  RR )
9493renegcld 9466 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  -u ( N  mod  (
2 ^ M ) )  e.  RR )
9540, 67modcld 11256 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  e.  RR )
9695, 93resubcld 9467 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  e.  RR )
97 modlt 11260 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( N  e.  RR  /\  ( 2 ^ M
)  e.  RR+ )  ->  ( N  mod  (
2 ^ M ) )  <  ( 2 ^ M ) )
9840, 41, 97syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  mod  (
2 ^ M ) )  <  ( 2 ^ M ) )
9993, 91ltnegd 9606 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ M
) )  <  (
2 ^ M )  <->  -u ( 2 ^ M
)  <  -u ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) ) )
10098, 99mpbid 203 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  -u ( 2 ^ M
)  <  -u ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )
101 df-neg 9296 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  -u ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  =  ( 0  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )
102 0re 9093 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  0  e.  RR
103102a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
0  e.  RR )
104 modge0 11259 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( N  e.  RR  /\  ( 2 ^ ( M  +  1 ) )  e.  RR+ )  ->  0  <_  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )
10540, 67, 104syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
0  <_  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )
106103, 95, 93, 105lesub1dd 9644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 0  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  <_  ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) ) )
107101, 106syl5eqbr 4247 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  -u ( N  mod  (
2 ^ M ) )  <_  ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) ) )
10892, 94, 96, 100, 107ltletrd 9232 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  -u ( 2 ^ M
)  <  ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) ) )
10990, 108eqbrtrd 4234 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( -u 1  x.  (
2 ^ M ) )  <  ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) ) )
110 1re 9092 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  1  e.  RR
111110a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
1  e.  RR )
112111renegcld 9466 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  -u 1  e.  RR )
113112, 96, 41ltmuldivd 10693 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( -u 1  x.  ( 2 ^ M
) )  <  (
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  <->  -u 1  <  ( ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
114109, 113mpbid 203 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  ->  -u 1  <  ( ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) )
11589, 114syl5eqbrr 4248 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 0  -  1 )  <  ( ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) )
116 0z 10295 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  0  e.  ZZ
117116a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
0  e.  ZZ )
118 zlem1lt 10329 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 0  e.  ZZ  /\  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  ZZ )  -> 
( 0  <_  (
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  <->  ( 0  -  1 )  < 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
119117, 73, 118syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 0  <_  (
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  <->  ( 0  -  1 )  < 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
120115, 119mpbird 225 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
0  <_  ( (
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) )
121 elnn0z 10296 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e. 
NN0 
<->  ( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  e.  ZZ  /\  0  <_  ( (
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
12273, 120, 121sylanbrc 647 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  NN0 )
123 nn0uz 10522 . . . . . . . . . . . 12  |-  NN0  =  ( ZZ>= `  0 )
124122, 123syl6eleq 2528 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  ( ZZ>= `  0
) )
12516nnred 10017 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 2 ^ ( M  +  1 ) )  e.  RR )
126 modge0 11259 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( N  e.  RR  /\  ( 2 ^ M
)  e.  RR+ )  ->  0  <_  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )
12740, 41, 126syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
0  <_  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )
12895, 93subge02d 9620 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( 0  <_  ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  <->  ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  <_  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) ) )
129127, 128mpbid 203 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  <_  ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) ) )
130 modlt 11260 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  RR  /\  ( 2 ^ ( M  +  1 ) )  e.  RR+ )  ->  ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  <  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )
13140, 67, 130syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  <  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )
13296, 95, 125, 129, 131lelttrd 9230 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  <  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )
133132, 58breqtrd 4238 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  <  ( ( 2 ^ M )  x.  2 ) )
1347nnred 10017 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
2  e.  RR )
13596, 134, 41ltdivmuld 10697 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  <  2  <->  ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  <  ( ( 2 ^ M )  x.  2 ) ) )
136133, 135mpbird 225 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  <  2 )
137 elfzo2 11145 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  ( 0..^ 2 )  <-> 
( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  e.  (
ZZ>= `  0 )  /\  2  e.  ZZ  /\  (
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  <  2 ) )
138124, 45, 136, 137syl3anbrc 1139 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  ( 0..^ 2 ) )
139 fzo0to2pr 11186 . . . . . . . . . 10  |-  ( 0..^ 2 )  =  {
0 ,  1 }
140138, 139syl6eleq 2528 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e.  { 0 ,  1 } )
141 elpri 3836 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  e. 
