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

Theorem uzsind 28339
Description: Induction on the upper surreal integers that start at 𝑀. (Contributed by Scott Fenton, 25-Jul-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
uzsind.1 (𝑗 = 𝑀 → (𝜑𝜓))
uzsind.2 (𝑗 = 𝑘 → (𝜑𝜒))
uzsind.3 (𝑗 = (𝑘 +s 1s ) → (𝜑𝜃))
uzsind.4 (𝑗 = 𝑁 → (𝜑𝜏))
uzsind.5 (𝑀 ∈ ℤs𝜓)
uzsind.6 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) → (𝜒𝜃))
Assertion
Ref Expression
uzsind ((𝑀 ∈ ℤs𝑁 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑁) → 𝜏)
Distinct variable groups:   𝑗,𝑁   𝜓,𝑗   𝜒,𝑗   𝜃,𝑗   𝜏,𝑗   𝜑,𝑘   𝑗,𝑘,𝑀
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑗)   𝜓(𝑘)   𝜒(𝑘)   𝜃(𝑘)   𝜏(𝑘)   𝑁(𝑘)

Proof of Theorem uzsind
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 id 22 . . . . . 6 (𝑀 ∈ ℤs𝑀 ∈ ℤs)
2 zno 28316 . . . . . . . . 9 (𝑀 ∈ ℤs𝑀 No )
3 slerflex 27712 . . . . . . . . 9 (𝑀 No 𝑀 ≤s 𝑀)
42, 3syl 17 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑀)
5 uzsind.5 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℤs𝜓)
61, 4, 5jca32 515 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℤs → (𝑀 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑀𝜓)))
7 breq2 5099 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑀 → (𝑀 ≤s 𝑗𝑀 ≤s 𝑀))
8 uzsind.1 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑀 → (𝜑𝜓))
97, 8anbi12d 632 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑀 → ((𝑀 ≤s 𝑗𝜑) ↔ (𝑀 ≤s 𝑀𝜓)))
109elrab 3644 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ {𝑗 ∈ ℤs ∣ (𝑀 ≤s 𝑗𝜑)} ↔ (𝑀 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑀𝜓)))
116, 10sylibr 234 . . . . . 6 (𝑀 ∈ ℤs𝑀 ∈ {𝑗 ∈ ℤs ∣ (𝑀 ≤s 𝑗𝜑)})
12 simpl 482 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤs ∧ (𝑘 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑘𝜒))) → 𝑀 ∈ ℤs)
13 simprl 770 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤs ∧ (𝑘 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑘𝜒))) → 𝑘 ∈ ℤs)
14 simprrl 780 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤs ∧ (𝑘 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑘𝜒))) → 𝑀 ≤s 𝑘)
15 simprrr 781 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤs ∧ (𝑘 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑘𝜒))) → 𝜒)
16 id 22 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs)
17 1zs 28325 . . . . . . . . . . . . 13 1s ∈ ℤs
1817a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℤs → 1s ∈ ℤs)
1916, 18zaddscld 28329 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℤs → (𝑘 +s 1s ) ∈ ℤs)
20193ad2ant2 1134 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) → (𝑘 +s 1s ) ∈ ℤs)
2120adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) ∧ 𝜒) → (𝑘 +s 1s ) ∈ ℤs)
2223ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) → 𝑀 No )
2319znod 28317 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℤs → (𝑘 +s 1s ) ∈ No )
24233ad2ant2 1134 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) → (𝑘 +s 1s ) ∈ No )
25 zno 28316 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℤs𝑘 No )
26253ad2ant2 1134 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) → 𝑘 No )
27 simp3 1138 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) → 𝑀 ≤s 𝑘)
2825sltp1d 27968 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℤs𝑘 <s (𝑘 +s 1s ))
29283ad2ant2 1134 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) → 𝑘 <s (𝑘 +s 1s ))
3022, 26, 24, 27, 29slelttrd 27710 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) → 𝑀 <s (𝑘 +s 1s ))
3122, 24, 30sltled 27718 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) → 𝑀 ≤s (𝑘 +s 1s ))
3231adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) ∧ 𝜒) → 𝑀 ≤s (𝑘 +s 1s ))
33 uzsind.6 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) → (𝜒𝜃))
3433imp 406 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) ∧ 𝜒) → 𝜃)
3521, 32, 34jca32 515 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑘) ∧ 𝜒) → ((𝑘 +s 1s ) ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s (𝑘 +s 1s ) ∧ 𝜃)))
