ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  exbtwnzlemshrink GIF version

Theorem exbtwnzlemshrink 10683
Description: Lemma for exbtwnzlemex 10684. Shrinking the range around 𝐴. (Contributed by Jim Kingdon, 10-May-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
exbtwnzlemshrink.j (𝜑𝐽 ∈ ℕ)
exbtwnzlemshrink.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
exbtwnzlemshrink.tri ((𝜑𝑛 ∈ ℤ) → (𝑛𝐴𝐴 < 𝑛))
Assertion
Ref Expression
exbtwnzlemshrink ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝐽))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑚,𝑛   𝑥,𝐴,𝑚   𝑚,𝐽   𝜑,𝑚,𝑛
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐽(𝑥, 𝑛)

Proof of Theorem exbtwnzlemshrink
Dummy variables 𝑘 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 exbtwnzlemshrink.j . . 3 (𝜑𝐽 ∈ ℕ)
21adantr 276 . 2 ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝐽))) → 𝐽 ∈ ℕ)
3 oveq2 6093 . . . . . . . 8 (𝑤 = 1 → (𝑚 + 𝑤) = (𝑚 + 1))
43breq2d 4142 . . . . . . 7 (𝑤 = 1 → (𝐴 < (𝑚 + 𝑤) ↔ 𝐴 < (𝑚 + 1)))
54anbi2d 468 . . . . . 6 (𝑤 = 1 → ((𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤)) ↔ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 1))))
65rexbidv 2551 . . . . 5 (𝑤 = 1 → (∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤)) ↔ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 1))))
76anbi2d 468 . . . 4 (𝑤 = 1 → ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤))) ↔ (𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 1)))))
87imbi1d 231 . . 3 (𝑤 = 1 → (((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1))) ↔ ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 1))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1)))))
9 oveq2 6093 . . . . . . . 8 (𝑤 = 𝑘 → (𝑚 + 𝑤) = (𝑚 + 𝑘))
109breq2d 4142 . . . . . . 7 (𝑤 = 𝑘 → (𝐴 < (𝑚 + 𝑤) ↔ 𝐴 < (𝑚 + 𝑘)))
1110anbi2d 468 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑘 → ((𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤)) ↔ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑘))))
1211rexbidv 2551 . . . . 5 (𝑤 = 𝑘 → (∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤)) ↔ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑘))))
1312anbi2d 468 . . . 4 (𝑤 = 𝑘 → ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤))) ↔ (𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑘)))))
1413imbi1d 231 . . 3 (𝑤 = 𝑘 → (((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1))) ↔ ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑘))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1)))))
15 oveq2 6093 . . . . . . . 8 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (𝑚 + 𝑤) = (𝑚 + (𝑘 + 1)))
1615breq2d 4142 . . . . . . 7 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (𝐴 < (𝑚 + 𝑤) ↔ 𝐴 < (𝑚 + (𝑘 + 1))))
1716anbi2d 468 . . . . . 6 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤)) ↔ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + (𝑘 + 1)))))
1817rexbidv 2551 . . . . 5 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤)) ↔ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + (𝑘 + 1)))))
1918anbi2d 468 . . . 4 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤))) ↔ (𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + (𝑘 + 1))))))
2019imbi1d 231 . . 3 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1))) ↔ ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + (𝑘 + 1)))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1)))))
21 oveq2 6093 . . . . . . . 8 (𝑤 = 𝐽 → (𝑚 + 𝑤) = (𝑚 + 𝐽))
2221breq2d 4142 . . . . . . 7 (𝑤 = 𝐽 → (𝐴 < (𝑚 + 𝑤) ↔ 𝐴 < (𝑚 + 𝐽)))
2322anbi2d 468 . . . . . 6 (𝑤 = 𝐽 → ((𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤)) ↔ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝐽))))
2423rexbidv 2551 . . . . 5 (𝑤 = 𝐽 → (∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤)) ↔ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝐽))))
2524anbi2d 468 . . . 4 (𝑤 = 𝐽 → ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤))) ↔ (𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝐽)))))
2625imbi1d 231 . . 3 (𝑤 = 𝐽 → (((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑤))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1))) ↔ ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝐽))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1)))))
27 breq1 4133 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑥 → (𝑚𝐴𝑥𝐴))
28 oveq1 6092 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑥 → (𝑚 + 1) = (𝑥 + 1))
2928breq2d 4142 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑥 → (𝐴 < (𝑚 + 1) ↔ 𝐴 < (𝑥 + 1)))
3027, 29anbi12d 477 . . . . . 6 (𝑚 = 𝑥 → ((𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 1)) ↔ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1))))
3130cbvrexv 2787 . . . . 5 (∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 1)) ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1)))
3231biimpi 120 . . . 4 (∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 1)) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1)))
3332adantl 277 . . 3 ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 1))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1)))
34 simpl 109 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝜑) → 𝑘 ∈ ℕ)
35 exbtwnzlemshrink.a . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
3635adantl 277 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝜑) → 𝐴 ∈ ℝ)
37 exbtwnzlemshrink.tri . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℤ) → (𝑛𝐴𝐴 < 𝑛))
3837adantll 480 . . . . . . 7 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝜑) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝑛𝐴𝐴 < 𝑛))
3934, 36, 38exbtwnzlemstep 10682 . . . . . 6 (((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝜑) ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + (𝑘 + 1)))) → ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑘)))
4039ex 115 . . . . 5 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝜑) → (∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + (𝑘 + 1))) → ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑘))))
4140imdistanda 452 . . . 4 (𝑘 ∈ ℕ → ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + (𝑘 + 1)))) → (𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑘)))))
4241imim1d 75 . . 3 (𝑘 ∈ ℕ → (((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝑘))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1))) → ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + (𝑘 + 1)))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1)))))
438, 14, 20, 26, 33, 42nnind 9320 . 2 (𝐽 ∈ ℕ → ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝐽))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1))))
442, 43mpcom 36 1 ((𝜑 ∧ ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑚𝐴𝐴 < (𝑚 + 𝐽))) → ∃𝑥 ∈ ℤ (𝑥𝐴𝐴 < (𝑥 + 1)))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 104  wo 720   = wceq 1402  wcel 2209  wrex 2529   class class class wbr 4130  (class class class)co 6085  cr 8178  1c1 8180   + caddc 8182   < clt 8360  cle 8361  cn 9304  cz 9644
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-sep 4249  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-cnex 8270  ax-resscn 8271  ax-1cn 8272  ax-1re 8273  ax-icn 8274  ax-addcl 8275  ax-addrcl 8276  ax-mulcl 8277  ax-addcom 8279  ax-addass 8281  ax-distr 8283  ax-i2m1 8284  ax-0lt1 8285  ax-0id 8287  ax-rnegex 8288  ax-cnre 8290  ax-pre-ltirr 8291  ax-pre-ltwlin 8292  ax-pre-lttrn 8293  ax-pre-ltadd 8295
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-br 4131  df-opab 4193  df-id 4438  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fv 5385  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-pnf 8362  df-mnf 8363  df-xr 8364  df-ltxr 8365  df-le 8366  df-sub 8499  df-neg 8500  df-inn 9305  df-n0 9564  df-z 9645
This theorem is used by:  exbtwnzlemex  10684
  Copyright terms: Public domain W3C validator