Theorem rexuz3 11700

Description: Restrict the base of the upper integers set to another upper integers set. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Dec-2013.)

Hypothesis

Ref	Expression
rexuz3.1	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)

Assertion

Ref	Expression
rexuz3	⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑 ↔ ∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑))

Distinct variable groups:   𝑗,𝑀   𝜑,𝑗   𝑗,𝑘,𝑍

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝑀(𝑘)

Proof of Theorem rexuz3

Step	Hyp	Ref	Expression
1		id 19	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑍 → 𝑘 ∈ 𝑍)
2	1	rgen 2597	. . . 4 ⊢ ∀𝑘 ∈ 𝑍 𝑘 ∈ 𝑍
3		fveq2 5675	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑀 → (ℤ≥‘𝑗) = (ℤ≥‘𝑀))
4		rexuz3.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
5	3, 4	eqtr4di 2285	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑀 → (ℤ≥‘𝑗) = 𝑍)
6	5	raleqdv 2749	. . . . 5 ⊢ (𝑗 = 𝑀 → (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑘 ∈ 𝑍 ↔ ∀𝑘 ∈ 𝑍 𝑘 ∈ 𝑍))
7	6	rspcev 2923	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 𝑘 ∈ 𝑍) → ∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑘 ∈ 𝑍)
8	2, 7	mpan2 425	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → ∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑘 ∈ 𝑍)
9	8	biantrurd 305	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑 ↔ (∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑)))
10	4	uztrn2 9890	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑘 ∈ 𝑍)
11	10	a1d 22	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝜑 → 𝑘 ∈ 𝑍))
12	11	ancrd 326	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑)))
13	12	ralimdva 2611	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 → (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑 → ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑)))
14		eluzelz 9881	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑗 ∈ ℤ)
15	14, 4	eleq2s 2329	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 → 𝑗 ∈ ℤ)
16	13, 15	jctild 316	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 → (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑 → (𝑗 ∈ ℤ ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑))))
17	16	imp 124	. . . . 5 ⊢ ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑) → (𝑗 ∈ ℤ ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑)))
18		uzid 9886	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 ∈ ℤ → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑗))
19		simpl 109	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑) → 𝑘 ∈ 𝑍)
20	19	ralimi 2607	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑) → ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑘 ∈ 𝑍)
21		eleq1 2297	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 ∈ 𝑍 ↔ 𝑗 ∈ 𝑍))
22	21	rspcva 2921	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑘 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ 𝑍)
23	18, 20, 22	syl2an 289	. . . . . 6 ⊢ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑)) → 𝑗 ∈ 𝑍)
24		simpr 110	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑) → 𝜑)
25	24	ralimi 2607	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑) → ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑)
26	25	adantl 277	. . . . . 6 ⊢ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑)) → ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑)
27	23, 26	jca 306	. . . . 5 ⊢ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑)) → (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑))
28	17, 27	impbii 126	. . . 4 ⊢ ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑)))
29	28	rexbii2 2555	. . 3 ⊢ (∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑 ↔ ∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑))
30		rexanuz 11698	. . 3 ⊢ (∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝜑) ↔ (∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑))
31	29, 30	bitr2i 185	. 2 ⊢ ((∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑) ↔ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑)
32	9, 31	bitr2di 197	1 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑 ↔ ∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝜑))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1398   ∈ wcel 2205  ∀wral 2522  ∃wrex 2523  ‘cfv 5357  ℤcz 9594  ℤ_≥cuz 9871

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-sep 4233  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559  ax-setind 4664  ax-cnex 8234  ax-resscn 8235  ax-1cn 8236  ax-1re 8237  ax-icn 8238  ax-addcl 8239  ax-addrcl 8240  ax-mulcl 8241  ax-addcom 8243  ax-addass 8245  ax-distr 8247  ax-i2m1 8248  ax-0lt1 8249  ax-0id 8251  ax-rnegex 8252  ax-cnre 8254  ax-pre-ltirr 8255  ax-pre-ltwlin 8256  ax-pre-lttrn 8257  ax-pre-apti 8258  ax-pre-ltadd 8259

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3046  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-if 3625  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-op 3703  df-uni 3920  df-int 3955  df-br 4115  df-opab 4177  df-mpt 4178  df-id 4419  df-xp 4760  df-rel 4761  df-cnv 4762  df-co 4763  df-dm 4764  df-rn 4765  df-res 4766  df-ima 4767  df-iota 5317  df-fun 5359  df-fn 5360  df-f 5361  df-fv 5365  df-riota 6011  df-ov 6061  df-oprab 6062  df-mpo 6063  df-pnf 8326  df-mnf 8327  df-xr 8328  df-ltxr 8329  df-le 8330  df-sub 8462  df-neg 8463  df-inn 9255  df-n0 9514  df-z 9595  df-uz 9872

This theorem is referenced by:  rexanuz2  11701  cau4  11826  clim2  11993  lmbr2  15191  lmff  15226