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

Theorem zaddcl 12010
Description: Closure of addition of integers. (Contributed by NM, 9-May-2004.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 16-May-2014.)
Assertion
Ref Expression
zaddcl ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)

Proof of Theorem zaddcl
Dummy variables 𝑣 𝑢 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elz2 11987 . 2 (𝑀 ∈ ℤ ↔ ∃𝑥 ∈ ℕ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥𝑦))
2 elz2 11987 . 2 (𝑁 ∈ ℤ ↔ ∃𝑧 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧𝑤))
3 reeanv 3365 . . 3 (∃𝑥 ∈ ℕ ∃𝑧 ∈ ℕ (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧𝑤)) ↔ (∃𝑥 ∈ ℕ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ ∃𝑧 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧𝑤)))
4 reeanv 3365 . . . . 5 (∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ (𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ 𝑁 = (𝑧𝑤)) ↔ (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧𝑤)))
5 nnaddcl 11648 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → (𝑥 + 𝑧) ∈ ℕ)
65adantr 481 . . . . . . . . 9 (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (𝑥 + 𝑧) ∈ ℕ)
7 nnaddcl 11648 . . . . . . . . . 10 ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → (𝑦 + 𝑤) ∈ ℕ)
87adantl 482 . . . . . . . . 9 (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (𝑦 + 𝑤) ∈ ℕ)
9 nncn 11634 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ∈ ℂ)
10 nncn 11634 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ ℕ → 𝑧 ∈ ℂ)
119, 10anim12i 612 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ))
12 nncn 11634 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℂ)
13 nncn 11634 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 ∈ ℕ → 𝑤 ∈ ℂ)
1412, 13anim12i 612 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑤 ∈ ℂ))
15 addsub4 10917 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑤 ∈ ℂ)) → ((𝑥 + 𝑧) − (𝑦 + 𝑤)) = ((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)))
1611, 14, 15syl2an 595 . . . . . . . . . 10 (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥 + 𝑧) − (𝑦 + 𝑤)) = ((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)))
1716eqcomd 2824 . . . . . . . . 9 (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)) = ((𝑥 + 𝑧) − (𝑦 + 𝑤)))
18 rspceov 7192 . . . . . . . . 9 (((𝑥 + 𝑧) ∈ ℕ ∧ (𝑦 + 𝑤) ∈ ℕ ∧ ((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)) = ((𝑥 + 𝑧) − (𝑦 + 𝑤))) → ∃𝑢 ∈ ℕ ∃𝑣 ∈ ℕ ((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)) = (𝑢𝑣))
196, 8, 17, 18syl3anc 1363 . . . . . . . 8 (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ∃𝑢 ∈ ℕ ∃𝑣 ∈ ℕ ((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)) = (𝑢𝑣))
20 elz2 11987 . . . . . . . 8 (((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)) ∈ ℤ ↔ ∃𝑢 ∈ ℕ ∃𝑣 ∈ ℕ ((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)) = (𝑢𝑣))
2119, 20sylibr 235 . . . . . . 7 (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)) ∈ ℤ)
22 oveq12 7154 . . . . . . . 8 ((𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ 𝑁 = (𝑧𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) = ((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)))
2322eleq1d 2894 . . . . . . 7 ((𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ 𝑁 = (𝑧𝑤)) → ((𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ ↔ ((𝑥𝑦) + (𝑧𝑤)) ∈ ℤ))
2421, 23syl5ibrcom 248 . . . . . 6 (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ 𝑁 = (𝑧𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ))
2524rexlimdvva 3291 . . . . 5 ((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → (∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ (𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ 𝑁 = (𝑧𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ))
