Users' Mathboxes Mathbox for Richard Penner < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fzunt Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fzunt 44108
Description: Union of two adjacent finite sets of sequential integers that share a common endpoint. (Suggested by NM, 21-Jul-2005.) (Contributed by RP, 14-Dec-2024.)
Assertion
Ref Expression
fzunt (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) = (𝐾...𝑁))

Proof of Theorem fzunt
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zre 12595 . . . 4 (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℝ)
2 zre 12595 . . . 4 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℝ)
3 zre 12595 . . . 4 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
4 zre 12595 . . . . . 6 (𝑗 ∈ ℤ → 𝑗 ∈ ℝ)
5 simprl 782 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑗 ∈ ℝ)
6 simpl2 1209 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → 𝑀 ∈ ℝ)
76adantr 485 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑀 ∈ ℝ)
8 simpll3 1231 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑁 ∈ ℝ)
9 simprr 784 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑗𝑀)
10 simprr 784 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → 𝑀𝑁)
1110adantr 485 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑀𝑁)
125, 7, 8, 9, 11letrd 11367 . . . . . . . . . 10 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑗𝑁)
1312expr 461 . . . . . . . . 9 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (𝑗𝑀𝑗𝑁))
1413anim2d 623 . . . . . . . 8 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → ((𝐾𝑗𝑗𝑀) → (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
15 simpll1 1229 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝐾 ∈ ℝ)
166adantr 485 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝑀 ∈ ℝ)
17 simprl 782 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝑗 ∈ ℝ)
18 simprl 782 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → 𝐾𝑀)
1918adantr 485 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝐾𝑀)
20 simprr 784 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝑀𝑗)
2115, 16, 17, 19, 20letrd 11367 . . . . . . . . . 10 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝐾𝑗)
2221expr 461 . . . . . . . . 9 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (𝑀𝑗𝐾𝑗))
2322anim1d 622 . . . . . . . 8 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → ((𝑀𝑗𝑗𝑁) → (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
2414, 23jaod 872 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) → (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
25 orc 880 . . . . . . . . . . 11 (𝐾𝑗 → (𝐾𝑗𝑀𝑗))
26 orc 880 . . . . . . . . . . 11 (𝐾𝑗 → (𝐾𝑗𝑗𝑁))
2725, 26jca 520 . . . . . . . . . 10 (𝐾𝑗 → ((𝐾𝑗𝑀𝑗) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
2827ad2antrl 740 . . . . . . . . 9 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → ((𝐾𝑗𝑀𝑗) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
29 letric 11310 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ) → (𝑗𝑀𝑀𝑗))
3029ancoms 463 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (𝑗𝑀𝑀𝑗))
316, 30sylan 591 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (𝑗𝑀𝑀𝑗))
3231adantr 485 . . . . . . . . . 10 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → (𝑗𝑀𝑀𝑗))
33 simprr 784 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → 𝑗𝑁)
3433olcd 887 . . . . . . . . . 10 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → (𝑗𝑀𝑗𝑁))
3532, 34jca 520 . . . . . . . . 9 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → ((𝑗𝑀𝑀𝑗) ∧ (𝑗𝑀𝑗𝑁)))
36 orddi 1025 . . . . . . . . 9 (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) ↔ (((𝐾𝑗𝑀𝑗) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) ∧ ((𝑗𝑀𝑀𝑗) ∧ (𝑗𝑀𝑗𝑁))))
3728, 35, 36sylanbrc 594 . . . . . . . 8 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))
3837ex 417 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → ((𝐾𝑗𝑗𝑁) → ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))))
3924, 38impbid 215 . . . . . 6 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) ↔ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
404, 39sylan2 604 . . . . 5 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) ↔ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
4140pm5.32da 589 . . . 4 (((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁))))
421, 2, 3, 41syl3anl 1440 . . 3 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁))))
43 simp1 1152 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝐾 ∈ ℤ)
44 simp2 1153 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑀 ∈ ℤ)
45 elfz1 13540 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑀)))
4643, 44, 45syl2anc 595 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑀)))
47 3anass 1109 . . . . . . 7 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀)))
4846, 47bitrdi 290 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀))))
49 simp3 1154 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℤ)
50 elfz1 13540 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁)))
5144, 49, 50syl2anc 595 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁)))
52 3anass 1109 . . . . . . 7 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))
5351, 52bitrdi 290 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁))))
5448, 53orbi12d 931 . . . . 5 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ∨ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) ↔ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀)) ∨ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))))
55 elun 4113 . . . . 5 (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ∨ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)))
56 andi 1023 . . . . 5 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))) ↔ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀)) ∨ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁))))
5754, 55, 563bitr4g 317 . . . 4 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))))
5857adantr 485 . . 3 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))))
59 elfz1 13540 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁)))
6043, 49, 59syl2anc 595 . . . . 5 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁)))
61 3anass 1109 . . . . 5 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
6260, 61bitrdi 290 . . . 4 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁))))
6362adantr 485 . . 3 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁))))
6442, 58, 633bitr4d 314 . 2 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ 𝑗 ∈ (𝐾...𝑁)))
6564eqrdv 2767 1 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) = (𝐾...𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 400  wo 860  w3a 1101   = wceq 1567  wcel 2149  cun 3909   class class class wbr 5111  (class class class)co 7411  cr 11099  cle 11244  cz 12591  ...cfz 13535
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rab 3423  df-v 3463  df-sbc 3752  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-nul 4293  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-id 5557  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-er 8694  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-neg 11444  df-z 12592  df-fz 13536
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator