Theorem iccpartlt 48035

Description: If there is a partition, then the lower bound is strictly less than the upper bound. Corresponds to fourierdlem11 46697 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 13707	. . . . . . . 8 ⊢ (0 ∈ (0..^𝑀) ↔ 𝑀 ∈ ℕ)
4	1, 3	sylibr 236	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0..^𝑀))
5		iccpartimp 48028	. . . . . . 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 1392	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑃 ∈ (ℝ* ↑m (0...𝑀)) ∧ (𝑃‘0) < (𝑃‘(0 + 1))))
7	6	simprd 499	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘(0 + 1)))
8	7	adantl 485	. . . 4 ⊢ ((𝑀 = 1 ∧ 𝜑) → (𝑃‘0) < (𝑃‘(0 + 1)))
9		fveq2 6869	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝑃‘𝑀) = (𝑃‘1))
10		1e0p1 12737	. . . . . . 7 ⊢ 1 = (0 + 1)
11	10	fveq2i 6872	. . . . . 6 ⊢ (𝑃‘1) = (𝑃‘(0 + 1))
12	9, 11	eqtrdi 2815	. . . . 5 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝑃‘𝑀) = (𝑃‘(0 + 1)))
13	12	adantr 484	. . . 4 ⊢ ((𝑀 = 1 ∧ 𝜑) → (𝑃‘𝑀) = (𝑃‘(0 + 1)))
14	8, 13	breqtrrd 5130	. . 3 ⊢ ((𝑀 = 1 ∧ 𝜑) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))
15	14	ex 416	. 2 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))
16	1, 2	iccpartiltu 48033	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀))
17	1, 2	iccpartigtl 48034	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖))
18		1nn 12223	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℕ
19	18	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ ℕ)
20	1	adantr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 𝑀 ∈ ℕ)
21		df-ne 2960	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑀 ≠ 1 ↔ ¬ 𝑀 = 1)
22	1	nnge1d 12263	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ 𝑀)
23		1red 11184	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
24	1	nnred 12227	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
25	23, 24	ltlend 11330	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (1 < 𝑀 ↔ (1 ≤ 𝑀 ∧ 𝑀 ≠ 1)))
26	25	biimprd 250	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((1 ≤ 𝑀 ∧ 𝑀 ≠ 1) → 1 < 𝑀))
27	22, 26	mpand 705	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ≠ 1 → 1 < 𝑀))
28	21, 27	biimtrrid 245	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (¬ 𝑀 = 1 → 1 < 𝑀))
29	28	imp 410	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 < 𝑀)
30		elfzo1 13720	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 ∈ (1..^𝑀) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑀))
31	19, 20, 29, 30	syl3anbrc 1358	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ (1..^𝑀))
32		fveq2 6869	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑖 = 1 → (𝑃‘𝑖) = (𝑃‘1))
33	32	breq2d 5114	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑖 = 1 → ((𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖) ↔ (𝑃‘0) < (𝑃‘1)))
34	33	rspcv 3579	. . . . . . . 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 5112	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑖 = 1 → ((𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) ↔ (𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀)))
37	36	rspcv 3579	. . . . . . . . . 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 12490	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℕ0)
40		0elfz 13631	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 → 0 ∈ (0...𝑀))
41	1, 39, 40	3syl 18	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0...𝑀))
42	1, 2, 41	iccpartxr 48030	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) ∈ ℝ*)
43	42	adantr 484	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘0) ∈ ℝ*)
44	2	adantr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 𝑃 ∈ (RePart‘𝑀))
45		1nn0 12499	. . . . . . . . . . . . . 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 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 𝑀 ∈ ℕ0)
49	22	adantr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ≤ 𝑀)
50		elfz2nn0 13625	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (1 ∈ (0...𝑀) ↔ (1 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 1 ≤ 𝑀))
51	46, 48, 49, 50	syl3anbrc 1358	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ (0...𝑀))
52	20, 44, 51	iccpartxr 48030	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘1) ∈ ℝ*)
53		nn0fz0 13632	. . . . . . . . . . . . . . 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 48030	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*)
57	56	adantr 484	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*)
58		xrlttr 13144	. . . . . . . . . . 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 1392	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (((𝑃‘0) < (𝑃‘1) ∧ (𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀)) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))
60	59	expcomd 420	. . . . . . . . 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 416	. . . . 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 183	1 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1562   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2959  ∀wral 3078   class class class wbr 5102  ‘cfv 6523  (class class class)co 7398   ↑_m cmap 8810  0cc0 11075  1c1 11076   + caddc 11078  ℝ^*cxr 11217   < clt 11218   ≤ cle 11219  ℕcn 12212  ℕ₀cn0 12483  ...cfz 13514  ..^cfzo 13661  RePartciccp 48024

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1817  ax-4 1831  ax-5 1932  ax-6 1989  ax-7 2030  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2214  ax-ext 2736  ax-sep 5248  ax-nul 5258  ax-pow 5324  ax-pr 5392  ax-un 7720  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1100  df-3an 1101  df-tru 1565  df-fal 1575  df-ex 1802  df-nf 1806  df-sb 2093  df-mo 2568  df-eu 2598  df-clab 2743  df-cleq 2756  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3458  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5544  df-eprel 5549  df-po 5557  df-so 5558  df-fr 5602  df-we 5604  df-xp 5655  df-rel 5656  df-cnv 5657  df-co 5658  df-dm 5659  df-rn 5660  df-res 5661  df-ima 5662  df-pred 6290  df-ord 6351  df-on 6352  df-lim 6353  df-suc 6354  df-iota 6479  df-fun 6525  df-fn 6526  df-f 6527  df-f1 6528  df-fo 6529  df-f1o 6530  df-fv 6531  df-riota 7355  df-ov 7401  df-oprab 7402  df-mpo 7403  df-om 7849  df-1st 7972  df-2nd 7973  df-frecs 8264  df-wrecs 8295  df-recs 8344  df-rdg 8383  df-er 8680  df-map 8812  df-en 8930  df-dom 8931  df-sdom 8932  df-pnf 11220  df-mnf 11221  df-xr 11222  df-ltxr 11223  df-le 11224  df-sub 11418  df-neg 11419  df-nn 12213  df-2 12282  df-n0 12484  df-z 12571  df-uz 12842  df-fz 13515  df-fzo 13662  df-iccp 48025

This theorem is referenced by:  iccpartltu  48036  iccpartgtl  48037  iccpartgt  48038