Theorem iccpartlt 43577

Description: If there is a partition, then the lower bound is strictly less than the upper bound. Corresponds to fourierdlem11 42396 in GS's mathbox. (Contributed by AV, 12-Jul-2020.)

Hypotheses

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

Assertion

Ref	Expression
iccpartlt	⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))

Proof of Theorem iccpartlt

Dummy variable 𝑖 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iccpartgtprec.m	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
2		iccpartgtprec.p	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ (RePart‘𝑀))
3		lbfzo0 13071	. . . . . . . 8 ⊢ (0 ∈ (0..^𝑀) ↔ 𝑀 ∈ ℕ)
4	1, 3	sylibr 236	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0..^𝑀))
5		iccpartimp 43570	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ (RePart‘𝑀) ∧ 0 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑃 ∈ (ℝ* ↑m (0...𝑀)) ∧ (𝑃‘0) < (𝑃‘(0 + 1))))
6	1, 2, 4, 5	syl3anc 1367	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑃 ∈ (ℝ* ↑m (0...𝑀)) ∧ (𝑃‘0) < (𝑃‘(0 + 1))))
7	6	simprd 498	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘(0 + 1)))
8	7	adantl 484	. . . 4 ⊢ ((𝑀 = 1 ∧ 𝜑) → (𝑃‘0) < (𝑃‘(0 + 1)))
9		fveq2 6665	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝑃‘𝑀) = (𝑃‘1))
10		1e0p1 12134	. . . . . . 7 ⊢ 1 = (0 + 1)
11	10	fveq2i 6668	. . . . . 6 ⊢ (𝑃‘1) = (𝑃‘(0 + 1))
12	9, 11	syl6eq 2872	. . . . 5 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝑃‘𝑀) = (𝑃‘(0 + 1)))
13	12	adantr 483	. . . 4 ⊢ ((𝑀 = 1 ∧ 𝜑) → (𝑃‘𝑀) = (𝑃‘(0 + 1)))
14	8, 13	breqtrrd 5087	. . 3 ⊢ ((𝑀 = 1 ∧ 𝜑) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))
15	14	ex 415	. 2 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))
16	1, 2	iccpartiltu 43575	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀))
17	1, 2	iccpartigtl 43576	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖))
18		1nn 11643	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℕ
19	18	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ ℕ)
20	1	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 𝑀 ∈ ℕ)
21		df-ne 3017	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑀 ≠ 1 ↔ ¬ 𝑀 = 1)
22	1	nnge1d 11679	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ 𝑀)
23		1red 10636	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
24	1	nnred 11647	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
25	23, 24	ltlend 10779	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (1 < 𝑀 ↔ (1 ≤ 𝑀 ∧ 𝑀 ≠ 1)))
26	25	biimprd 250	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((1 ≤ 𝑀 ∧ 𝑀 ≠ 1) → 1 < 𝑀))
27	22, 26	mpand 693	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ≠ 1 → 1 < 𝑀))
28	21, 27	syl5bir 245	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (¬ 𝑀 = 1 → 1 < 𝑀))
29	28	imp 409	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 < 𝑀)
30		elfzo1 13081	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 ∈ (1..^𝑀) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑀))
31	19, 20, 29, 30	syl3anbrc 1339	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ (1..^𝑀))
32		fveq2 6665	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑖 = 1 → (𝑃‘𝑖) = (𝑃‘1))
33	32	breq2d 5071	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑖 = 1 → ((𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖) ↔ (𝑃‘0) < (𝑃‘1)))
34	33	rspcv 3618	. . . . . . . 8 ⊢ (1 ∈ (1..^𝑀) → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖) → (𝑃‘0) < (𝑃‘1)))
35	31, 34	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖) → (𝑃‘0) < (𝑃‘1)))
36	32	breq1d 5069	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑖 = 1 → ((𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) ↔ (𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀)))
37	36	rspcv 3618	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1 ∈ (1..^𝑀) → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) → (𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀)))
38	31, 37	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) → (𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀)))
39		nnnn0 11898	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℕ0)
40		0elfz 12998	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 → 0 ∈ (0...𝑀))
41	1, 39, 40	3syl 18	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0...𝑀))
42	1, 2, 41	iccpartxr 43572	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) ∈ ℝ*)
43	42	adantr 483	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘0) ∈ ℝ*)
