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Theorem peano5uzs 28349
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 5128 . . . 4 (𝑘 = 𝑛 → (𝑁 ≤s 𝑘𝑁 ≤s 𝑛))
21elrab 3676 . . 3 (𝑛 ∈ {𝑘 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑘} ↔ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛))
3 zno 28327 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℤs𝑛 No )
43adantr 480 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛) → 𝑛 No )
5 peano5uzs.1 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℤs)
65znod 28328 . . . . . 6 (𝜑𝑁 No )
7 npcans 28036 . . . . . 6 ((𝑛 No 𝑁 No ) → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) = 𝑛)
84, 6, 7syl2anr 597 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) = 𝑛)
9 simprl 770 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → 𝑛 ∈ ℤs)
105adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → 𝑁 ∈ ℤs)
119, 10zsubscld 28341 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → (𝑛 -s 𝑁) ∈ ℤs)
123adantl 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑛 ∈ ℤs) → 𝑛 No )
136adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑛 ∈ ℤs) → 𝑁 No )
1412, 13subsge0d 28060 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑛 ∈ ℤs) → ( 0s ≤s (𝑛 -s 𝑁) ↔ 𝑁 ≤s 𝑛))
1514biimpar 477 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑛 ∈ ℤs) ∧ 𝑁 ≤s 𝑛) → 0s ≤s (𝑛 -s 𝑁))
1615anasss 466 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → 0s ≤s (𝑛 -s 𝑁))
1711, 16jca 511 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → ((𝑛 -s 𝑁) ∈ ℤs ∧ 0s ≤s (𝑛 -s 𝑁)))
18 eln0zs 28345 . . . . . . . . 9 ((𝑛 -s 𝑁) ∈ ℕ0s ↔ ((𝑛 -s 𝑁) ∈ ℤs ∧ 0s ≤s (𝑛 -s 𝑁)))
1917, 18sylibr 234 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → (𝑛 -s 𝑁) ∈ ℕ0s)
2019ex 412 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛) → (𝑛 -s 𝑁) ∈ ℕ0s))
21 oveq1 7417 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 0s → (𝑧 +s 𝑁) = ( 0s +s 𝑁))
2221eleq1d 2820 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 0s → ((𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴 ↔ ( 0s +s 𝑁) ∈ 𝐴))
2322imbi2d 340 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 0s → ((𝜑 → (𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 → ( 0s +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
24 oveq1 7417 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝑦 → (𝑧 +s 𝑁) = (𝑦 +s 𝑁))
2524eleq1d 2820 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝑦 → ((𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴 ↔ (𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴))
2625imbi2d 340 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑦 → ((𝜑 → (𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 → (𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
27 oveq1 7417 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝑦 +s 1s ) → (𝑧 +s 𝑁) = ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁))
2827eleq1d 2820 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = (𝑦 +s 1s ) → ((𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
2928imbi2d 340 . . . . . . . . 9 (𝑧 = (𝑦 +s 1s ) → ((𝜑 → (𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
30 oveq1 7417 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝑛 -s 𝑁) → (𝑧 +s 𝑁) = ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁))
3130eleq1d 2820 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = (𝑛 -s 𝑁) → ((𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
3231imbi2d 340 . . . . . . . . 9 (𝑧 = (𝑛 -s 𝑁) → ((𝜑 → (𝑧 +s 𝑁) ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
33 addslid 27932 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 No → ( 0s +s 𝑁) = 𝑁)
346, 33syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ( 0s +s 𝑁) = 𝑁)
35 peano5uzs.2 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁𝐴)
3634, 35eqeltrd 2835 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ( 0s +s 𝑁) ∈ 𝐴)
37 peano5uzs.3 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑥 +s 1s ) ∈ 𝐴)
3837ralrimiva 3133 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 (𝑥 +s 1s ) ∈ 𝐴)
39 oveq1 7417 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = (𝑦 +s 𝑁) → (𝑥 +s 1s ) = ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ))
4039eleq1d 2820 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = (𝑦 +s 𝑁) → ((𝑥 +s 1s ) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
4140rspccv 3603 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀𝑥𝐴 (𝑥 +s 1s ) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
4238, 41syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
4342adantl 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → ((𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
44 n0sno 28273 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℕ0s𝑦 No )
4544adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → 𝑦 No )
46 1sno 27796 . . . . . . . . . . . . . . 15 1s No
4746a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → 1s No )
486adantl 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → 𝑁 No )
4945, 47, 48adds32d 27971 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) = ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ))
5049eleq1d 2820 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → (((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
5143, 50sylibrd 259 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → ((𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
5251ex 412 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ0s → (𝜑 → ((𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴 → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
5352a2d 29 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ0s → ((𝜑 → (𝑦 +s 𝑁) ∈ 𝐴) → (𝜑 → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) ∈ 𝐴)))
5423, 26, 29, 32, 36, 53n0sind 28282 . . . . . . . 8 ((𝑛 -s 𝑁) ∈ ℕ0s → (𝜑 → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
5554com12 32 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑛 -s 𝑁) ∈ ℕ0s → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
5620, 55syld 47 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛) → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴))
5756imp 406 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁) ∈ 𝐴)
588, 57eqeltrrd 2836 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛)) → 𝑛𝐴)
5958ex 412 . . 3 (𝜑 → ((𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛) → 𝑛𝐴))
602, 59biimtrid 242 . 2 (𝜑 → (𝑛 ∈ {𝑘 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑘} → 𝑛𝐴))
6160ssrdv 3969 1 (𝜑 → {𝑘 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑘} ⊆ 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3052  {crab 3420  wss 3931   class class class wbr 5124  (class class class)co 7410   No csur 27608   ≤s csle 27713   0s c0s 27791   1s c1s 27792   +s cadds 27923   -s csubs 27983  0scnn0s 28263  sczs 28323
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 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2708  ax-rep 5254  ax-sep 5271  ax-nul 5281  ax-pow 5340  ax-pr 5407  ax-un 7734
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2810  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3062  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-tp 4611  df-op 4613  df-ot 4615  df-uni 4889  df-int 4928  df-iun 4974  df-br 5125  df-opab 5187  df-mpt 5207  df-tr 5235  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6295  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7867  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-2o 8486  df-nadd 8683  df-no 27611  df-slt 27612  df-bday 27613  df-sle 27714  df-sslt 27750  df-scut 27752  df-0s 27793  df-1s 27794  df-made 27812  df-old 27813  df-left 27815  df-right 27816  df-norec 27902  df-norec2 27913  df-adds 27924  df-negs 27984  df-subs 27985  df-n0s 28265  df-nns 28266  df-zs 28324
This theorem is referenced by:  uzsind  28350
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