Theorem fzuntd 44457

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	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℤ)
fzuntd.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
fzuntd.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
fzuntd.km	⊢ (𝜑 → 𝐾 ≤ 𝑀)
fzuntd.mn	⊢ (𝜑 → 𝑀 ≤ 𝑁)

Assertion

Ref	Expression
fzuntd	⊢ (𝜑 → ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) = (𝐾...𝑁))

Proof of Theorem fzuntd

Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simprl 783	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)) → 𝑗 ∈ ℤ)
2	1	zred 12803	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)) → 𝑗 ∈ ℝ)
3		fzuntd.m	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
4	3	zred 12803	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
5	4	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)) → 𝑀 ∈ ℝ)
6		fzuntd.n	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
7	6	zred 12803	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
8	7	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)) → 𝑁 ∈ ℝ)
9		simprr 785	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)) → 𝑗 ≤ 𝑀)
10		fzuntd.mn	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ≤ 𝑁)
11	10	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)) → 𝑀 ≤ 𝑁)
12	2, 5, 8, 9, 11	letrd 11467	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)) → 𝑗 ≤ 𝑁)
13	12	expr 462	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝑗 ≤ 𝑀 → 𝑗 ≤ 𝑁))
14	13	anim2d 624	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → ((𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀) → (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
15		fzuntd.k	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℤ)
16	15	zred 12803	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℝ)
17	16	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗)) → 𝐾 ∈ ℝ)
18	4	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗)) → 𝑀 ∈ ℝ)
19		simprl 783	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗)) → 𝑗 ∈ ℤ)
20	19	zred 12803	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗)) → 𝑗 ∈ ℝ)
21		fzuntd.km	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ≤ 𝑀)
22	21	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗)) → 𝐾 ≤ 𝑀)
23		simprr 785	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗)) → 𝑀 ≤ 𝑗)
24	17, 18, 20, 22, 23	letrd 11467	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗)) → 𝐾 ≤ 𝑗)
25	24	expr 462	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝑀 ≤ 𝑗 → 𝐾 ≤ 𝑗))
26	25	anim1d 623	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → ((𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁) → (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
27	14, 26	jaod 873	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (((𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀) ∨ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)) → (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
28		orc 881	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 ≤ 𝑗 → (𝐾 ≤ 𝑗 ∨ 𝑀 ≤ 𝑗))
29		orc 881	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 ≤ 𝑗 → (𝐾 ≤ 𝑗 ∨ 𝑗 ≤ 𝑁))
30	28, 29	jca 521	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ≤ 𝑗 → ((𝐾 ≤ 𝑗 ∨ 𝑀 ≤ 𝑗) ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∨ 𝑗 ≤ 𝑁)))
31	30	ad2antrl 741	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)) → ((𝐾 ≤ 𝑗 ∨ 𝑀 ≤ 𝑗) ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∨ 𝑗 ≤ 𝑁)))
32		simpr 490	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → 𝑗 ∈ ℤ)
33	32	zred 12803	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → 𝑗 ∈ ℝ)
34	4	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → 𝑀 ∈ ℝ)
35	33, 34	letrid 11462	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝑗 ≤ 𝑀 ∨ 𝑀 ≤ 𝑗))
36	35	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)) → (𝑗 ≤ 𝑀 ∨ 𝑀 ≤ 𝑗))
37		simprr 785	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)) → 𝑗 ≤ 𝑁)
38	37	olcd 888	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)) → (𝑗 ≤ 𝑀 ∨ 𝑗 ≤ 𝑁))
39	36, 38	jca 521	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)) → ((𝑗 ≤ 𝑀 ∨ 𝑀 ≤ 𝑗) ∧ (𝑗 ≤ 𝑀 ∨ 𝑗 ≤ 𝑁)))
40		orddi 1027	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀) ∨ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)) ↔ (((𝐾 ≤ 𝑗 ∨ 𝑀 ≤ 𝑗) ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∨ 𝑗 ≤ 𝑁)) ∧ ((𝑗 ≤ 𝑀 ∨ 𝑀 ≤ 𝑗) ∧ (𝑗 ≤ 𝑀 ∨ 𝑗 ≤ 𝑁))))
41	31, 39, 40	sylanbrc 595	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)) → ((𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀) ∨ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
42	41	ex 418	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → ((𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁) → ((𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀) ∨ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁))))
43	27, 42	impbid 215	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (((𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀) ∨ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)) ↔ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
44	43	pm5.32da 590	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀) ∨ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁))) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁))))
45		elfz1 13644	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)))
46	15, 3, 45	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)))
47		3anass 1111	. . . . . 6 ⊢ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)))
48	46, 47	bitrdi 290	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀))))
49		elfz1 13644	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
50	3, 6, 49	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
51		3anass 1111	. . . . . 6 ⊢ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
52	50, 51	bitrdi 290	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁))))
53	48, 52	orbi12d 932	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ∨ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) ↔ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)) ∨ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))))
54		elun 4152	. . . 4 ⊢ (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ (𝑗 ∈ (𝐾...𝑀) ∨ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)))
55		andi 1025	. . . 4 ⊢ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀) ∨ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁))) ↔ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀)) ∨ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁))))
56	53, 54, 55	3bitr4g 317	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ ((𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑀) ∨ (𝑀 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))))
57		elfz1 13644	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
58	15, 6, 57	syl2anc 596	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
59		3anass 1111	. . . 4 ⊢ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁)))
60	58, 59	bitrdi 290	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝐾...𝑁) ↔ (𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐾 ≤ 𝑗 ∧ 𝑗 ≤ 𝑁))))
61	44, 56, 60	3bitr4d 314	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) ↔ 𝑗 ∈ (𝐾...𝑁)))
62	61	eqrdv 2758	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐾...𝑀) ∪ (𝑀...𝑁)) = (𝐾...𝑁))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ∪ cun 4149   class class class wbr 5102  (class class class)co 7420  ℝcr 11199   ≤ cle 11344  ℤcz 12693  ...cfz 13639

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-id 5545  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-neg 11544  df-z 12694  df-fz 13640

This theorem is used by: (None)