MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  uzindi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem uzindi 13947
Description: Indirect strong induction on the upper integers. (Contributed by Stefan O'Rear, 25-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
uzindi.a (𝜑𝐴𝑉)
uzindi.b (𝜑𝑇 ∈ (ℤ𝐿))
uzindi.c ((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) ∧ ∀𝑦(𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) → 𝜒)) → 𝜓)
uzindi.d (𝑥 = 𝑦 → (𝜓𝜒))
uzindi.e (𝑥 = 𝐴 → (𝜓𝜃))
uzindi.f (𝑥 = 𝑦𝑅 = 𝑆)
uzindi.g (𝑥 = 𝐴𝑅 = 𝑇)
Assertion
Ref Expression
uzindi (𝜑𝜃)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐿   𝑥,𝐴   𝑥,𝑆   𝑥,𝑇,𝑦   𝜒,𝑥   𝜑,𝑥,𝑦   𝜃,𝑥   𝑦,𝑅   𝜓,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜓(𝑥)   𝜒(𝑦)   𝜃(𝑦)   𝐴(𝑦)   𝑅(𝑥)   𝑆(𝑦)   𝑉(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem uzindi
StepHypRef Expression
1 uzindi.b . . 3 (𝜑𝑇 ∈ (ℤ𝐿))
2 eluzfz2 13509 . . 3 (𝑇 ∈ (ℤ𝐿) → 𝑇 ∈ (𝐿...𝑇))
31, 2syl 17 . 2 (𝜑𝑇 ∈ (𝐿...𝑇))
4 uzindi.a . . 3 (𝜑𝐴𝑉)
5 fzofi 13939 . . . 4 (𝐿..^𝑇) ∈ Fin
6 finnum 9943 . . . 4 ((𝐿..^𝑇) ∈ Fin → (𝐿..^𝑇) ∈ dom card)
75, 6mp1i 13 . . 3 (𝜑 → (𝐿..^𝑇) ∈ dom card)
8 simpll 766 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒))) ∧ 𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) → 𝜑)
9 simpr 486 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒))) ∧ 𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) → 𝑅 ∈ (𝐿...𝑇))
10 elfzuz3 13498 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝑇 ∈ (ℤ𝑅))
1110adantl 483 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) → 𝑇 ∈ (ℤ𝑅))
12 fzoss2 13660 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑇 ∈ (ℤ𝑅) → (𝐿..^𝑅) ⊆ (𝐿..^𝑇))
13 fzossfz 13651 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐿..^𝑇) ⊆ (𝐿...𝑇)
1412, 13sstrdi 3995 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑇 ∈ (ℤ𝑅) → (𝐿..^𝑅) ⊆ (𝐿...𝑇))
1511, 14syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) → (𝐿..^𝑅) ⊆ (𝐿...𝑇))
1615sselda 3983 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) ∧ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅)) → 𝑆 ∈ (𝐿...𝑇))
17 fzofi 13939 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐿..^𝑅) ∈ Fin
18 elfzofz 13648 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) → 𝑆 ∈ (𝐿...𝑅))
1918adantl 483 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) ∧ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅)) → 𝑆 ∈ (𝐿...𝑅))
20 elfzuz3 13498 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑆 ∈ (𝐿...𝑅) → 𝑅 ∈ (ℤ𝑆))
21 fzoss2 13660 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑅 ∈ (ℤ𝑆) → (𝐿..^𝑆) ⊆ (𝐿..^𝑅))
2219, 20, 213syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) ∧ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅)) → (𝐿..^𝑆) ⊆ (𝐿..^𝑅))
23 fzonel 13646 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ¬ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑆)
2423jctr 526 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) ∧ ¬ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑆)))
2524adantl 483 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) ∧ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅)) → (𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) ∧ ¬ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑆)))
26 ssnelpss 4112 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐿..^𝑆) ⊆ (𝐿..^𝑅) → ((𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) ∧ ¬ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑆)) → (𝐿..^𝑆) ⊊ (𝐿..^𝑅)))
2722, 25, 26sylc 65 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) ∧ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅)) → (𝐿..^𝑆) ⊊ (𝐿..^𝑅))
28 php3 9212 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐿..^𝑅) ∈ Fin ∧ (𝐿..^𝑆) ⊊ (𝐿..^𝑅)) → (𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅))
2917, 27, 28sylancr 588 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) ∧ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅)) → (𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅))
