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Theorem peano5uzs 28555
Description: Peano's inductive postulate for upper surreal integers. (Contributed by Scott Fenton, 25-Jul-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
peano5uzs.1 (𝜑𝑁 ∈ ℤs)
peano5uzs.2 (𝜑𝑁𝐴)
peano5uzs.3 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑥 +s 1s ) ∈ 𝐴)
Assertion
Ref Expression
peano5uzs (𝜑 → {𝑘 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑘} ⊆ 𝐴)
Distinct variable groups:   𝑘,𝑁,𝑥   𝜑,𝑥,𝑘   𝑥,𝐴
Allowed substitution hint:   𝐴(𝑘)

Proof of Theorem peano5uzs
Dummy variables 𝑛 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 breq2 5109 . . . 4 (𝑘 = 𝑛 → (𝑁 ≤s 𝑘𝑁 ≤s 𝑛))
21elrab 3653 . . 3 (𝑛 ∈ {𝑘 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑘} ↔ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛))
3 zno 28533 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℤs𝑛 No )
43adantr 485 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛) → 𝑛 No )
5 peano5uzs.1 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℤs)
65znod 28534 . . . . . 6 (𝜑𝑁 No )
7 npcans 28226 . . . . . 6 ((𝑛 No 𝑁 No ) → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) = 𝑛)
84, 6, 7syl2anr 608 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) = 𝑛)
9 simprl 782 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → 𝑛 ∈ ℤs)
105adantr 485 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → 𝑁 ∈ ℤs)
119, 10zsubscld 28547 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → (𝑛 -s 𝑁) ∈ ℤs)
123adantl 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑛 ∈ ℤs) → 𝑛 No )
136adantr 485 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑛 ∈ ℤs) → 𝑁 No )
1412, 13subsge0d 28251 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑛 ∈ ℤs) → ( 0s ≤s (𝑛 -s 𝑁) ↔ 𝑁 ≤s 𝑛))
1514biimpar 482 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑛 ∈ ℤs) ∧ 𝑁 ≤s 𝑛) → 0s ≤s (𝑛 -s 𝑁))
1615anasss 471 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → 0s ≤s (𝑛 -s 𝑁))
1711, 16jca 520 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → ((𝑛 -s 𝑁) ∈ ℤs ∧ 0s ≤s (𝑛 -s 𝑁)))
18 eln0zs 28551 . . . . . . . . 9 ((𝑛 -s 𝑁) ∈ ℕ0s ↔ ((𝑛 -s 𝑁) ∈ ℤs ∧ 0s ≤s (𝑛 -s 𝑁)))
1917, 18sylibr 237 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → (𝑛 -s 𝑁) ∈ ℕ0s)
2019ex 417 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛) → (𝑛 -s 𝑁) ∈ ℕ0s))
21 oveq1 7407 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 0s → (𝑧 +s 𝑁) = ( 0s +s 𝑁))
2221eleq1d 2850 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 0s → ((𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴 ↔ ( 0s +s 𝑁) ∈ 𝐴))
2322imbi2d 343 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 0s → ((𝜑 → (𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 → ( 0s +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
24 oveq1 7407 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝑦 → (𝑧 +s 𝑁) = (𝑦 +s 𝑁))
2524eleq1d 2850 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝑦 → ((𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴 ↔ (𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴))
2625imbi2d 343 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑦 → ((𝜑 → (𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 → (𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
27 oveq1 7407 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝑦 +s 1s ) → (𝑧 +s 𝑁) = ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁))
2827eleq1d 2850 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = (𝑦 +s 1s ) → ((𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
2928imbi2d 343 . . . . . . . . 9 (𝑧 = (𝑦 +s 1s ) → ((𝜑 → (𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
30 oveq1 7407 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝑛 -s 𝑁) → (𝑧 +s 𝑁) = ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁))
3130eleq1d 2850 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = (𝑛 -s 𝑁) → ((𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
3231imbi2d 343 . . . . . . . . 9 (𝑧 = (𝑛 -s 𝑁) → ((𝜑 → (𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
33 addslid 28119 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 No → ( 0s +s 𝑁) = 𝑁)
346, 33syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ( 0s +s 𝑁) = 𝑁)
35 peano5uzs.2 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁𝐴)
