Theorem iccpartlt 47416

Description: If there is a partition, then the lower bound is strictly less than the upper bound. Corresponds to fourierdlem11 46138 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 13740	. . . . . . . 8 ⊢ (0 ∈ (0..^𝑀) ↔ 𝑀 ∈ ℕ)
4	1, 3	sylibr 234	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0..^𝑀))
5		iccpartimp 47409	. . . . . . 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 1372	. . . . . 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 6905	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝑃‘𝑀) = (𝑃‘1))
10		1e0p1 12777	. . . . . . 7 ⊢ 1 = (0 + 1)
11	10	fveq2i 6908	. . . . . 6 ⊢ (𝑃‘1) = (𝑃‘(0 + 1))
12	9, 11	eqtrdi 2792	. . . . 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 5170	. . 3 ⊢ ((𝑀 = 1 ∧ 𝜑) → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀))
15	14	ex 412	. 2 ⊢ (𝑀 = 1 → (𝜑 → (𝑃‘0) < (𝑃‘𝑀)))
16	1, 2	iccpartiltu 47414	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀))
17	1, 2	iccpartigtl 47415	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ (1..^𝑀)(𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖))
18		1nn 12278	. . . . . . . . . 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 2940	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑀 ≠ 1 ↔ ¬ 𝑀 = 1)
22	1	nnge1d 12315	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ 𝑀)
23		1red 11263	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
24	1	nnred 12282	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
25	23, 24	ltlend 11407	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (1 < 𝑀 ↔ (1 ≤ 𝑀 ∧ 𝑀 ≠ 1)))
26	25	biimprd 248	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((1 ≤ 𝑀 ∧ 𝑀 ≠ 1) → 1 < 𝑀))
27	22, 26	mpand 695	. . . . . . . . . . 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 13753	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 ∈ (1..^𝑀) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑀))
31	19, 20, 29, 30	syl3anbrc 1343	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ (1..^𝑀))
32		fveq2 6905	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑖 = 1 → (𝑃‘𝑖) = (𝑃‘1))
33	32	breq2d 5154	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑖 = 1 → ((𝑃‘0) < (𝑃‘𝑖) ↔ (𝑃‘0) < (𝑃‘1)))
34	33	rspcv 3617	. . . . . . . 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 5152	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑖 = 1 → ((𝑃‘𝑖) < (𝑃‘𝑀) ↔ (𝑃‘1) < (𝑃‘𝑀)))
37	36	rspcv 3617	. . . . . . . . . 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 12535	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℕ0)
40		0elfz 13665	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 → 0 ∈ (0...𝑀))
41	1, 39, 40	3syl 18	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0...𝑀))
42	1, 2, 41	iccpartxr 47411	. . . . . . . . . . . 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 12544	. . . . . . . . . . . . . 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 13659	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (1 ∈ (0...𝑀) ↔ (1 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 1 ≤ 𝑀))
51	46, 48, 49, 50	syl3anbrc 1343	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → 1 ∈ (0...𝑀))
52	20, 44, 51	iccpartxr 47411	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘1) ∈ ℝ*)
53		nn0fz0 13666	. . . . . . . . . . . . . . 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 47411	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*)
57	56	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 = 1) → (𝑃‘𝑀) ∈ ℝ*)
58		xrlttr 13183	. . . . . . . . . . 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 1372	. . . . . . . . . 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 1539   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2939  ∀wral 3060   class class class wbr 5142  ‘cfv 6560  (class class class)co 7432   ↑_m cmap 8867  0cc0 11156  1c1 11157   + caddc 11159  ℝ^*cxr 11295   < clt 11296   ≤ cle 11297  ℕcn 12267  ℕ₀cn0 12528  ...cfz 13548  ..^cfzo 13695  RePartciccp 47405

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2707  ax-sep 5295  ax-nul 5305  ax-pow 5364  ax-pr 5431  ax-un 7756  ax-cnex 11212  ax-resscn 11213  ax-1cn 11214  ax-icn 11215  ax-addcl 11216  ax-addrcl 11217  ax-mulcl 11218  ax-mulrcl 11219  ax-mulcom 11220  ax-addass 11221  ax-mulass 11222  ax-distr 11223  ax-i2m1 11224  ax-1ne0 11225  ax-1rid 11226  ax-rnegex 11227  ax-rrecex 11228  ax-cnre 11229  ax-pre-lttri 11230  ax-pre-lttrn 11231  ax-pre-ltadd 11232  ax-pre-mulgt0 11233

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2815  df-nfc 2891  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-reu 3380  df-rab 3436  df-v 3481  df-sbc 3788  df-csb 3899  df-dif 3953  df-un 3955  df-in 3957  df-ss 3967  df-pss 3970  df-nul 4333  df-if 4525  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-op 4632  df-uni 4907  df-iun 4992  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5577  df-eprel 5583  df-po 5591  df-so 5592  df-fr 5636  df-we 5638  df-xp 5690  df-rel 5691  df-cnv 5692  df-co 5693  df-dm 5694  df-rn 5695  df-res 5696  df-ima 5697  df-pred 6320  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6513  df-fun 6562  df-fn 6563  df-f 6564  df-f1 6565  df-fo 6566  df-f1o 6567  df-fv 6568  df-riota 7389  df-ov 7435  df-oprab 7436  df-mpo 7437  df-om 7889  df-1st 8015  df-2nd 8016  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8412  df-rdg 8451  df-er 8746  df-map 8869  df-en 8987  df-dom 8988  df-sdom 8989  df-pnf 11298  df-mnf 11299  df-xr 11300  df-ltxr 11301  df-le 11302  df-sub 11495  df-neg 11496  df-nn 12268  df-2 12330  df-n0 12529  df-z 12616  df-uz 12880  df-fz 13549  df-fzo 13696  df-iccp 47406

This theorem is referenced by:  iccpartltu  47417  iccpartgtl  47418  iccpartgt  47419