30 id 22 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒)) → ((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒)))
3130com13 88 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → ((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒)) → 𝜒)))
3216, 29, 31sylc 65 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) ∧ 𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅)) → (((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒)) → 𝜒))
3332ex 414 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) → (𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) → (((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒)) → 𝜒)))
3433com23 86 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) → (((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒)) → (𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) → 𝜒)))
3534alimdv 1920 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) → (∀𝑦((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒)) → ∀𝑦(𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) → 𝜒)))
3635ex 414 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) → (∀𝑦((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒)) → ∀𝑦(𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) → 𝜒))))
3736com23 86 . . . . . . 7 (𝜑 → (∀𝑦((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒)) → (𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) → ∀𝑦(𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) → 𝜒))))
3837imp31 419 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒))) ∧ 𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) → ∀𝑦(𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) → 𝜒))
39 uzindi.c . . . . . 6 ((𝜑𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) ∧ ∀𝑦(𝑆 ∈ (𝐿..^𝑅) → 𝜒)) → 𝜓)
408, 9, 38, 39syl3anc 1372 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒))) ∧ 𝑅 ∈ (𝐿...𝑇)) → 𝜓)
4140ex 414 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑦((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒))) → (𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜓))
42413adant2 1132 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝐿..^𝑅) ≼ (𝐿..^𝑇) ∧ ∀𝑦((𝐿..^𝑆) ≺ (𝐿..^𝑅) → (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒))) → (𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜓))
43 uzindi.f . . . . 5 (𝑥 = 𝑦𝑅 = 𝑆)
4443eleq1d 2819 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → (𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) ↔ 𝑆 ∈ (𝐿...𝑇)))
45 uzindi.d . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → (𝜓𝜒))
4644, 45imbi12d 345 . . 3 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜓) ↔ (𝑆 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜒)))
47 uzindi.g . . . . 5 (𝑥 = 𝐴𝑅 = 𝑇)
4847eleq1d 2819 . . . 4 (𝑥 = 𝐴 → (𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) ↔ 𝑇 ∈ (𝐿...𝑇)))
49 uzindi.e . . . 4 (𝑥 = 𝐴 → (𝜓𝜃))
5048, 49imbi12d 345 . . 3 (𝑥 = 𝐴 → ((𝑅 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜓) ↔ (𝑇 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜃)))
5143oveq2d 7425 . . 3 (𝑥 = 𝑦 → (𝐿..^𝑅) = (𝐿..^𝑆))
5247oveq2d 7425 . . 3 (𝑥 = 𝐴 → (𝐿..^𝑅) = (𝐿..^𝑇))
534, 7, 42, 46, 50, 51, 52indcardi 10036 . 2 (𝜑 → (𝑇 ∈ (𝐿...𝑇) → 𝜃))
543, 53mpd 15 1 (𝜑𝜃)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 397  w3a 1088  wal 1540   = wceq 1542  wcel 2107  wss 3949  wpss 3950   class class class wbr 5149  dom cdm 5677  cfv 6544  (class class class)co 7409  cdom 8937  csdm 8938  Fincfn 8939  cardccrd 9930  cuz 12822  ...cfz 13484  ..^cfzo 13627
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-card 9934  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-nn 12213  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-fz 13485  df-fzo 13628
This theorem is referenced by:  psgnunilem4  19365
  Copyright terms: Public domain W3C validator