264, 25syl5bir 244 . . . 4 ((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ))
2726rexlimivv 3289 . . 3 (∃𝑥 ∈ ℕ ∃𝑧 ∈ ℕ (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)
283, 27sylbir 236 . 2 ((∃𝑥 ∈ ℕ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥𝑦) ∧ ∃𝑧 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)
291, 2, 28syl2anb 597 1 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396   = wceq 1528  wcel 2105  wrex 3136  (class class class)co 7145  cc 10523   + caddc 10528  cmin 10858  cn 11626  cz 11969
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1787  ax-4 1801  ax-5 1902  ax-6 1961  ax-7 2006  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2151  ax-12 2167  ax-ext 2790  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7450  ax-resscn 10582  ax-1cn 10583  ax-icn 10584  ax-addcl 10585  ax-addrcl 10586  ax-mulcl 10587  ax-mulrcl 10588  ax-mulcom 10589  ax-addass 10590  ax-mulass 10591  ax-distr 10592  ax-i2m1 10593  ax-1ne0 10594  ax-1rid 10595  ax-rnegex 10596  ax-rrecex 10597  ax-cnre 10598  ax-pre-lttri 10599  ax-pre-lttrn 10600  ax-pre-ltadd 10601  ax-pre-mulgt0 10602
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 842  df-3or 1080  df-3an 1081  df-tru 1531  df-ex 1772  df-nf 1776  df-sb 2061  df-mo 2615  df-eu 2647  df-clab 2797  df-cleq 2811  df-clel 2890  df-nfc 2960  df-ne 3014  df-nel 3121  df-ral 3140  df-rex 3141  df-reu 3142  df-rab 3144  df-v 3494  df-sbc 3770  df-csb 3881  df-dif 3936  df-un 3938  df-in 3940  df-ss 3949  df-pss 3951  df-nul 4289  df-if 4464  df-pw 4537  df-sn 4558  df-pr 4560  df-tp 4562  df-op 4564  df-uni 4831  df-iun 4912  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-riota 7103  df-ov 7148  df-oprab 7149  df-mpo 7150  df-om 7570  df-wrecs 7936  df-recs 7997  df-rdg 8035  df-er 8278  df-en 8498  df-dom 8499  df-sdom 8500  df-pnf 10665  df-mnf 10666  df-xr 10667  df-ltxr 10668  df-le 10669  df-sub 10860  df-neg 10861  df-nn 11627  df-n0 11886  df-z 11970
This theorem is referenced by:  peano2z  12011  zsubcl  12012  zrevaddcl  12015  zdivadd  12041  zaddcld  12079  eluzaddi  12259  eluzsubi  12260  nn0pzuz  12293  fzen  12912  fzaddel  12929  fzadd2  12930  fzrev3  12961  fzrevral3  12982  elfzmlbp  13006  fzoun  13062  fzoaddel  13078  zpnn0elfzo  13098  elfzomelpfzo  13129  fzoshftral  13142  modsumfzodifsn  13300  ccatsymb  13924  ccatval21sw  13927  lswccatn0lsw  13933  swrdccatin2  14079  revccat  14116  2cshw  14163  cshweqrep  14171  2cshwcshw  14175  cshwcsh2id  14178  cshco  14186  climshftlem  14919  isershft  15008  iseraltlem2  15027  fsumzcl  15080  zrisefaccl  15362  summodnegmod  15628  dvds2ln  15630  dvds2add  15631  dvdsadd  15640  dvdsadd2b  15644  addmodlteqALT  15663  3dvdsdec  15669  3dvds2dec  15670  opoe  15700  opeo  15702  divalglem2  15734  ndvdsadd  15749  gcdaddmlem  15860  pythagtriplem9  16149  difsqpwdvds  16211  gzaddcl  16261  mod2xnegi  16395  cshwshashlem2  16418  cycsubgcl  18287  efgredleme  18798  zaddablx  18921  pgpfac1lem2  19126  zsubrg  20526  zringmulg  20553  expghm  20571  mulgghm2  20572  cygznlem3  20644  iaa  24841  dchrisumlem1  25992  axlowdimlem16  26670  crctcshwlkn0lem4  27518  crctcshwlkn0  27526  clwwlkccatlem  27694  clwwisshclwwslemlem  27718  ballotlemsima  31672  mzpclall  39202  mzpindd  39221  rmxyadd  39396  jm2.18  39463  inductionexd  40383  dvdsn1add  42100  stoweidlem34  42196  fourierswlem  42392  2elfz2melfz  43395  opoeALTV  43725  opeoALTV  43726  even3prm2  43761  mogoldbblem  43762  gbowgt5  43804  gboge9  43806  sbgoldbst  43820  2zrngamgm  44138
  Copyright terms: Public domain W3C validator