Theorem axlowdimlem13 26740

Description: Lemma for axlowdim 26747. Establish that 𝑃 and 𝑄 are different points. (Contributed by Scott Fenton, 21-Apr-2013.)

Hypotheses

Ref	Expression
axlowdimlem13.1	⊢ 𝑃 = ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}))
axlowdimlem13.2	⊢ 𝑄 = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}))

Assertion

Ref	Expression
axlowdimlem13	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑃 ≠ 𝑄)

Proof of Theorem axlowdimlem13

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2ne0 11742	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ≠ 0
2	1	neii 3018	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ 2 = 0
3		eqcom 2828	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 = 0 ↔ 0 = 2)
4		1pneg1e0 11757	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1 + -1) = 0
5	4	eqcomi 2830	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 = (1 + -1)
6		df-2 11701	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 = (1 + 1)
7	5, 6	eqeq12i 2836	. . . . . . . . 9 ⊢ (0 = 2 ↔ (1 + -1) = (1 + 1))
8		ax-1cn 10595	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℂ
9		neg1cn 11752	. . . . . . . . . 10 ⊢ -1 ∈ ℂ
10	8, 9, 8	addcani 10833	. . . . . . . . 9 ⊢ ((1 + -1) = (1 + 1) ↔ -1 = 1)
11	3, 7, 10	3bitri 299	. . . . . . . 8 ⊢ (2 = 0 ↔ -1 = 1)
12	2, 11	mtbi 324	. . . . . . 7 ⊢ ¬ -1 = 1
13	12	intnanr 490	. . . . . 6 ⊢ ¬ (-1 = 1 ∧ 0 = 0)
14		ax-1ne0 10606	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ≠ 0
15	14	neii 3018	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ 1 = 0
16		negeq0 10940	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 ∈ ℂ → (1 = 0 ↔ -1 = 0))
17	8, 16	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ (1 = 0 ↔ -1 = 0)
18	15, 17	mtbi 324	. . . . . . 7 ⊢ ¬ -1 = 0
19	18	intnanr 490	. . . . . 6 ⊢ ¬ (-1 = 0 ∧ 0 = 1)
20	13, 19	pm3.2ni 877	. . . . 5 ⊢ ¬ ((-1 = 1 ∧ 0 = 0) ∨ (-1 = 0 ∧ 0 = 1))
21		negex 10884	. . . . . 6 ⊢ -1 ∈ V
22		c0ex 10635	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ V
23		1ex 10637	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ V
24	21, 22, 23, 22	preq12b 4781	. . . . 5 ⊢ ({-1, 0} = {1, 0} ↔ ((-1 = 1 ∧ 0 = 0) ∨ (-1 = 0 ∧ 0 = 1)))
25	20, 24	mtbir 325	. . . 4 ⊢ ¬ {-1, 0} = {1, 0}
26		3ex 11720	. . . . . . . . 9 ⊢ 3 ∈ V
27	26	rnsnop 6081	. . . . . . . 8 ⊢ ran {⟨3, -1⟩} = {-1}
28	27	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran {⟨3, -1⟩} = {-1})
29		elnnuz 12283	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ ↔ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘1))
30		eluzfz1 12915	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘1) → 1 ∈ (1...𝑁))
31	29, 30	sylbi 219	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ (1...𝑁))
32		df-3 11702	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 3 = (2 + 1)
33		1e0p1 12141	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 = (0 + 1)
34	32, 33	eqeq12i 2836	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (3 = 1 ↔ (2 + 1) = (0 + 1))
35		2cn 11713	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 2 ∈ ℂ
36		0cn 10633	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 0 ∈ ℂ
37	35, 36, 8	addcan2i 10834	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((2 + 1) = (0 + 1) ↔ 2 = 0)
38	34, 37	bitri 277	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (3 = 1 ↔ 2 = 0)
39	38	necon3bii 3068	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (3 ≠ 1 ↔ 2 ≠ 0)
40	1, 39	mpbir 233	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 3 ≠ 1
41	40	necomi 3070	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ≠ 3
42		eldifsn 4719	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}) ↔ (1 ∈ (1...𝑁) ∧ 1 ≠ 3))
43	31, 41, 42	sylanblrc 592	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}))
44	43	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}))
45		ne0i 4300	. . . . . . . 8 ⊢ (1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}) → ((1...𝑁) ∖ {3}) ≠ ∅)
46		rnxp 6027	. . . . . . . 8 ⊢ (((1...𝑁) ∖ {3}) ≠ ∅ → ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}) = {0})
47	44, 45, 46	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}) = {0})
48	28, 47	uneq12d 4140	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (ran {⟨3, -1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({-1} ∪ {0}))
49		rnun 6004	. . . . . 6 ⊢ ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = (ran {⟨3, -1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}))
