Theorem iccpartiun 48109

Description: A half-open interval of extended reals is the union of the parts of its partition. (Contributed by AV, 18-Jul-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
iccpartiun.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
iccpartiun.p	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ (RePart‘𝑀))

Assertion

Ref	Expression
iccpartiun	⊢ (𝜑 → ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)) = ∪ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))))

Distinct variable groups:   𝑖,𝑀   𝑃,𝑖   𝜑,𝑖

Proof of Theorem iccpartiun

Dummy variables 𝑗 𝑘 𝑝 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iccpartiun.p	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ (RePart‘𝑀))
2		iccpartiun.m	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
3		iccelpart 48108	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ∀𝑝 ∈ (RePart‘𝑀)(𝑥 ∈ ((𝑝‘0)[,)(𝑝‘𝑀)) → ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑝‘𝑖)[,)(𝑝‘(𝑖 + 1)))))
4		fveq1 6883	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → (𝑝‘0) = (𝑃‘0))
5		fveq1 6883	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → (𝑝‘𝑀) = (𝑃‘𝑀))
6	4, 5	oveq12d 7431	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → ((𝑝‘0)[,)(𝑝‘𝑀)) = ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)))
7	6	eleq2d 2855	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → (𝑥 ∈ ((𝑝‘0)[,)(𝑝‘𝑀)) ↔ 𝑥 ∈ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀))))
8		fveq1 6883	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → (𝑝‘𝑖) = (𝑃‘𝑖))
9		fveq1 6883	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → (𝑝‘(𝑖 + 1)) = (𝑃‘(𝑖 + 1)))
10	8, 9	oveq12d 7431	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → ((𝑝‘𝑖)[,)(𝑝‘(𝑖 + 1))) = ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))))
11	10	eleq2d 2855	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → (𝑥 ∈ ((𝑝‘𝑖)[,)(𝑝‘(𝑖 + 1))) ↔ 𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1)))))
12	11	rexbidv 3195	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → (∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑝‘𝑖)[,)(𝑝‘(𝑖 + 1))) ↔ ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1)))))
13	7, 12	imbi12d 347	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → ((𝑥 ∈ ((𝑝‘0)[,)(𝑝‘𝑀)) → ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑝‘𝑖)[,)(𝑝‘(𝑖 + 1)))) ↔ (𝑥 ∈ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)) → ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))))))
14	13	rspcva 3588	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ (RePart‘𝑀) ∧ ∀𝑝 ∈ (RePart‘𝑀)(𝑥 ∈ ((𝑝‘0)[,)(𝑝‘𝑀)) → ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑝‘𝑖)[,)(𝑝‘(𝑖 + 1))))) → (𝑥 ∈ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)) → ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1)))))
15	14	expcom 418	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑝 ∈ (RePart‘𝑀)(𝑥 ∈ ((𝑝‘0)[,)(𝑝‘𝑀)) → ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑝‘𝑖)[,)(𝑝‘(𝑖 + 1)))) → (𝑃 ∈ (RePart‘𝑀) → (𝑥 ∈ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)) → ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))))))
16	2, 3, 15	3syl 19	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑃 ∈ (RePart‘𝑀) → (𝑥 ∈ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)) → ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))))))
17	1, 16	mpd 16	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)) → ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1)))))
18		nnnn0 12513	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℕ0)
19		0elfz 13654	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 → 0 ∈ (0...𝑀))
20	2, 18, 19	3syl 19	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0...𝑀))
21	2, 1, 20	iccpartxr 48094	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) ∈ ℝ*)
22		nn0fz0 13655	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 ↔ 𝑀 ∈ (0...𝑀))
23	22	biimpi 219	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 → 𝑀 ∈ (0...𝑀))
24	2, 18, 23	3syl 19	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (0...𝑀))
25	2, 1, 24	iccpartxr 48094	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*)
26	21, 25	jca 520	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝑃‘0) ∈ ℝ* ∧ (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*))
27	26	adantr 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑃‘0) ∈ ℝ* ∧ (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*))
28		elfzofz 13706	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 ∈ (0..^𝑀) → 𝑖 ∈ (0...𝑀))
29	2, 1	iccpartgel 48104	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑗 ∈ (0...𝑀)(𝑃‘0) ≤ (𝑃‘𝑗))
30		fveq2 6884	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 = 𝑖 → (𝑃‘𝑗) = (𝑃‘𝑖))
31	30	breq2d 5125	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 = 𝑖 → ((𝑃‘0) ≤ (𝑃‘𝑗) ↔ (𝑃‘0) ≤ (𝑃‘𝑖)))
32	31	rspcva 3588	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑖 ∈ (0...𝑀) ∧ ∀𝑗 ∈ (0...𝑀)(𝑃‘0) ≤ (𝑃‘𝑗)) → (𝑃‘0) ≤ (𝑃‘𝑖))
33	28, 29, 32	syl2anr 608	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑃‘0) ≤ (𝑃‘𝑖))
34		fzofzp1 13795	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 ∈ (0..^𝑀) → (𝑖 + 1) ∈ (0...𝑀))
35	2, 1	iccpartleu 48103	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (0...𝑀)(𝑃‘𝑘) ≤ (𝑃‘𝑀))
36		fveq2 6884	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 = (𝑖 + 1) → (𝑃‘𝑘) = (𝑃‘(𝑖 + 1)))
37	36	breq1d 5123	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = (𝑖 + 1) → ((𝑃‘𝑘) ≤ (𝑃‘𝑀) ↔ (𝑃‘(𝑖 + 1)) ≤ (𝑃‘𝑀)))
38	37	rspcva 3588	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑖 + 1) ∈ (0...𝑀) ∧ ∀𝑘 ∈ (0...𝑀)(𝑃‘𝑘) ≤ (𝑃‘𝑀)) → (𝑃‘(𝑖 + 1)) ≤ (𝑃‘𝑀))
39	34, 35, 38	syl2anr 608	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑃‘(𝑖 + 1)) ≤ (𝑃‘𝑀))
40		icossico 13445	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑃‘0) ∈ ℝ* ∧ (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*) ∧ ((𝑃‘0) ≤ (𝑃‘𝑖) ∧ (𝑃‘(𝑖 + 1)) ≤ (𝑃‘𝑀))) → ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))) ⊆ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)))
41	27, 33, 39, 40	syl12anc 849	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))) ⊆ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)))
42	41	sseld 3944	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))) → 𝑥 ∈ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀))))
43	42	rexlimdva 3172	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))) → 𝑥 ∈ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀))))
44	17, 43	impbid 215	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)) ↔ ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1)))))
45		eliun 4964	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))) ↔ ∃𝑖 ∈ (0..^𝑀)𝑥 ∈ ((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))))
46	44, 45	bitr4di 292	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)) ↔ 𝑥 ∈ ∪ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1)))))
47	46	eqrdv 2767	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑃‘0)[,)(𝑃‘𝑀)) = ∪ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)((𝑃‘𝑖)[,)(𝑃‘(𝑖 + 1))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1567   ∈ wcel 2149  ∀wral 3085  ∃wrex 3095   ⊆ wss 3913  ∪ ciun 4960   class class class wbr 5113  ‘cfv 6539  (class class class)co 7413  0cc0 11102  1c1 11103   + caddc 11105  ℝ^*cxr 11244   ≤ cle 11246  ℕcn 12235  ℕ₀cn0 12506  [,)cico 13376  ...cfz 13537  ..^cfzo 13684  RePartciccp 48088

