Theorem iccpartlt 47884

Description: If there is a partition, then the lower bound is strictly less than the upper bound. Corresponds to fourierdlem11 46546 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 13654	. . . . . . . 8 ⊢ (0 ∈ (0..^𝑀) ↔ 𝑀 ∈ ℕ)
4	1, 3	sylibr 234	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0..^𝑀))
5		iccpartimp 47877	. . . . . . 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 1374	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑃 ∈ (ℝ* ↑m (0...𝑀)) ∧ (𝑃‘0) < (𝑃‘(0 + 1))))
7	6	simprd 495	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘(0 + 1)))
8	7	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((𝑀 = 1 ∧ 𝜑) → (𝑃‘0) < (𝑃‘(0 + 1)))
9		fveq2 6840	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝑃‘𝑀) = (𝑃‘1))
10		1e0p1 12686	. . . . . . 7 ⊢ 1 = (0 + 1)
11	10	fveq2i 6843	. . . . . 6 ⊢ (𝑃‘1) = (𝑃‘(0 + 1))
12	9, 11	eqtrdi 2787	. . . . 5 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝑃‘𝑀) = (𝑃‘(0 + 1)))
13	12	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝑀 = 1 ∧ 𝜑) → (𝑃‘𝑀) = (𝑃‘(0 + 1)))
14	8, 13	breqtrrd 5113	. . 3 ⊢ ((𝑀 = 1 ∧ 𝜑) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))
15	14	ex 412	. 2 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))
16	1, 2	iccpartiltu 47882	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀))
17	1, 2	iccpartigtl 47883	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖))
18		1nn 12185	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℕ
19	18	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ ℕ)
20	1	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 𝑀 ∈ ℕ)
21		df-ne 2933	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑀 ≠ 1 ↔ ¬ 𝑀 = 1)
22	1	nnge1d 12225	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ 𝑀)
23		1red 11145	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
24	1	nnred 12189	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
25	23, 24	ltlend 11291	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (1 < 𝑀 ↔ (1 ≤ 𝑀 ∧ 𝑀 ≠ 1)))
26	25	biimprd 248	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((1 ≤ 𝑀 ∧ 𝑀 ≠ 1) → 1 < 𝑀))
27	22, 26	mpand 696	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ≠ 1 → 1 < 𝑀))
28	21, 27	biimtrrid 243	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (¬ 𝑀 = 1 → 1 < 𝑀))
29	28	imp 406	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 < 𝑀)
30		elfzo1 13667	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 ∈ (1..^𝑀) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑀))
31	19, 20, 29, 30	syl3anbrc 1345	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ (1..^𝑀))
32		fveq2 6840	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑖 = 1 → (𝑃‘𝑖) = (𝑃‘1))
33	32	breq2d 5097	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑖 = 1 → ((𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖) ↔ (𝑃‘0) < (𝑃‘1)))
34	33	rspcv 3560	. . . . . . . 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 5095	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑖 = 1 → ((𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) ↔ (𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀)))
37	36	rspcv 3560	. . . . . . . . . 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 12444	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℕ0)
40		0elfz 13578	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 → 0 ∈ (0...𝑀))
41	1, 39, 40	3syl 18	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0...𝑀))
42	1, 2, 41	iccpartxr 47879	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) ∈ ℝ*)
43	42	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘0) ∈ ℝ*)
44	2	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 𝑃 ∈ (RePart‘𝑀))
45		1nn0 12453	. . . . . . . . . . . . . 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 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 𝑀 ∈ ℕ0)
49	22	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ≤ 𝑀)
50		elfz2nn0 13572	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (1 ∈ (0...𝑀) ↔ (1 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 1 ≤ 𝑀))
51	46, 48, 49, 50	syl3anbrc 1345	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ (0...𝑀))
52	20, 44, 51	iccpartxr 47879	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘1) ∈ ℝ*)
53		nn0fz0 13579	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 ↔ 𝑀 ∈ (0...𝑀))
54	39, 53	sylib 218	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ (0...𝑀))
55	1, 54	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (0...𝑀))
56	1, 2, 55	iccpartxr 47879	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*)
57	56	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*)
58		xrlttr 13091	. . . . . . . . . . 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 1374	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (((𝑃‘0) < (𝑃‘1) ∧ (𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀)) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))
60	59	expcomd 416	. . . . . . . . 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 412	. . . . 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 182	1 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2932  ∀wral 3051   class class class wbr 5085  ‘cfv 6498  (class class class)co 7367   ↑_m cmap 8773  0cc0 11038  1c1 11039   + caddc 11041  ℝ^*cxr 11178   < clt 11179   ≤ cle 11180  ℕcn 12174  ℕ₀cn0 12437  ...cfz 13461  ..^cfzo 13608  RePartciccp 47873

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-er 8643  df-map 8775  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-2 12244  df-n0 12438  df-z 12525  df-uz 12789  df-fz 13462  df-fzo 13609  df-iccp 47874

This theorem is referenced by:  iccpartltu  47885  iccpartgtl  47886  iccpartgt  47887