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Theorem peano5uzs 28575
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 5114 . . . 4 (𝑘 = 𝑛 → (𝑁 ≤s 𝑘𝑁 ≤s 𝑛))
21elrab 3651 . . 3 (𝑛 ∈ {𝑘 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑘} ↔ (𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛))
3 zno 28553 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℤs𝑛 No )
43adantr 485 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑛) → 𝑛 No )
5 peano5uzs.1 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℤs)
65znod 28554 . . . . . 6 (𝜑𝑁 No )
7 npcans 28246 . . . . . 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 28567 . . . . . . . . . 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 28271 . . . . . . . . . . . 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 28571 . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 0s → (𝑧 +s 𝑁) = ( 0s +s 𝑁))
2221eleq1d 2848 . . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝑦 → (𝑧 +s 𝑁) = (𝑦 +s 𝑁))
2524eleq1d 2848 . . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝑦 +s 1s ) → (𝑧 +s 𝑁) = ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁))
2827eleq1d 2848 . . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝑛 -s 𝑁) → (𝑧 +s 𝑁) = ((𝑛 -s 𝑁) +s 𝑁))
3130eleq1d 2848 . . . . . . . . . 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 28139 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 No → ( 0s +s 𝑁) = 𝑁)
346, 33syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ( 0s +s 𝑁) = 𝑁)
35 peano5uzs.2 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁𝐴)
3634, 35eqeltrd 2863 . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = (𝑦 +s 𝑁) → (𝑥 +s 1s ) = ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ))
4039eleq1d 2848 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = (𝑦 +s 𝑁) → ((𝑥 +s 1s ) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ) ∈ 𝐴))
4140rspccv 3579 . . . . . . . . . . . . . 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 28494 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℕ0s𝑦 No )
4544adantr 485 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → 𝑦 No )
46 1no 27981 . . . . . . . . . . . . . . 15 1s No
4746a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → 1s No )
486adantl 486 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → 𝑁 No )
4945, 47, 48adds32d 28178 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ∈ ℕ0s𝜑) → ((𝑦 +s 1s ) +s 𝑁) = ((𝑦 +s 𝑁) +s 1s ))
5049eleq1d 2848 . . . . . . . . . . . 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 28504 . . . . . . . 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 2864 . . . 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 3944 1 (𝜑 → {𝑘 ∈ ℤs𝑁 ≤s 𝑘} ⊆ 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 400   = wceq 1570  wcel 2143  wral 3079  {crab 3416  wss 3906   class class class wbr 5110  (class class class)co 7412   No csur 27782   ≤s cles 27886   0s c0s 27976   1s c1s 27977   +s cadds 28130   -s csubs 28191  0scn0s 28483  sczs 28549
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-tp 4595  df-op 4597  df-ot 4599  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-1o 8454  df-2o 8455  df-nadd 8653  df-no 27785  df-lts 27786  df-bday 27787  df-les 27887  df-slts 27929  df-cuts 27931  df-0s 27978  df-1s 27979  df-made 27998  df-old 27999  df-left 28001  df-right 28002  df-norec 28109  df-norec2 28120  df-adds 28131  df-negs 28192  df-subs 28193  df-n0s 28485  df-nns 28486  df-zs 28550
This theorem is referenced by:  uzsind  28576
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