44	2	adantr 483	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 𝑃 ∈ (RePart‘𝑀))
45		1nn0 11907	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 1 ∈ ℕ0
46	45	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ ℕ0)
47	1, 39	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ0)
48	47	adantr 483	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 𝑀 ∈ ℕ0)
49	22	adantr 483	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ≤ 𝑀)
50		elfz2nn0 12992	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (1 ∈ (0...𝑀) ↔ (1 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 1 ≤ 𝑀))
51	46, 48, 49, 50	syl3anbrc 1339	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ (0...𝑀))
52	20, 44, 51	iccpartxr 43572	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘1) ∈ ℝ*)
53		nn0fz0 12999	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 ↔ 𝑀 ∈ (0...𝑀))
54	39, 53	sylib 220	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ (0...𝑀))
55	1, 54	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (0...𝑀))
56	1, 2, 55	iccpartxr 43572	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*)
57	56	adantr 483	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*)
58		xrlttr 12527	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑃‘0) ∈ ℝ* ∧ (𝑃‘1) ∈ ℝ* ∧ (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*) → (((𝑃‘0) < (𝑃‘1) ∧ (𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀)) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))
59	43, 52, 57, 58	syl3anc 1367	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (((𝑃‘0) < (𝑃‘1) ∧ (𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀)) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))
60	59	expcomd 419	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → ((𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀) → ((𝑃‘0) < (𝑃‘1) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))))
61	38, 60	syld 47	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) → ((𝑃‘0) < (𝑃‘1) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))))
62	61	com23 86	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → ((𝑃‘0) < (𝑃‘1) → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))))
63	35, 62	syld 47	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖) → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))))
64	63	ex 415	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (¬ 𝑀 = 1 → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖) → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))))
65	64	com24 95	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) → (∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖) → (¬ 𝑀 = 1 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))))
66	16, 17, 65	mp2d 49	. . 3 ⊢ (𝜑 → (¬ 𝑀 = 1 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))
67	66	com12 32	. 2 ⊢ (¬ 𝑀 = 1 → (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))
68	15, 67	pm2.61i 184	1 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1533   ∈ wcel 2110   ≠ wne 3016  ∀wral 3138   class class class wbr 5059  ‘cfv 6350  (class class class)co 7150   ↑_m cmap 8400  0cc0 10531  1c1 10532   + caddc 10534  ℝ^*cxr 10668   < clt 10669   ≤ cle 10670  ℕcn 11632  ℕ₀cn0 11891  ...cfz 12886  ..^cfzo 13027  RePartciccp 43566

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 1907  ax-6 1966  ax-7 2011  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2156  ax-12 2172  ax-ext 2793  ax-sep 5196  ax-nul 5203  ax-pow 5259  ax-pr 5322  ax-un 7455  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1536  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2066  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rab 3147  df-v 3497  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-uni 4833  df-iun 4914  df-br 5060  df-opab 5122  df-mpt 5140  df-tr 5166  df-id 5455  df-eprel 5460  df-po 5469  df-so 5470  df-fr 5509  df-we 5511  df-xp 5556  df-rel 5557  df-cnv 5558  df-co 5559  df-dm 5560  df-rn 5561  df-res 5562  df-ima 5563  df-pred 6143  df-ord 6189  df-on 6190  df-lim 6191  df-suc 6192  df-iota 6309  df-fun 6352  df-fn 6353  df-f 6354  df-f1 6355  df-fo 6356  df-f1o 6357  df-fv 6358  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-om 7575  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-er 8283  df-map 8402  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-nn 11633  df-2 11694  df-n0 11892  df-z 11976  df-uz 12238  df-fz 12887  df-fzo 13028  df-iccp 43567

This theorem is referenced by:  iccpartltu  43578  iccpartgtl  43579  iccpartgt  43580