Theorem zaddcl 12558

Description: Closure of addition of integers. (Contributed by NM, 9-May-2004.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 16-May-2014.)

Assertion

Ref	Expression
zaddcl	⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)

Proof of Theorem zaddcl

Dummy variables 𝑣 𝑢 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elz2 12533	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ ↔ ∃𝑥 ∈ ℕ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥 − 𝑦))
2		elz2 12533	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ ↔ ∃𝑧 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤))
3		reeanv 3210	. . 3 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℕ ∃𝑧 ∈ ℕ (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)) ↔ (∃𝑥 ∈ ℕ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ ∃𝑧 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)))
4		reeanv 3210	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ (𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)) ↔ (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)))
5		nnaddcl 12188	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → (𝑥 + 𝑧) ∈ ℕ)
6	5	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (𝑥 + 𝑧) ∈ ℕ)
7		nnaddcl 12188	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → (𝑦 + 𝑤) ∈ ℕ)
8	7	adantl 481	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → (𝑦 + 𝑤) ∈ ℕ)
9		nncn 12173	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ∈ ℂ)
10		nncn 12173	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → 𝑧 ∈ ℂ)
11	9, 10	anim12i 614	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ))
12		nncn 12173	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℂ)
13		nncn 12173	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑤 ∈ ℕ → 𝑤 ∈ ℂ)
14	12, 13	anim12i 614	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ) → (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑤 ∈ ℂ))
15		addsub4 11428	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑤 ∈ ℂ)) → ((𝑥 + 𝑧) − (𝑦 + 𝑤)) = ((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)))
16	11, 14, 15	syl2an 597	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥 + 𝑧) − (𝑦 + 𝑤)) = ((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)))
17	16	eqcomd 2743	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)) = ((𝑥 + 𝑧) − (𝑦 + 𝑤)))
18		rspceov 7409	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥 + 𝑧) ∈ ℕ ∧ (𝑦 + 𝑤) ∈ ℕ ∧ ((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)) = ((𝑥 + 𝑧) − (𝑦 + 𝑤))) → ∃𝑢 ∈ ℕ ∃𝑣 ∈ ℕ ((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)) = (𝑢 − 𝑣))
19	6, 8, 17, 18	syl3anc 1374	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ∃𝑢 ∈ ℕ ∃𝑣 ∈ ℕ ((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)) = (𝑢 − 𝑣))
20		elz2 12533	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)) ∈ ℤ ↔ ∃𝑢 ∈ ℕ ∃𝑣 ∈ ℕ ((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)) = (𝑢 − 𝑣))
21	19, 20	sylibr 234	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)) ∈ ℤ)
22		oveq12 7369	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) = ((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)))
23	22	eleq1d 2822	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)) → ((𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ ↔ ((𝑥 − 𝑦) + (𝑧 − 𝑤)) ∈ ℤ))
24	21, 23	syl5ibrcom 247	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑤 ∈ ℕ)) → ((𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ))
25	24	rexlimdvva 3195	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → (∃𝑦 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ (𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ))
26	4, 25	biimtrrid 243	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ) → ((∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ))
27	26	rexlimivv 3180	. . 3 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℕ ∃𝑧 ∈ ℕ (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)
28	3, 27	sylbir 235	. 2 ⊢ ((∃𝑥 ∈ ℕ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑀 = (𝑥 − 𝑦) ∧ ∃𝑧 ∈ ℕ ∃𝑤 ∈ ℕ 𝑁 = (𝑧 − 𝑤)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)
29	1, 2, 28	syl2anb 599	1 ⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ∃wrex 3062  (class class class)co 7360  ℂcc 11027   + caddc 11032   − cmin 11368  ℕcn 12165  ℤcz 12515

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5302  ax-pr 5370  ax-un 7682  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-om 7811  df-2nd 7936  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-er 8636  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-nn 12166  df-n0 12429  df-z 12516

This theorem is referenced by:  peano2z  12559  zsubcl  12560  zrevaddcl  12563  zdivadd  12591  zaddcld  12628  eluzadd  12808  nn0pzuz  12846  fzen  13486  fzaddel  13503  fzadd2  13504  fzrev3  13535  fzrevral3  13559  elfzmlbp  13584  fzoun  13642  fzoaddel  13663  zpnn0elfzo  13684  elfzomelpfzo  13718  fzoshftral  13733  modsumfzodifsn  13897  ccatsymb  14536  ccatval21sw  14539  lswccatn0lsw  14545  swrdccatin2  14682  revccat  14719  2cshw  14766  cshweqrep  14774  2cshwcshw  14778  cshwcsh2id  14781  cshco  14789  climshftlem  15527  isershft  15617  iseraltlem2  15636  fsumzcl  15688  zrisefaccl  15976  summodnegmod  16246  dvds2ln  16249  dvds2add  16250  dvdsadd  16262  dvdsadd2b  16266  addmodlteqALT  16285  3dvdsdec  16292  3dvds2dec  16293  opoe  16323  opeo  16325  divalglem2  16355  ndvdsadd  16370  gcdaddmlem  16484  pythagtriplem9  16786  difsqpwdvds  16849  gzaddcl  16899  mod2xnegi  17033  cshwshashlem2  17058  cycsubgcl  19172  efgredleme  19709  zaddablx  19838  pgpfac1lem2  20043  zsubrg  21410  zringsub  21445  zringmulg  21446  expghm  21465  mulgghm2  21466  pzriprnglem4  21474  cygznlem3  21559  iaa  26302  dchrisumlem1  27466  axlowdimlem16  29040  crctcshwlkn0lem4  29896  crctcshwlkn0  29904  clwwlkccatlem  30074  clwwisshclwwslemlem  30098  elrgspnlem1  33318  ballotlemsima  34676  mzpclall  43173  mzpindd  43192  rmxyadd  43367  jm2.18  43434  inductionexd  44600  dvdsn1add  46385  stoweidlem34  46480  fourierswlem  46676  nthrucw  47332  2elfz2melfz  47778  submodaddmod  47807  submodneaddmod  47817  modmkpkne  47827  opoeALTV  48171  opeoALTV  48172  even3prm2  48207  mogoldbblem  48208  gbowgt5  48250  gboge9  48252  sbgoldbst  48266  2zrngamgm  48733