Theorem zaddscl 28402

Description: The surreal integers are closed under addition. (Contributed by Scott Fenton, 25-Jul-2025.)

Assertion

Ref	Expression
zaddscl	⊢ ((𝐴 ∈ ℤs ∧ 𝐵 ∈ ℤs) → (𝐴 +s 𝐵) ∈ ℤs)

Proof of Theorem zaddscl

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		reeanv 3210	. . 3 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑧 ∈ ℕs (∃𝑦 ∈ ℕs 𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕs 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) ↔ (∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑦 ∈ ℕs 𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ ∃𝑧 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)))
2		reeanv 3210	. . . 4 ⊢ (∃𝑦 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs (𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) ↔ (∃𝑦 ∈ ℕs 𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕs 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)))
3	2	2rexbii 3114	. . 3 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑧 ∈ ℕs ∃𝑦 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs (𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) ↔ ∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑧 ∈ ℕs (∃𝑦 ∈ ℕs 𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ ∃𝑤 ∈ ℕs 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)))
4		elzs 28392	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℤs ↔ ∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑦 ∈ ℕs 𝐴 = (𝑥 -s 𝑦))
5		elzs 28392	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ℤs ↔ ∃𝑧 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤))
6	4, 5	anbi12i 629	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤs ∧ 𝐵 ∈ ℤs) ↔ (∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑦 ∈ ℕs 𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ ∃𝑧 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)))
7	1, 3, 6	3bitr4ri 304	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤs ∧ 𝐵 ∈ ℤs) ↔ ∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑧 ∈ ℕs ∃𝑦 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs (𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)))
8		simpll 767	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑥 ∈ ℕs)
9	8	nnnod 28334	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑥 ∈ No )
10		simplr 769	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑧 ∈ ℕs)
11	10	nnnod 28334	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑧 ∈ No )
12		simprl 771	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑦 ∈ ℕs)
13	12	nnnod 28334	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑦 ∈ No )
14		simprr 773	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑤 ∈ ℕs)
15	14	nnnod 28334	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑤 ∈ No )
16	9, 11, 13, 15	addsubs4d 28109	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → ((𝑥 +s 𝑧) -s (𝑦 +s 𝑤)) = ((𝑥 -s 𝑦) +s (𝑧 -s 𝑤)))
17		nnaddscl 28354	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) → (𝑥 +s 𝑧) ∈ ℕs)
18		nnaddscl 28354	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs) → (𝑦 +s 𝑤) ∈ ℕs)
19		nnzsubs 28393	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 +s 𝑧) ∈ ℕs ∧ (𝑦 +s 𝑤) ∈ ℕs) → ((𝑥 +s 𝑧) -s (𝑦 +s 𝑤)) ∈ ℤs)
20	17, 18, 19	syl2an 597	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → ((𝑥 +s 𝑧) -s (𝑦 +s 𝑤)) ∈ ℤs)
21	16, 20	eqeltrrd 2838	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → ((𝑥 -s 𝑦) +s (𝑧 -s 𝑤)) ∈ ℤs)
22		oveq12 7377	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) → (𝐴 +s 𝐵) = ((𝑥 -s 𝑦) +s (𝑧 -s 𝑤)))
23	22	eleq1d 2822	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) → ((𝐴 +s 𝐵) ∈ ℤs ↔ ((𝑥 -s 𝑦) +s (𝑧 -s 𝑤)) ∈ ℤs))
24	21, 23	syl5ibrcom 247	. . . 4 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → ((𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) → (𝐴 +s 𝐵) ∈ ℤs))
25	24	rexlimdvva 3195	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) → (∃𝑦 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs (𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) → (𝐴 +s 𝐵) ∈ ℤs))
26	25	rexlimivv 3180	. 2 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑧 ∈ ℕs ∃𝑦 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs (𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) → (𝐴 +s 𝐵) ∈ ℤs)
27	7, 26	sylbi 217	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤs ∧ 𝐵 ∈ ℤs) → (𝐴 +s 𝐵) ∈ ℤs)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ∃wrex 3062  (class class class)co 7368   +_s cadds 27967   -_s csubs 28028  ℕ_scnns 28321  ℤ_sczs 28386

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-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690

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-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-ot 4591  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-2o 8408  df-nadd 8604  df-no 27622  df-lts 27623  df-bday 27624  df-les 27725  df-slts 27766  df-cuts 27768  df-0s 27815  df-1s 27816  df-made 27835  df-old 27836  df-left 27838  df-right 27839  df-norec 27946  df-norec2 27957  df-adds 27968  df-negs 28029  df-subs 28030  df-n0s 28322  df-nns 28323  df-zs 28387

This theorem is referenced by:  zaddscld  28403  zsoring  28417  pw2cutp1  28469