50		df-pr 4570	. . . . . 6 ⊢ {-1, 0} = ({-1} ∪ {0})
51	48, 49, 50	3eqtr4g 2881	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = {-1, 0})
52		ovex 7189	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐼 + 1) ∈ V
53	52	rnsnop 6081	. . . . . . . 8 ⊢ ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} = {1}
54	53	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} = {1})
55		nnz 12005	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
56		fzssp1 12951	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...((𝑁 − 1) + 1))
57		zcn 11987	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
58		npcan1 11065	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℂ → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
59	58	oveq2d 7172	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℂ → (1...((𝑁 − 1) + 1)) = (1...𝑁))
60	57, 59	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (1...((𝑁 − 1) + 1)) = (1...𝑁))
61	56, 60	sseqtrid 4019	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
62	55, 61	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
63	62	sselda 3967	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ∈ (1...𝑁))
64		elfzelz 12909	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ∈ ℤ)
65	64	zred 12088	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ∈ ℝ)
66		id 22	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 ∈ ℝ)
67		ltp1 11480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 < (𝐼 + 1))
68	66, 67	ltned 10776	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
69	65, 68	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
70	69	adantl 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
71		eldifsn 4719	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ↔ (𝐼 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝐼 ≠ (𝐼 + 1)))
72	63, 70, 71	sylanbrc 585	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}))
73		ne0i 4300	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) → ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ≠ ∅)
74		rnxp 6027	. . . . . . . 8 ⊢ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ≠ ∅ → ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}) = {0})
75	72, 73, 74	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}) = {0})
76	54, 75	uneq12d 4140	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = ({1} ∪ {0}))
77		rnun 6004	. . . . . 6 ⊢ ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = (ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}))
78		df-pr 4570	. . . . . 6 ⊢ {1, 0} = ({1} ∪ {0})
79	76, 77, 78	3eqtr4g 2881	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = {1, 0})
80	51, 79	eqeq12d 2837	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) ↔ {-1, 0} = {1, 0}))
81	25, 80	mtbiri 329	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ¬ ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
82		rneq 5806	. . 3 ⊢ (({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) → ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
83	81, 82	nsyl 142	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ¬ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
84		axlowdimlem13.1	. . . 4 ⊢ 𝑃 = ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}))
85		axlowdimlem13.2	. . . 4 ⊢ 𝑄 = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}))
86	84, 85	eqeq12i 2836	. . 3 ⊢ (𝑃 = 𝑄 ↔ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
87	86	necon3abii 3062	. 2 ⊢ (𝑃 ≠ 𝑄 ↔ ¬ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
88	83, 87	sylibr 236	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑃 ≠ 𝑄)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   ∨ wo 843   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   ≠ wne 3016   ∖ cdif 3933   ∪ cun 3934   ⊆ wss 3936  ∅c0 4291  {csn 4567  {cpr 4569  ⟨cop 4573   × cxp 5553  ran crn 5556  ‘cfv 6355  (class class class)co 7156  ℂcc 10535  ℝcr 10536  0cc0 10537  1c1 10538   + caddc 10540   − cmin 10870  -cneg 10871  ℕcn 11638  2c2 11693  3c3 11694  ℤcz 11982  ℤ_≥cuz 12244  ...cfz 12893

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-iun 4921  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-om 7581  df-1st 7689  df-2nd 7690  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-er 8289  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-nn 11639  df-2 11701  df-3 11702  df-n0 11899  df-z 11983  df-uz 12245  df-fz 12894

This theorem is referenced by:  axlowdimlem15  26742