3612, 13, 14, 15, 35syl31anc 1375 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤs ∧ (𝑘 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑘𝜒))) → ((𝑘 +s 1s ) ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s (𝑘 +s 1s ) ∧ 𝜃)))
37 breq2 5099 . . . . . . . . . 10 (𝑗 = 𝑘 → (𝑀 ≤s 𝑗𝑀 ≤s 𝑘))
38 uzsind.2 . . . . . . . . . 10 (𝑗 = 𝑘 → (𝜑𝜒))
3937, 38anbi12d 632 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘 → ((𝑀 ≤s 𝑗𝜑) ↔ (𝑀 ≤s 𝑘𝜒)))
4039elrab 3644 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ {𝑗 ∈ ℤs ∣ (𝑀 ≤s 𝑗𝜑)} ↔ (𝑘 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑘𝜒)))
4140anbi2i 623 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ {𝑗 ∈ ℤs ∣ (𝑀 ≤s 𝑗𝜑)}) ↔ (𝑀 ∈ ℤs ∧ (𝑘 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑘𝜒))))
42 breq2 5099 . . . . . . . . 9 (𝑗 = (𝑘 +s 1s ) → (𝑀 ≤s 𝑗𝑀 ≤s (𝑘 +s 1s )))
43 uzsind.3 . . . . . . . . 9 (𝑗 = (𝑘 +s 1s ) → (𝜑𝜃))
4442, 43anbi12d 632 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑘 +s 1s ) → ((𝑀 ≤s 𝑗𝜑) ↔ (𝑀 ≤s (𝑘 +s 1s ) ∧ 𝜃)))
4544elrab 3644 . . . . . . 7 ((𝑘 +s 1s ) ∈ {𝑗 ∈ ℤs ∣ (𝑀 ≤s 𝑗𝜑)} ↔ ((𝑘 +s 1s ) ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s (𝑘 +s 1s ) ∧ 𝜃)))
4636, 41, 453imtr4i 292 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤs𝑘 ∈ {𝑗 ∈ ℤs ∣ (𝑀 ≤s 𝑗𝜑)}) → (𝑘 +s 1s ) ∈ {𝑗 ∈ ℤs ∣ (𝑀 ≤s 𝑗𝜑)})
471, 11, 46peano5uzs 28338 . . . . 5 (𝑀 ∈ ℤs → {𝑤 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑤} ⊆ {𝑗 ∈ ℤs ∣ (𝑀 ≤s 𝑗𝜑)})
4847sseld 3930 . . . 4 (𝑀 ∈ ℤs → (𝑁 ∈ {𝑤 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑤} → 𝑁 ∈ {𝑗 ∈ ℤs ∣ (𝑀 ≤s 𝑗𝜑)}))
49 breq2 5099 . . . . 5 (𝑤 = 𝑁 → (𝑀 ≤s 𝑤𝑀 ≤s 𝑁))
5049elrab 3644 . . . 4 (𝑁 ∈ {𝑤 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑤} ↔ (𝑁 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑁))
51 breq2 5099 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑁 → (𝑀 ≤s 𝑗𝑀 ≤s 𝑁))
52 uzsind.4 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑁 → (𝜑𝜏))
5351, 52anbi12d 632 . . . . 5 (𝑗 = 𝑁 → ((𝑀 ≤s 𝑗𝜑) ↔ (𝑀 ≤s 𝑁𝜏)))
5453elrab 3644 . . . 4 (𝑁 ∈ {𝑗 ∈ ℤs ∣ (𝑀 ≤s 𝑗𝜑)} ↔ (𝑁 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑁𝜏)))
5548, 50, 543imtr3g 295 . . 3 (𝑀 ∈ ℤs → ((𝑁 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑁) → (𝑁 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑁𝜏))))
56553impib 1116 . 2 ((𝑀 ∈ ℤs𝑁 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑁) → (𝑁 ∈ ℤs ∧ (𝑀 ≤s 𝑁𝜏)))
5756simprrd 773 1 ((𝑀 ∈ ℤs𝑁 ∈ ℤs𝑀 ≤s 𝑁) → 𝜏)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1541  wcel 2113  {crab 3397   class class class wbr 5095  (class class class)co 7355   No csur 27588   <s cslt 27589   ≤s csle 27693   1s c1s 27777   +s cadds 27912  sczs 28312
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2705  ax-rep 5221  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7677
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2725  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2931  df-ral 3050  df-rex 3059  df-rmo 3348  df-reu 3349  df-rab 3398  df-v 3440  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-tp 4582  df-op 4584  df-ot 4586  df-uni 4861  df-int 4900  df-iun 4945  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  df-id 5516  df-eprel 5521  df-po 5529  df-so 5530  df-fr 5574  df-se 5575  df-we 5576  df-xp 5627  df-rel 5628  df-cnv 5629  df-co 5630  df-dm 5631  df-rn 5632  df-res 5633  df-ima 5634  df-pred 6256  df-ord 6317  df-on 6318  df-lim 6319  df-suc 6320  df-iota 6445  df-fun 6491  df-fn 6492  df-f 6493  df-f1 6494  df-fo 6495  df-f1o 6496  df-fv 6497  df-riota 7312  df-ov 7358  df-oprab 7359  df-mpo 7360  df-om 7806  df-1st 7930  df-2nd 7931  df-frecs 8220  df-wrecs 8251  df-recs 8300  df-rdg 8338  df-1o 8394  df-2o 8395  df-nadd 8590  df-no 27591  df-slt 27592  df-bday 27593  df-sle 27694  df-sslt 27731  df-scut 27733  df-0s 27778  df-1s 27779  df-made 27798  df-old 27799  df-left 27801  df-right 27802  df-norec 27891  df-norec2 27902  df-adds 27913  df-negs 27973  df-subs 27974  df-n0s 28254  df-nns 28255  df-zs 28313
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator