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Theorem 2elfz2melfz 41653
Description: If the sum of two integers of a 0 based finite set of sequential integers is greater than the upper bound, the difference between one of the integers and the difference between the upper bound and the other integer is in the 0 based finite set of sequential integers with the first integer as upper bound. (Contributed by Alexander van der Vekens, 7-Apr-2018.) (Revised by Alexander van der Vekens, 31-May-2018.)
Assertion
Ref Expression
2elfz2melfz ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁 < (𝐴 + 𝐵) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ (0...𝐴)))

Proof of Theorem 2elfz2melfz
StepHypRef Expression
1 elfzelz 12380 . . . . 5 (𝐴 ∈ (0...𝑁) → 𝐴 ∈ ℤ)
2 elfzel2 12378 . . . . . 6 (𝐵 ∈ (0...𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
3 elfzelz 12380 . . . . . 6 (𝐵 ∈ (0...𝑁) → 𝐵 ∈ ℤ)
4 simplr 807 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℤ)
5 zsubcl 11457 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝑁𝐴) ∈ ℤ)
65adantlr 751 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝑁𝐴) ∈ ℤ)
74, 6zsubcld 11525 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ ℤ)
87adantr 480 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 < (𝐴 + 𝐵)) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ ℤ)
9 zre 11419 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
109ad2antrr 762 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℝ)
11 zaddcl 11455 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℤ)
1211zred 11520 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ)
1312expcom 450 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐵 ∈ ℤ → (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ))
1413adantl 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ))
1514imp 444 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ)
1610, 15, 10ltsub1d 10674 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝑁 < (𝐴 + 𝐵) ↔ (𝑁𝑁) < ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁)))
17 zre 11419 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐵 ∈ ℤ → 𝐵 ∈ ℝ)
189, 17anim12i 589 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
19 zre 11419 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℝ)
2018, 19anim12i 589 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 ∈ ℝ))
21 id 22 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℝ → 𝑁 ∈ ℝ)
2221, 21resubcld 10496 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℝ → (𝑁𝑁) ∈ ℝ)
2322ad2antrr 762 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (𝑁𝑁) ∈ ℝ)
24 readdcl 10057 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ)
2524expcom 450 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐵 ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ))
2625adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴 ∈ ℝ → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ))
2726imp 444 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ)
28 simpll 805 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → 𝑁 ∈ ℝ)
2927, 28resubcld 10496 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁) ∈ ℝ)
3023, 29jca 553 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((𝑁𝑁) ∈ ℝ ∧ ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁) ∈ ℝ))
31 ltle 10164 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁𝑁) ∈ ℝ ∧ ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁) ∈ ℝ) → ((𝑁𝑁) < ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁) → (𝑁𝑁) ≤ ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁)))
3220, 30, 313syl 18 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → ((𝑁𝑁) < ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁) → (𝑁𝑁) ≤ ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁)))
33 zcn 11420 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
3433subidd 10418 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁𝑁) = 0)
3534ad2antrr 762 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝑁𝑁) = 0)
36 zcn 11420 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐵 ∈ ℤ → 𝐵 ∈ ℂ)
3736adantl 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℂ)
3837adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℂ)
3933ad2antrr 762 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℂ)
40 zcn 11420 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℂ)
4140adantl 481 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℂ)
42 simp3 1083 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 𝐴 ∈ ℂ)
43 simp1 1081 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → 𝐵 ∈ ℂ)
4442, 43addcomd 10276 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (𝐴 + 𝐵) = (𝐵 + 𝐴))
4544oveq1d 6705 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁) = ((𝐵 + 𝐴) − 𝑁))
