Theorem fzmul 38062

Description: Membership of a product in a finite interval of integers. (Contributed by Jeff Madsen, 17-Jun-2010.)

Assertion

Ref	Expression
fzmul	⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝐽 ∈ (𝑀...𝑁) → (𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁))))

Proof of Theorem fzmul

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elfz1 13466	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐽 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝐽 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝐽 ∧ 𝐽 ≤ 𝑁)))
2	1	3adant3 1133	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝐽 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝐽 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝐽 ∧ 𝐽 ≤ 𝑁)))
3		zre 12528	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℝ)
4		zre 12528	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐽 ∈ ℤ → 𝐽 ∈ ℝ)
5		nnre 12181	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ ℕ → 𝐾 ∈ ℝ)
6		nngt0 12208	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ ℕ → 0 < 𝐾)
7	5, 6	jca 511	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 ∈ ℕ → (𝐾 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐾))
8		lemul2 12008	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝐽 ∈ ℝ ∧ (𝐾 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐾)) → (𝑀 ≤ 𝐽 ↔ (𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽)))
9	3, 4, 7, 8	syl3an 1161	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝑀 ≤ 𝐽 ↔ (𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽)))
10	9	3expa 1119	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝑀 ≤ 𝐽 ↔ (𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽)))
11	10	biimpd 229	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝑀 ≤ 𝐽 → (𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽)))
12	11	adantllr 720	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝑀 ≤ 𝐽 → (𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽)))
13		zre 12528	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
14		lemul2 12008	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝐾 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐾)) → (𝐽 ≤ 𝑁 ↔ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁)))
15	4, 13, 7, 14	syl3an 1161	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐽 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝐽 ≤ 𝑁 ↔ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁)))
16	15	3expa 1119	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐽 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝐽 ≤ 𝑁 ↔ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁)))
17	16	ancom1s 654	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝐽 ≤ 𝑁 ↔ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁)))
18	17	biimpd 229	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝐽 ≤ 𝑁 → (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁)))
19	18	adantlll 719	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝐽 ≤ 𝑁 → (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁)))
20	12, 19	anim12d 610	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝑀 ≤ 𝐽 ∧ 𝐽 ≤ 𝑁) → ((𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽) ∧ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁))))
21		zmulcl 12576	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ)
22	21	ex 412	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (𝑀 ∈ ℤ → (𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ))
23		zmulcl 12576	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐾 · 𝑁) ∈ ℤ)
24	23	ex 412	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (𝑁 ∈ ℤ → (𝐾 · 𝑁) ∈ ℤ))
25		zmulcl 12576	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → (𝐾 · 𝐽) ∈ ℤ)
26	25	ex 412	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (𝐽 ∈ ℤ → (𝐾 · 𝐽) ∈ ℤ))
27	22, 24, 26	3anim123d 1446	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → ((𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ ∧ (𝐾 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝐾 · 𝐽) ∈ ℤ)))
28		elfz 13467	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐾 · 𝐽) ∈ ℤ ∧ (𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ ∧ (𝐾 · 𝑁) ∈ ℤ) → ((𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁)) ↔ ((𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽) ∧ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁))))
29	28	3coml 1128	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐾 · 𝑀) ∈ ℤ ∧ (𝐾 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝐾 · 𝐽) ∈ ℤ) → ((𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁)) ↔ ((𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽) ∧ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁))))
30	27, 29	syl6 35	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → ((𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁)) ↔ ((𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽) ∧ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁)))))
31		nnz 12545	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 ∈ ℕ → 𝐾 ∈ ℤ)
32	30, 31	syl11 33	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → (𝐾 ∈ ℕ → ((𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁)) ↔ ((𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽) ∧ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁)))))
33	32	3expa 1119	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → (𝐾 ∈ ℕ → ((𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁)) ↔ ((𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽) ∧ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁)))))
34	33	imp 406	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁)) ↔ ((𝐾 · 𝑀) ≤ (𝐾 · 𝐽) ∧ (𝐾 · 𝐽) ≤ (𝐾 · 𝑁))))
35	20, 34	sylibrd 259	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝑀 ≤ 𝐽 ∧ 𝐽 ≤ 𝑁) → (𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁))))
36	35	an32s 653	. . . . 5 ⊢ ((((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → ((𝑀 ≤ 𝐽 ∧ 𝐽 ≤ 𝑁) → (𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁))))
37	36	exp4b 430	. . . 4 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝐽 ∈ ℤ → (𝑀 ≤ 𝐽 → (𝐽 ≤ 𝑁 → (𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁))))))
38	37	3impd 1350	. . 3 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝐽 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝐽 ∧ 𝐽 ≤ 𝑁) → (𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁))))
39	38	3impa 1110	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → ((𝐽 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝐽 ∧ 𝐽 ≤ 𝑁) → (𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁))))
40	2, 39	sylbid 240	1 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝐽 ∈ (𝑀...𝑁) → (𝐾 · 𝐽) ∈ ((𝐾 · 𝑀)...(𝐾 · 𝑁))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   ∈ wcel 2114   class class class wbr 5085  (class class class)co 7367  ℝcr 11037  0cc0 11038   · cmul 11043   < clt 11179   ≤ cle 11180  ℕcn 12174  ℤcz 12524  ...cfz 13461

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-er 8643  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-n0 12438  df-z 12525  df-fz 13462

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