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 5261  ax-nul 5273  ax-pow 5339  ax-pr 5407  ax-un 7735  ax-cnex 11158  ax-resscn 11159  ax-1cn 11160  ax-icn 11161  ax-addcl 11162  ax-addrcl 11163  ax-mulcl 11164  ax-mulrcl 11165  ax-mulcom 11166  ax-addass 11167  ax-mulass 11168  ax-distr 11169  ax-i2m1 11170  ax-1ne0 11171  ax-1rid 11172  ax-rnegex 11173  ax-rrecex 11174  ax-cnre 11175  ax-pre-lttri 11176  ax-pre-lttrn 11177  ax-pre-ltadd 11178  ax-pre-mulgt0 11179

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-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4877  df-iun 4962  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5559  df-eprel 5564  df-po 5572  df-so 5573  df-fr 5617  df-we 5619  df-xp 5670  df-rel 5671  df-cnv 5672  df-co 5673  df-dm 5674  df-rn 5675  df-res 5676  df-ima 5677  df-pred 6305  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6495  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7865  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-er 8696  df-map 8828  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12236  df-2 12305  df-n0 12507  df-z 12594  df-uz 12865  df-ico 13380  df-fz 13538  df-fzo 13685  df-iccp 48089

This theorem is referenced by: (None)