Theorem lzunuz 40627

Description: The union of a lower set of integers and an upper set of integers which abut or overlap is all of the integers. (Contributed by Stefan O'Rear, 9-Oct-2014.)

Assertion

Ref	Expression
lzunuz	⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) → ((ℤ ∖ (ℤ≥‘(𝐴 + 1))) ∪ (ℤ≥‘𝐵)) = ℤ)

Proof of Theorem lzunuz

Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elun 4089	. . 3 ⊢ (𝑎 ∈ ((ℤ ∖ (ℤ≥‘(𝐴 + 1))) ∪ (ℤ≥‘𝐵)) ↔ (𝑎 ∈ (ℤ ∖ (ℤ≥‘(𝐴 + 1))) ∨ 𝑎 ∈ (ℤ≥‘𝐵)))
2		ellz1 40626	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℤ → (𝑎 ∈ (ℤ ∖ (ℤ≥‘(𝐴 + 1))) ↔ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑎 ≤ 𝐴)))
3	2	3ad2ant1 1133	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) → (𝑎 ∈ (ℤ ∖ (ℤ≥‘(𝐴 + 1))) ↔ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑎 ≤ 𝐴)))
4		eluz1 12632	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ ℤ → (𝑎 ∈ (ℤ≥‘𝐵) ↔ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ 𝑎)))
5	4	3ad2ant2 1134	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) → (𝑎 ∈ (ℤ≥‘𝐵) ↔ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ 𝑎)))
6	3, 5	orbi12d 917	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) → ((𝑎 ∈ (ℤ ∖ (ℤ≥‘(𝐴 + 1))) ∨ 𝑎 ∈ (ℤ≥‘𝐵)) ↔ ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑎 ≤ 𝐴) ∨ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ 𝑎))))
7		zre 12369	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑎 ∈ ℤ → 𝑎 ∈ ℝ)
8	7	adantl 483	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → 𝑎 ∈ ℝ)
9		simpl1 1191	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
10	9	zred 12472	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℝ)
11		lelttric 11128	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (𝑎 ≤ 𝐴 ∨ 𝐴 < 𝑎))
12	8, 10, 11	syl2anc 585	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑎 ≤ 𝐴 ∨ 𝐴 < 𝑎))
13		simpll2 1213	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 < 𝑎) → 𝐵 ∈ ℤ)
14	13	zred 12472	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 < 𝑎) → 𝐵 ∈ ℝ)
15		simpll1 1212	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 < 𝑎) → 𝐴 ∈ ℤ)
16	15	peano2zd 12475	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 < 𝑎) → (𝐴 + 1) ∈ ℤ)
17	16	zred 12472	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 < 𝑎) → (𝐴 + 1) ∈ ℝ)
18	7	ad2antlr 725	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 < 𝑎) → 𝑎 ∈ ℝ)
19		simpll3 1214	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 < 𝑎) → 𝐵 ≤ (𝐴 + 1))
20		zltp1le 12416	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝐴 < 𝑎 ↔ (𝐴 + 1) ≤ 𝑎))
21	20	3ad2antl1 1185	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝐴 < 𝑎 ↔ (𝐴 + 1) ≤ 𝑎))
22	21	biimpa 478	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 < 𝑎) → (𝐴 + 1) ≤ 𝑎)
23	14, 17, 18, 19, 22	letrd 11178	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 < 𝑎) → 𝐵 ≤ 𝑎)
24	23	ex 414	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝐴 < 𝑎 → 𝐵 ≤ 𝑎))
25	24	orim2d 965	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑎 ≤ 𝐴 ∨ 𝐴 < 𝑎) → (𝑎 ≤ 𝐴 ∨ 𝐵 ≤ 𝑎)))
26	12, 25	mpd 15	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑎 ≤ 𝐴 ∨ 𝐵 ≤ 𝑎))
27	26	ex 414	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) → (𝑎 ∈ ℤ → (𝑎 ≤ 𝐴 ∨ 𝐵 ≤ 𝑎)))
28	27	pm4.71d 563	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) → (𝑎 ∈ ℤ ↔ (𝑎 ∈ ℤ ∧ (𝑎 ≤ 𝐴 ∨ 𝐵 ≤ 𝑎))))
29		andi 1006	. . . . 5 ⊢ ((𝑎 ∈ ℤ ∧ (𝑎 ≤ 𝐴 ∨ 𝐵 ≤ 𝑎)) ↔ ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑎 ≤ 𝐴) ∨ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ 𝑎)))
30	28, 29	bitr2di 288	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) → (((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑎 ≤ 𝐴) ∨ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ 𝑎)) ↔ 𝑎 ∈ ℤ))
31	6, 30	bitrd 279	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) → ((𝑎 ∈ (ℤ ∖ (ℤ≥‘(𝐴 + 1))) ∨ 𝑎 ∈ (ℤ≥‘𝐵)) ↔ 𝑎 ∈ ℤ))
32	1, 31	bitrid 283	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) → (𝑎 ∈ ((ℤ ∖ (ℤ≥‘(𝐴 + 1))) ∪ (ℤ≥‘𝐵)) ↔ 𝑎 ∈ ℤ))
33	32	eqrdv 2734	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ≤ (𝐴 + 1)) → ((ℤ ∖ (ℤ≥‘(𝐴 + 1))) ∪ (ℤ≥‘𝐵)) = ℤ)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∨ wo 845   ∧ w3a 1087   = wceq 1539   ∈ wcel 2104   ∖ cdif 3889   ∪ cun 3890   class class class wbr 5081  ‘cfv 6458  (class class class)co 7307  ℝcr 10916  1c1 10918   + caddc 10920   < clt 11055   ≤ cle 11056  ℤcz 12365  ℤ_≥cuz 12628

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2707  ax-sep 5232  ax-nul 5239  ax-pow 5297  ax-pr 5361  ax-un 7620  ax-cnex 10973  ax-resscn 10974  ax-1cn 10975  ax-icn 10976  ax-addcl 10977  ax-addrcl 10978  ax-mulcl 10979  ax-mulrcl 10980  ax-mulcom 10981  ax-addass 10982  ax-mulass 10983  ax-distr 10984  ax-i2m1 10985  ax-1ne0 10986  ax-1rid 10987  ax-rnegex 10988  ax-rrecex 10989  ax-cnre 10990  ax-pre-lttri 10991  ax-pre-lttrn 10992  ax-pre-ltadd 10993  ax-pre-mulgt0 10994

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-reu 3286  df-rab 3287  df-v 3439  df-sbc 3722  df-csb 3838  df-dif 3895  df-un 3897  df-in 3899  df-ss 3909  df-pss 3911  df-nul 4263  df-if 4466  df-pw 4541  df-sn 4566  df-pr 4568  df-op 4572  df-uni 4845  df-iun 4933  df-br 5082  df-opab 5144  df-mpt 5165  df-tr 5199  df-id 5500  df-eprel 5506  df-po 5514  df-so 5515  df-fr 5555  df-we 5557  df-xp 5606  df-rel 5607  df-cnv 5608  df-co 5609  df-dm 5610  df-rn 5611  df-res 5612  df-ima 5613  df-pred 6217  df-ord 6284  df-on 6285  df-lim 6286  df-suc 6287  df-iota 6410  df-fun 6460  df-fn 6461  df-f 6462  df-f1 6463  df-fo 6464  df-f1o 6465  df-fv 6466  df-riota 7264  df-ov 7310  df-oprab 7311  df-mpo 7312  df-om 7745  df-2nd 7864  df-frecs 8128  df-wrecs 8159  df-recs 8233  df-rdg 8272  df-er 8529  df-en 8765  df-dom 8766  df-sdom 8767  df-pnf 11057  df-mnf 11058  df-xr 11059  df-ltxr 11060  df-le 11061  df-sub 11253  df-neg 11254  df-nn 12020  df-n0 12280  df-z 12366  df-uz 12629

This theorem is referenced by:  diophin  40631