3634, 35eqeltrd 2865 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ( 0s +s 𝑁) ∈ 𝐴)
37 peano5uzs.3 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑥 +s 1s ) ∈ 𝐴)
3837ralrimiva 3157 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 (𝑥 +s 1s ) ∈ 𝐴)
39 oveq1 7407 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = (𝑦 +s 𝑁) → (𝑥 +s 1s ) = ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ))
4039eleq1d 2850 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = (𝑦 +s 𝑁) → ((𝑥 +s 1s ) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
4140rspccv 3581 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀𝑥𝐴 (𝑥 +s 1s ) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
4238, 41syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
4342adantl 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → ((𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
44 n0no 28474 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℕ0s𝑦 No )
4544adantr 485 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → 𝑦 No )
46 1no 27961 . . . . . . . . . . . . . . 15 1s No
4746a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → 1s No )
486adantl 486 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → 𝑁 No )
4945, 47, 48adds32d 28158 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) = ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ))
5049eleq1d 2850 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → (((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
5143, 50sylibrd 262 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → ((𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
5251ex 417 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ0s → (𝜑 → ((𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
5352a2d 30 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ0s → ((𝜑 → (𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴) → (𝜑 → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
5423, 26, 29, 32, 36, 53n0sind 28484 . . . . . . . 8 ((𝑛 -s 𝑁) ∈ ℕ0s → (𝜑 → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
5554com12 33 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑛 -s 𝑁) ∈ ℕ0s → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
5620, 55syld 48 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛) → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
5756imp 411 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴)
588, 57eqeltrrd 2866 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → 𝑛𝐴)
5958ex 417 . . 3 (𝜑 → ((𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛) → 𝑛𝐴))
602, 59biimtrid 245 . 2 (𝜑 → (𝑛 ∈ {𝑘 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑘} → 𝑛𝐴))
6160ssrdv 3945 1 (𝜑 → {𝑘 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑘} ⊆ 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 400   = wceq 1563  wcel 2145  wral 3079  {crab 3417  wss 3907   class class class wbr 5105  (class class class)co 7400   No csur 27762   ≤s cles 27866   0s c0s 27956   1s c1s 27957   +s cadds 28110   -s csubs 28171  0scn0s 28463  sczs 28529
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5327  ax-pr 5395  ax-un 7722
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3418  df-v 3459  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-pss 3927  df-nul 4289  df-if 4484  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-ot 4594  df-uni 4869  df-int 4909  df-iun 4954  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5547  df-eprel 5552  df-po 5560  df-so 5561  df-fr 5605  df-se 5606  df-we 5607  df-xp 5658  df-rel 5659  df-cnv 5660  df-co 5661  df-dm 5662  df-rn 5663  df-res 5664  df-ima 5665  df-pred 6292  df-ord 6353  df-on 6354  df-lim 6355  df-suc 6356  df-iota 6481  df-fun 6527  df-fn 6528  df-f 6529  df-f1 6530  df-fo 6531  df-f1o 6532  df-fv 6533  df-riota 7357  df-ov 7403  df-oprab 7404  df-mpo 7405  df-om 7851  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8346  df-rdg 8385  df-1o 8441  df-2o 8442  df-nadd 8640  df-no 27765  df-lts 27766  df-bday 27767  df-les 27867  df-slts 27909  df-cuts 27911  df-0s 27958  df-1s 27959  df-made 27978  df-old 27979  df-left 27981  df-right 27982  df-norec 28089  df-norec2 28100  df-adds 28111  df-negs 28172  df-subs 28173  df-n0s 28465  df-nns 28466  df-zs 28530
This theorem is referenced by:  uzsind  28556
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