Theorem uzennn 10507

Description: An upper integer set is equinumerous to the set of natural numbers. (Contributed by Jim Kingdon, 30-Jul-2023.)

Assertion

Ref	Expression
uzennn	⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (ℤ≥‘𝑀) ≈ ℕ)

Proof of Theorem uzennn

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-uz 9593	. . . . 5 ⊢ ℤ≥ = (𝑗 ∈ ℤ ↦ {𝑘 ∈ ℤ ∣ 𝑗 ≤ 𝑘})
2		zex 9326	. . . . . 6 ⊢ ℤ ∈ V
3	2	mptex 5784	. . . . 5 ⊢ (𝑗 ∈ ℤ ↦ {𝑘 ∈ ℤ ∣ 𝑗 ≤ 𝑘}) ∈ V
4	1, 3	eqeltri 2266	. . . 4 ⊢ ℤ≥ ∈ V
5		fvexg 5573	. . . 4 ⊢ ((ℤ≥ ∈ V ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (ℤ≥‘𝑀) ∈ V)
6	4, 5	mpan 424	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (ℤ≥‘𝑀) ∈ V)
7		nn0ex 9246	. . . 4 ⊢ ℕ0 ∈ V
8	7	a1i 9	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → ℕ0 ∈ V)
9		eluzelz 9601	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑥 ∈ ℤ)
10	9	adantl 277	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑥 ∈ ℤ)
11		simpl 109	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑀 ∈ ℤ)
12	10, 11	zsubcld 9444	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝑥 − 𝑀) ∈ ℤ)
13		eluzle 9604	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑀 ≤ 𝑥)
14	13	adantl 277	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑀 ≤ 𝑥)
15	10	zred 9439	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑥 ∈ ℝ)
16	11	zred 9439	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑀 ∈ ℝ)
17	15, 16	subge0d 8554	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (0 ≤ (𝑥 − 𝑀) ↔ 𝑀 ≤ 𝑥))
18	14, 17	mpbird 167	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 0 ≤ (𝑥 − 𝑀))
19		elnn0z 9330	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 − 𝑀) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑥 − 𝑀) ∈ ℤ ∧ 0 ≤ (𝑥 − 𝑀)))
20	12, 18, 19	sylanbrc 417	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝑥 − 𝑀) ∈ ℕ0)
21	20	ex 115	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑥 − 𝑀) ∈ ℕ0))
22		simpl 109	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ ℤ)
23		nn0z 9337	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ0 → 𝑦 ∈ ℤ)
24	23	adantl 277	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑦 ∈ ℤ)
25	24, 22	zaddcld 9443	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑦 + 𝑀) ∈ ℤ)
26		nn0ge0 9265	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝑦)
27	26	adantl 277	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 0 ≤ 𝑦)
28	22	zred 9439	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ ℝ)
29	24	zred 9439	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑦 ∈ ℝ)
30	28, 29	addge02d 8553	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (0 ≤ 𝑦 ↔ 𝑀 ≤ (𝑦 + 𝑀)))
31	27, 30	mpbid 147	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑀 ≤ (𝑦 + 𝑀))
32		eluz2 9598	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 + 𝑀) ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↔ (𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑦 + 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ (𝑦 + 𝑀)))
33	22, 25, 31, 32	syl3anbrc 1183	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑦 + 𝑀) ∈ (ℤ≥‘𝑀))
34	33	ex 115	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (𝑦 ∈ ℕ0 → (𝑦 + 𝑀) ∈ (ℤ≥‘𝑀)))
35	9	ad2antrl 490	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → 𝑥 ∈ ℤ)
36	35	zcnd 9440	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → 𝑥 ∈ ℂ)
37		simpl 109	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → 𝑀 ∈ ℤ)
38	37	zcnd 9440	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → 𝑀 ∈ ℂ)
39		simprr 531	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → 𝑦 ∈ ℕ0)
40	39	nn0cnd 9295	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → 𝑦 ∈ ℂ)
41	36, 38, 40	subadd2d 8349	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → ((𝑥 − 𝑀) = 𝑦 ↔ (𝑦 + 𝑀) = 𝑥))
42		bicom 140	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥 − 𝑀) = 𝑦 ↔ (𝑦 + 𝑀) = 𝑥) ↔ ((𝑦 + 𝑀) = 𝑥 ↔ (𝑥 − 𝑀) = 𝑦))
43		eqcom 2195	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 + 𝑀) = 𝑥 ↔ 𝑥 = (𝑦 + 𝑀))
44		eqcom 2195	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 − 𝑀) = 𝑦 ↔ 𝑦 = (𝑥 − 𝑀))
45	43, 44	bibi12i 229	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦 + 𝑀) = 𝑥 ↔ (𝑥 − 𝑀) = 𝑦) ↔ (𝑥 = (𝑦 + 𝑀) ↔ 𝑦 = (𝑥 − 𝑀)))
46	42, 45	bitri 184	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 − 𝑀) = 𝑦 ↔ (𝑦 + 𝑀) = 𝑥) ↔ (𝑥 = (𝑦 + 𝑀) ↔ 𝑦 = (𝑥 − 𝑀)))
47	41, 46	sylib 122	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → (𝑥 = (𝑦 + 𝑀) ↔ 𝑦 = (𝑥 − 𝑀)))
48	47	ex 115	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → ((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑥 = (𝑦 + 𝑀) ↔ 𝑦 = (𝑥 − 𝑀))))
49	6, 8, 21, 34, 48	en3d 6823	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (ℤ≥‘𝑀) ≈ ℕ0)
50		nn0ennn 10504	. 2 ⊢ ℕ0 ≈ ℕ
51		entr 6838	. 2 ⊢ (((ℤ≥‘𝑀) ≈ ℕ0 ∧ ℕ0 ≈ ℕ) → (ℤ≥‘𝑀) ≈ ℕ)
52	49, 50, 51	sylancl 413	1 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → (ℤ≥‘𝑀) ≈ ℕ)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1364   ∈ wcel 2164  {crab 2476  Vcvv 2760   class class class wbr 4029   ↦ cmpt 4090  ‘cfv 5254  (class class class)co 5918   ≈ cen 6792  0cc0 7872   + caddc 7875   ≤ cle 8055   − cmin 8190  ℕcn 8982  ℕ₀cn0 9240  ℤcz 9317  ℤ_≥cuz 9592

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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4144  ax-sep 4147  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1cn 7965  ax-1re 7966  ax-icn 7967  ax-addcl 7968  ax-addrcl 7969  ax-mulcl 7970  ax-addcom 7972  ax-addass 7974  ax-distr 7976  ax-i2m1 7977  ax-0lt1 7978  ax-0id 7980  ax-rnegex 7981  ax-cnre 7983  ax-pre-ltirr 7984  ax-pre-ltwlin 7985  ax-pre-lttrn 7986  ax-pre-ltadd 7988

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-iun 3914  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-id 4324  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-ima 4672  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-f 5258  df-f1 5259  df-fo 5260  df-f1o 5261  df-fv 5262  df-riota 5873  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-er 6587  df-en 6795  df-pnf 8056  df-mnf 8057  df-xr 8058  df-ltxr 8059  df-le 8060  df-sub 8192  df-neg 8193  df-inn 8983  df-n0 9241  df-z 9318  df-uz 9593

This theorem is referenced by:  xnn0nnen  10508  exmidunben  12583