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 43914
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 12523 . . . 4 (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℝ)
2 zre 12523 . . . 4 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℝ)
3 zre 12523 . . . 4 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
4 zre 12523 . . . . . 6 (𝑗 ∈ ℤ → 𝑗 ∈ ℝ)
5 simprl 777 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑗 ∈ ℝ)
6 simpl2 1200 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → 𝑀 ∈ ℝ)
76adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑀 ∈ ℝ)
8 simpll3 1222 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑁 ∈ ℝ)
9 simprr 779 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑗𝑀)
10 simprr 779 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → 𝑀𝑁)
1110adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑀𝑁)
125, 7, 8, 9, 11letrd 11298 . . . . . . . . . 10 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑗𝑁)
1312expr 458 . . . . . . . . 9 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (𝑗𝑀𝑗𝑁))
1413anim2d 619 . . . . . . . 8 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → ((𝐾𝑗𝑗𝑀) → (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
15 simpll1 1220 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝐾 ∈ ℝ)
166adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝑀 ∈ ℝ)
17 simprl 777 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝑗 ∈ ℝ)
18 simprl 777 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → 𝐾𝑀)
1918adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝐾𝑀)
20 simprr 779 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝑀𝑗)
2115, 16, 17, 19, 20letrd 11298 . . . . . . . . . 10 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ (𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝐾𝑗)
2221expr 458 . . . . . . . . 9 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (𝑀𝑗𝐾𝑗))
2322anim1d 618 . . . . . . . 8 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → ((𝑀𝑗𝑗𝑁) → (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
2414, 23jaod 866 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) → (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
25 orc 874 . . . . . . . . . . 11 (𝐾𝑗 → (𝐾𝑗𝑀𝑗))
26 orc 874 . . . . . . . . . . 11 (𝐾𝑗 → (𝐾𝑗𝑗𝑁))
2725, 26jca 517 . . . . . . . . . 10 (𝐾𝑗 → ((𝐾𝑗𝑀𝑗) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
2827ad2antrl 735 . . . . . . . . 9 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → ((𝐾𝑗𝑀𝑗) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
29 letric 11241 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑗 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ) → (𝑗𝑀𝑀𝑗))
3029ancoms 460 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (𝑗𝑀𝑀𝑗))
316, 30sylan 587 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (𝑗𝑀𝑀𝑗))
3231adantr 482 . . . . . . . . . 10 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → (𝑗𝑀𝑀𝑗))
33 simprr 779 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → 𝑗𝑁)
3433olcd 881 . . . . . . . . . 10 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → (𝑗𝑀𝑗𝑁))
3532, 34jca 517 . . . . . . . . 9 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → ((𝑗𝑀𝑀𝑗) ∧ (𝑗𝑀𝑗𝑁)))
36 orddi 1018 . . . . . . . . 9 (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) ↔ (((𝐾𝑗𝑀𝑗) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) ∧ ((𝑗𝑀𝑀𝑗) ∧ (𝑗𝑀𝑗𝑁))))
3728, 35, 36sylanbrc 590 . . . . . . . 8 (((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))
3837ex 414 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → ((𝐾𝑗𝑗𝑁) → ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))))
3924, 38impbid 214 . . . . . 6 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) ↔ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
404, 39sylan2 600 . . . . 5 ((((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) ↔ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
4140pm5.32da 585 . . . 4 (((𝐾 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁))))
421, 2, 3, 41syl3anl 1424 . . 3 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁))))
43 simp1 1143 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝐾 ∈ ℤ)
44 simp2 1144 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑀 ∈ ℤ)
45 elfz1 13461 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑀)))
4643, 44, 45syl2anc 591 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑀)))
47 3anass 1101 . . . . . . 7 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀)))
4846, 47bitrdi 289 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀))))
49 simp3 1145 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℤ)
50 elfz1 13461 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁)))
5144, 49, 50syl2anc 591 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁)))
52 3anass 1101 . . . . . . 7 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))
5351, 52bitrdi 289 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁))))
5448, 53orbi12d 925 . . . . 5 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ∨ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) ↔ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀)) ∨ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))))
55 elun 4086 . . . . 5 (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ∨ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)))
56 andi 1016 . . . . 5 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))) ↔ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀)) ∨ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁))))
5754, 55, 563bitr4g 316 . . . 4 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))))
5857adantr 482 . . 3 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))))
59 elfz1 13461 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁)))
6043, 49, 59syl2anc 591 . . . . 5 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁)))
61 3anass 1101 . . . . 5 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
6260, 61bitrdi 289 . . . 4 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁))))
6362adantr 482 . . 3 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁))))
6442, 58, 633bitr4d 313 . 2 (((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑀𝑀𝑁)) → (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ 𝑗 ∈ (𝐾...𝑁)))
6564eqrdv 2739 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 208  wa 397  wo 854  w3a 1093   = wceq 1548  wcel 2121  cun 3883   class class class wbr 5075  (class class class)co 7360  cr 11032  cle 11175  cz 12519  ...cfz 13456
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1975  ax-7 2016  ax-8 2123  ax-9 2131  ax-10 2154  ax-11 2170  ax-12 2191  ax-ext 2713  ax-sep 5221  ax-nul 5231  ax-pow 5297  ax-pr 5365  ax-un 7682  ax-cnex 11089  ax-resscn 11090  ax-pre-lttri 11107  ax-pre-lttrn 11108
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 398  df-or 855  df-3or 1094  df-3an 1095  df-tru 1551  df-fal 1561  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2075  df-mo 2545  df-eu 2575  df-clab 2720  df-cleq 2733  df-clel 2816  df-nfc 2890  df-ne 2937  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3066  df-rab 3394  df-v 3435  df-sbc 3726  df-csb 3834  df-dif 3888  df-un 3890  df-in 3892  df-ss 3902  df-nul 4265  df-if 4458  df-pw 4534  df-sn 4559  df-pr 4561  df-op 4565  df-uni 4842  df-br 5076  df-opab 5138  df-mpt 5157  df-id 5516  df-xp 5627  df-rel 5628  df-cnv 5629  df-co 5630  df-dm 5631  df-rn 5632  df-res 5633  df-ima 5634  df-iota 6445  df-fun 6491  df-fn 6492  df-f 6493  df-f1 6494  df-fo 6495  df-f1o 6496  df-fv 6497  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-er 8637  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-pnf 11176  df-mnf 11177  df-xr 11178  df-ltxr 11179  df-le 11180  df-neg 11375  df-z 12520  df-fz 13457
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator