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

Theorem fzind 11304
Description: Induction on the integers from 𝑀 to 𝑁 inclusive . The first four hypotheses give us the substitution instances we need; the last two are the basis and the induction step. (Contributed by Paul Chapman, 31-Mar-2011.)
Hypotheses
Ref Expression
fzind.1 (𝑥 = 𝑀 → (𝜑𝜓))
fzind.2 (𝑥 = 𝑦 → (𝜑𝜒))
fzind.3 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝜑𝜃))
fzind.4 (𝑥 = 𝐾 → (𝜑𝜏))
fzind.5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑁) → 𝜓)
fzind.6 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦𝑦 < 𝑁)) → (𝜒𝜃))
Assertion
Ref Expression
fzind (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝐾𝐾𝑁)) → 𝜏)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐾   𝑥,𝑀,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦   𝜒,𝑥   𝜑,𝑦   𝜓,𝑥   𝜏,𝑥   𝜃,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝜓(𝑦)   𝜒(𝑦)   𝜃(𝑦)   𝜏(𝑦)   𝐾(𝑦)

Proof of Theorem fzind
StepHypRef Expression
1 breq1 4577 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑀 → (𝑥𝑁𝑀𝑁))
21anbi2d 735 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑀 → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥𝑁) ↔ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑁)))
3 fzind.1 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑀 → (𝜑𝜓))
42, 3imbi12d 332 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑀 → (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥𝑁) → 𝜑) ↔ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑁) → 𝜓)))
5 breq1 4577 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥𝑁𝑦𝑁))
65anbi2d 735 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥𝑁) ↔ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑦𝑁)))
7 fzind.2 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → (𝜑𝜒))
86, 7imbi12d 332 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥𝑁) → 𝜑) ↔ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑦𝑁) → 𝜒)))
9 breq1 4577 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝑥𝑁 ↔ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁))
109anbi2d 735 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝑦 + 1) → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥𝑁) ↔ (𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁)))
11 fzind.3 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝜑𝜃))
1210, 11imbi12d 332 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥𝑁) → 𝜑) ↔ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → 𝜃)))
13 breq1 4577 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝐾 → (𝑥𝑁𝐾𝑁))
1413anbi2d 735 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝐾 → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥𝑁) ↔ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑁)))
15 fzind.4 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝐾 → (𝜑𝜏))
1614, 15imbi12d 332 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝐾 → (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥𝑁) → 𝜑) ↔ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑁) → 𝜏)))
17 fzind.5 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑁) → 𝜓)
18173expib 1259 . . . . . . . . 9 (𝑀 ∈ ℤ → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑁) → 𝜓))
19 zre 11211 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ ℤ → 𝑦 ∈ ℝ)
20 zre 11211 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
21 p1le 10712 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → 𝑦𝑁)
22213expia 1258 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → ((𝑦 + 1) ≤ 𝑁𝑦𝑁))
2319, 20, 22syl2an 492 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑦 + 1) ≤ 𝑁𝑦𝑁))
2423imdistanda 724 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℤ → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑦𝑁)))
2524imim1d 79 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ℤ → (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑦𝑁) → 𝜒) → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → 𝜒)))
26253ad2ant2 1075 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) → (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑦𝑁) → 𝜒) → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → 𝜒)))
27 zltp1le 11257 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑦 < 𝑁 ↔ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁))
2827adantlr 746 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑦 < 𝑁 ↔ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁))
2928expcom 449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) → (𝑦 < 𝑁 ↔ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁)))
3029pm5.32d 668 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ ℤ → (((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) ∧ 𝑦 < 𝑁) ↔ ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁)))
3130adantl 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) ∧ 𝑦 < 𝑁) ↔ ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁)))
32 fzind.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦𝑦 < 𝑁)) → (𝜒𝜃))
3332expcom 449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦𝑦 < 𝑁) → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝜒𝜃)))
34333expa 1256 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) ∧ 𝑦 < 𝑁) → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝜒𝜃)))
3534com12 32 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) ∧ 𝑦 < 𝑁) → (𝜒𝜃)))
3631, 35sylbird 248 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → (𝜒𝜃)))
3736ex 448 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑀 ∈ ℤ → (𝑁 ∈ ℤ → (((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → (𝜒𝜃))))
3837com23 83 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑀 ∈ ℤ → (((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → (𝑁 ∈ ℤ → (𝜒𝜃))))
3938expd 450 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀 ∈ ℤ → ((𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) → ((𝑦 + 1) ≤ 𝑁 → (𝑁 ∈ ℤ → (𝜒𝜃)))))
40393impib 1253 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) → ((𝑦 + 1) ≤ 𝑁 → (𝑁 ∈ ℤ → (𝜒𝜃))))
4140com23 83 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) → (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑦 + 1) ≤ 𝑁 → (𝜒𝜃))))
4241impd 445 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → (𝜒𝜃)))
4342a2d 29 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) → (((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → 𝜒) → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → 𝜃)))
4426, 43syld 45 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑦) → (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑦𝑁) → 𝜒) → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑦 + 1) ≤ 𝑁) → 𝜃)))
454, 8, 12, 16, 18, 44uzind 11298 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝐾) → ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑁) → 𝜏))
4645expcomd 452 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝐾) → (𝐾𝑁 → (𝑁 ∈ ℤ → 𝜏)))
47463expb 1257 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝐾)) → (𝐾𝑁 → (𝑁 ∈ ℤ → 𝜏)))
4847expcom 449 . . . . 5 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝐾) → (𝑀 ∈ ℤ → (𝐾𝑁 → (𝑁 ∈ ℤ → 𝜏))))
4948com23 83 . . . 4 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝐾) → (𝐾𝑁 → (𝑀 ∈ ℤ → (𝑁 ∈ ℤ → 𝜏))))
50493impia 1252 . . 3 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝐾𝐾𝑁) → (𝑀 ∈ ℤ → (𝑁 ∈ ℤ → 𝜏)))
5150impd 445 . 2 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝐾𝐾𝑁) → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝜏))
5251impcom 444 1 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝐾𝐾𝑁)) → 𝜏)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 194  wa 382  w3a 1030   = wceq 1474  wcel 1976   class class class wbr 4574  (class class class)co 6524  cr 9788  1c1 9790   + caddc 9792   < clt 9927  cle 9928  cz 11207
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1712  ax-4 1727  ax-5 1826  ax-6 1874  ax-7 1921  ax-8 1978  ax-9 1985  ax-10 2005  ax-11 2020  ax-12 2032  ax-13 2229  ax-ext 2586  ax-sep 4700  ax-nul 4709  ax-pow 4761  ax-pr 4825  ax-un 6821  ax-resscn 9846  ax-1cn 9847  ax-icn 9848  ax-addcl 9849  ax-addrcl 9850  ax-mulcl 9851  ax-mulrcl 9852  ax-mulcom 9853  ax-addass 9854  ax-mulass 9855  ax-distr 9856  ax-i2m1 9857  ax-1ne0 9858  ax-1rid 9859  ax-rnegex 9860  ax-rrecex 9861  ax-cnre 9862  ax-pre-lttri 9863  ax-pre-lttrn 9864  ax-pre-ltadd 9865  ax-pre-mulgt0 9866
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1867  df-eu 2458  df-mo 2459  df-clab 2593  df-cleq 2599  df-clel 2602  df-nfc 2736  df-ne 2778  df-nel 2779  df-ral 2897  df-rex 2898  df-reu 2899  df-rab 2901  df-v 3171  df-sbc 3399  df-csb 3496  df-dif 3539  df-un 3541  df-in 3543  df-ss 3550  df-pss 3552  df-nul 3871  df-if 4033  df-pw 4106  df-sn 4122  df-pr 4124  df-tp 4126  df-op 4128  df-uni 4364  df-iun 4448  df-br 4575  df-opab 4635  df-mpt 4636  df-tr 4672  df-eprel 4936  df-id 4940  df-po 4946  df-so 4947  df-fr 4984  df-we 4986  df-xp 5031  df-rel 5032  df-cnv 5033  df-co 5034  df-dm 5035  df-rn 5036  df-res 5037  df-ima 5038  df-pred 5580  df-ord 5626  df-on 5627  df-lim 5628  df-suc 5629  df-iota 5751  df-fun 5789  df-fn 5790  df-f 5791  df-f1 5792  df-fo 5793  df-f1o 5794  df-fv 5795  df-riota 6486  df-ov 6527  df-oprab 6528  df-mpt2 6529  df-om 6932  df-wrecs 7268  df-recs 7329  df-rdg 7367  df-er 7603  df-en 7816  df-dom 7817  df-sdom 7818  df-pnf 9929  df-mnf 9930  df-xr 9931  df-ltxr 9932  df-le 9933  df-sub 10116  df-neg 10117  df-nn 10865  df-n0 11137  df-z 11208
This theorem is referenced by:  fnn0ind  11305  fzind2  12400  ssinc  38092  ssdec  38093
  Copyright terms: Public domain W3C validator