46 subsub3 10351 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) = ((𝐵 + 𝐴) − 𝑁))
4745, 46eqtr4d 2688 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁) = (𝐵 − (𝑁𝐴)))
4838, 39, 41, 47syl3anc 1366 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁) = (𝐵 − (𝑁𝐴)))
4935, 48breq12d 4698 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → ((𝑁𝑁) ≤ ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁) ↔ 0 ≤ (𝐵 − (𝑁𝐴))))
5032, 49sylibd 229 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → ((𝑁𝑁) < ((𝐴 + 𝐵) − 𝑁) → 0 ≤ (𝐵 − (𝑁𝐴))))
5116, 50sylbid 230 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝑁 < (𝐴 + 𝐵) → 0 ≤ (𝐵 − (𝑁𝐴))))
5251imp 444 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 < (𝐴 + 𝐵)) → 0 ≤ (𝐵 − (𝑁𝐴)))
53 elnn0z 11428 . . . . . . . 8 ((𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ ℕ0 ↔ ((𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ ℤ ∧ 0 ≤ (𝐵 − (𝑁𝐴))))
548, 52, 53sylanbrc 699 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 < (𝐴 + 𝐵)) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ ℕ0)
5554exp31 629 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∈ ℤ → (𝑁 < (𝐴 + 𝐵) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ ℕ0)))
562, 3, 55syl2anc 694 . . . . 5 (𝐵 ∈ (0...𝑁) → (𝐴 ∈ ℤ → (𝑁 < (𝐴 + 𝐵) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ ℕ0)))
571, 56mpan9 485 . . . 4 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁 < (𝐴 + 𝐵) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ ℕ0))
5857imp 444 . . 3 (((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑁 < (𝐴 + 𝐵)) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ ℕ0)
59 elfznn0 12471 . . . 4 (𝐴 ∈ (0...𝑁) → 𝐴 ∈ ℕ0)
6059ad2antrr 762 . . 3 (((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑁 < (𝐴 + 𝐵)) → 𝐴 ∈ ℕ0)
61 elfzle2 12383 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ (0...𝑁) → 𝐵𝑁)
6261adantl 481 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → 𝐵𝑁)
63 elfzel2 12378 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ (0...𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
6463zcnd 11521 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ (0...𝑁) → 𝑁 ∈ ℂ)
651zcnd 11521 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ (0...𝑁) → 𝐴 ∈ ℂ)
6664, 65jca 553 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (0...𝑁) → (𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ))
6766adantr 480 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ))
68 npcan 10328 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((𝑁𝐴) + 𝐴) = 𝑁)
6967, 68syl 17 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐴) + 𝐴) = 𝑁)
7062, 69breqtrrd 4713 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → 𝐵 ≤ ((𝑁𝐴) + 𝐴))
713zred 11520 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ (0...𝑁) → 𝐵 ∈ ℝ)
7271adantl 481 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → 𝐵 ∈ ℝ)
7363zred 11520 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (0...𝑁) → 𝑁 ∈ ℝ)
741zred 11520 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (0...𝑁) → 𝐴 ∈ ℝ)
7573, 74resubcld 10496 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (0...𝑁) → (𝑁𝐴) ∈ ℝ)
7675adantr 480 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁𝐴) ∈ ℝ)
7774adantr 480 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℝ)
7872, 76, 77lesubadd2d 10664 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → ((𝐵 − (𝑁𝐴)) ≤ 𝐴𝐵 ≤ ((𝑁𝐴) + 𝐴)))
7970, 78mpbird 247 . . . 4 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ≤ 𝐴)
8079adantr 480 . . 3 (((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑁 < (𝐴 + 𝐵)) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ≤ 𝐴)
81 elfz2nn0 12469 . . 3 ((𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ (0...𝐴) ↔ ((𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℕ0 ∧ (𝐵 − (𝑁𝐴)) ≤ 𝐴))
8258, 60, 80, 81syl3anbrc 1265 . 2 (((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑁 < (𝐴 + 𝐵)) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ (0...𝐴))
8382ex 449 1 ((𝐴 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁 < (𝐴 + 𝐵) → (𝐵 − (𝑁𝐴)) ∈ (0...𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383  w3a 1054   = wceq 1523  wcel 2030   class class class wbr 4685  (class class class)co 6690  cc 9972  cr 9973  0cc0 9974   + caddc 9977   < clt 10112  cle 10113  cmin 10304  0cn0 11330  cz 11415  ...cfz 12364
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
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-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-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-er 7787  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-nn 11059  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-fz 12365
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