{ 0 ,  1 }  ->  ( (
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  0  \/  ( ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  1 ) )
142140, 141syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  =  0  \/  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  =  1 ) )
143142ord 368 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( -.  ( ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  0  ->  ( (
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  1 ) )
14488, 143syld 43 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( M  e.  (bits `  N )  ->  (
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  1 ) )
145144imp 420 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  1 )
14622, 26, 33, 145diveq1d 9800 . . . 4  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  =  ( 2 ^ M ) )
147146oveq2d 6099 . . 3  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ M
) )  +  ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) ) )  =  ( ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  +  ( 2 ^ M ) ) )
14820, 147eqtr3d 2472 . 2  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  =  ( ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  +  ( 2 ^ M ) ) )
14918adantr 453 . . . 4  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  -.  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  e.  CC )
15011adantr 453 . . . 4  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  -.  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( N  mod  (
2 ^ M ) )  e.  CC )
15121adantr 453 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  -.  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  e.  CC )
15253adantr 453 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  -.  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( 2 ^ M
)  e.  CC )
15332adantr 453 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  -.  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( 2 ^ M
)  =/=  0 )
154 1lt2 10144 . . . . . . . . . . . 12  |-  1  <  2
155 2re 10071 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  e.  RR
156110, 155ltnlei 9196 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 1  <  2  <->  -.  2  <_  1 )
157154, 156mpbi 201 . . . . . . . . . . 11  |-  -.  2  <_  1
158 1nn 10013 . . . . . . . . . . . 12  |-  1  e.  NN
159 dvdsle 12897 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 2  e.  ZZ  /\  1  e.  NN )  ->  ( 2  ||  1  ->  2  <_  1 ) )
16034, 158, 159mp2an 655 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 2 
||  1  ->  2  <_  1 )
161157, 160mto 170 . . . . . . . . . 10  |-  -.  2  ||  1
162 breq2 4218 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  1  ->  ( 2 
||  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  + 
1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M
) ) )  / 
( 2 ^ M
) )  <->  2  ||  1 ) )
163161, 162mtbiri 296 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  1  ->  -.  2  ||  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) )
164143, 163syl6 32 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( -.  ( ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  0  ->  -.  2  ||  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) ) ) )
165164, 85sylibrd 227 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( -.  ( ( ( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  0  ->  M  e.  (bits `  N ) ) )
166165con1d 119 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( -.  M  e.  (bits `  N )  ->  ( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  0 ) )
167166imp 420 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  -.  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( ( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  /  ( 2 ^ M ) )  =  0 )
168151, 152, 153, 167diveq0d 9799 . . . 4  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  -.  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ ( M  +  1 ) ) )  -  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )  =  0 )
169149, 150, 168subeq0d 9421 . . 3  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  -.  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  =  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )
170150addid1d 9268 . . 3  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  -.  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( ( N  mod  ( 2 ^ M
) )  +  0 )  =  ( N  mod  ( 2 ^ M ) ) )
171169, 170eqtr4d 2473 . 2  |-  ( ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  /\  -.  M  e.  (bits `  N ) )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  =  ( ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  +  0 ) )
1722, 4, 148, 171ifbothda 3771 1  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  M  e.  NN0 )  -> 
( N  mod  (
2 ^ ( M  +  1 ) ) )  =  ( ( N  mod  ( 2 ^ M ) )  +  if ( M  e.  (bits `  N
) ,  ( 2 ^ M ) ,  0 ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 178    \/ wo 359    /\ wa 360    = wceq 1653    e. wcel 1726    =/= wne 2601   ifcif 3741   {cpr 3817   class class class wbr 4214   ` cfv 5456  (class class class)co 6083   CCcc 8990   RRcr 8991   0cc0 8992   1c1 8993    + caddc 8995    x. cmul 8997    < clt 9122    <_ cle 9123    - cmin 9293   -ucneg 9294    / cdiv 9679   NNcn 10002   2c2 10051   NN0cn0 10223   ZZcz 10284   ZZ>=cuz 10490   RR+crp 10614  ..^cfzo 11137   |_cfl 11203    mod cmo 11252   ^cexp 11384    || cdivides 12854  bitscbits 12933
This theorem is referenced by:  bitsinv1  12956  smumullem  13006
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-13 1728  ax-14 1730  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2419  ax-sep 4332  ax-nul 4340  ax-pow 4379  ax-pr 4405  ax-un 4703  ax-cnex 9048  ax-resscn 9049  ax-1cn 9050  ax-icn 9051  ax-addcl 9052  ax-addrcl 9053  ax-mulcl 9054  ax-mulrcl 9055  ax-mulcom 9056  ax-addass 9057  ax-mulass 9058  ax-distr 9059  ax-i2m1 9060  ax-1ne0 9061  ax-1rid 9062  ax-rnegex 9063  ax-rrecex 9064  ax-cnre 9065  ax-pre-lttri 9066  ax-pre-lttrn 9067  ax-pre-ltadd 9068  ax-pre-mulgt0 9069  ax-pre-sup 9070
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 938  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-nel 2604  df-ral 2712  df-rex 2713  df-reu 2714  df-rmo 2715  df-rab 2716  df-v 2960  df-sbc 3164  df-csb 3254  df-dif 3325  df-un 3327  df-in 3329  df-ss 3336  df-pss 3338  df-nul 3631  df-if 3742  df-pw 3803  df-sn 3822  df-pr 3823  df-tp 3824  df-op 3825  df-uni 4018  df-iun 4097  df-br 4215  df-opab 4269  df-mpt 4270  df-tr 4305  df-eprel 4496  df-id 4500  df-po 4505  df-so 4506  df-fr 4543  df-we 4545  df-ord 4586  df-on 4587  df-lim 4588  df-suc 4589  df-om 4848  df-xp 4886  df-rel 4887  df-cnv 4888  df-co 4889  df-dm 4890  df-rn 4891  df-res 4892  df-ima 4893  df-iota 5420  df-fun 5458  df-fn 5459  df-f 5460  df-f1 5461  df-fo 5462  df-f1o 5463  df-fv 5464  df-ov 6086  df-oprab 6087  df-mpt2 6088  df-1st 6351  df-2nd 6352  df-riota 6551  df-recs 6635  df-rdg 6670  df-er 6907  df-en 7112  df-dom 7113  df-sdom 7114  df-sup 7448  df-pnf 9124  df-mnf 9125  df-xr 9126  df-ltxr 9127  df-le 9128  df-sub 9295  df-neg 9296  df-div 9680  df-nn 10003  df-2 10060  df-n0 10224  df-z 10285  df-uz 10491  df-rp 10615  df-fz 11046  df-fzo 11138  df-fl 11204  df-mod 11253  df-seq 11326  df-exp 11385  df-dvds 12855  df-bits 12936
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