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

Theorem fzuntd 43446
Description: Union of two adjacent finite sets of sequential integers that share a common endpoint. (Contributed by RP, 14-Dec-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
fzuntd.k (𝜑𝐾 ∈ ℤ)
fzuntd.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
fzuntd.n (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
fzuntd.km (𝜑𝐾𝑀)
fzuntd.mn (𝜑𝑀𝑁)
Assertion
Ref Expression
fzuntd (𝜑 → ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) = (𝐾...𝑁))

Proof of Theorem fzuntd
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simprl 771 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑗 ∈ ℤ)
21zred 12720 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑗 ∈ ℝ)
3 fzuntd.m . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
43zred 12720 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ∈ ℝ)
54adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑀 ∈ ℝ)
6 fzuntd.n . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
76zred 12720 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
87adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑁 ∈ ℝ)
9 simprr 773 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑗𝑀)
10 fzuntd.mn . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀𝑁)
1110adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑀𝑁)
122, 5, 8, 9, 11letrd 11416 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗𝑀)) → 𝑗𝑁)
1312expr 456 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → (𝑗𝑀𝑗𝑁))
1413anim2d 612 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → ((𝐾𝑗𝑗𝑀) → (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
15 fzuntd.k . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐾 ∈ ℤ)
1615zred 12720 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐾 ∈ ℝ)
1716adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝐾 ∈ ℝ)
184adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝑀 ∈ ℝ)
19 simprl 771 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝑗 ∈ ℤ)
2019zred 12720 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝑗 ∈ ℝ)
21 fzuntd.km . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐾𝑀)
2221adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝐾𝑀)
23 simprr 773 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝑀𝑗)
2417, 18, 20, 22, 23letrd 11416 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗)) → 𝐾𝑗)
2524expr 456 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → (𝑀𝑗𝐾𝑗))
2625anim1d 611 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → ((𝑀𝑗𝑗𝑁) → (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
2714, 26jaod 859 . . . . 5 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) → (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
28 orc 867 . . . . . . . . 9 (𝐾𝑗 → (𝐾𝑗𝑀𝑗))
29 orc 867 . . . . . . . . 9 (𝐾𝑗 → (𝐾𝑗𝑗𝑁))
3028, 29jca 511 . . . . . . . 8 (𝐾𝑗 → ((𝐾𝑗𝑀𝑗) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
3130ad2antrl 728 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → ((𝐾𝑗𝑀𝑗) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
32 simpr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → 𝑗 ∈ ℤ)
3332zred 12720 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → 𝑗 ∈ ℝ)
344adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → 𝑀 ∈ ℝ)
3533, 34letrid 11411 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → (𝑗𝑀𝑀𝑗))
3635adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → (𝑗𝑀𝑀𝑗))
37 simprr 773 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → 𝑗𝑁)
3837olcd 874 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → (𝑗𝑀𝑗𝑁))
3936, 38jca 511 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → ((𝑗𝑀𝑀𝑗) ∧ (𝑗𝑀𝑗𝑁)))
40 orddi 1011 . . . . . . 7 (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) ↔ (((𝐾𝑗𝑀𝑗) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) ∧ ((𝑗𝑀𝑀𝑗) ∧ (𝑗𝑀𝑗𝑁))))
4131, 39, 40sylanbrc 583 . . . . . 6 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)) → ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))
4241ex 412 . . . . 5 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → ((𝐾𝑗𝑗𝑁) → ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))))
4327, 42impbid 212 . . . 4 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → (((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)) ↔ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
4443pm5.32da 579 . . 3 (𝜑 → ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁))))
45 elfz1 13549 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑀)))
4615, 3, 45syl2anc 584 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑀)))
47 3anass 1094 . . . . . 6 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀)))
4846, 47bitrdi 287 . . . . 5 (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀))))
49 elfz1 13549 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁)))
503, 6, 49syl2anc 584 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁)))
51 3anass 1094 . . . . . 6 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))
5250, 51bitrdi 287 . . . . 5 (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁))))
5348, 52orbi12d 918 . . . 4 (𝜑 → ((𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ∨ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) ↔ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀)) ∨ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))))
54 elun 4163 . . . 4 (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ∨ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)))
55 andi 1009 . . . 4 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁))) ↔ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑀)) ∨ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀𝑗𝑗𝑁))))
5653, 54, 553bitr4g 314 . . 3 (𝜑 → (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾𝑗𝑗𝑀) ∨ (𝑀𝑗𝑗𝑁)))))
57 elfz1 13549 . . . . 5 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁)))
5815, 6, 57syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁)))
59 3anass 1094 . . . 4 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁)))
6058, 59bitrdi 287 . . 3 (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾𝑗𝑗𝑁))))
6144, 56, 603bitr4d 311 . 2 (𝜑 → (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ 𝑗 ∈ (𝐾...𝑁)))
6261eqrdv 2733 1 (𝜑 → ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) = (𝐾...𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  wo 847  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  cun 3961   class class class wbr 5148  (class class class)co 7431  cr 11152  cle 11294  cz 12611  ...cfz 13544
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5583  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-er 8744  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-neg 11493  df-z 12612  df-fz 13545
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator