Theorem zaddscl 28335

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 3216	. . 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 3216	. . . 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 3116	. . 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 28325	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℤs ↔ ∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑦 ∈ ℕs 𝐴 = (𝑥 -s 𝑦))
5		elzs 28325	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ℤs ↔ ∃𝑧 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤))
6	4, 5	anbi12i 628	. . 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 766	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑥 ∈ ℕs)
9	8	nnsnod 28286	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑥 ∈ No )
10		simplr 768	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑧 ∈ ℕs)
11	10	nnsnod 28286	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑧 ∈ No )
12		simprl 770	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑦 ∈ ℕs)
13	12	nnsnod 28286	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑦 ∈ No )
14		simprr 772	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑤 ∈ ℕs)
15	14	nnsnod 28286	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑤 ∈ No )
16	9, 11, 13, 15	addsubs4d 28085	. . . . . 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 28304	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) → (𝑥 +s 𝑧) ∈ ℕs)
18		nnaddscl 28304	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs) → (𝑦 +s 𝑤) ∈ ℕs)
19		nnzsubs 28326	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 +s 𝑧) ∈ ℕs ∧ (𝑦 +s 𝑤) ∈ ℕs) → ((𝑥 +s 𝑧) -s (𝑦 +s 𝑤)) ∈ ℤs)
20	17, 18, 19	syl2an 596	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → ((𝑥 +s 𝑧) -s (𝑦 +s 𝑤)) ∈ ℤs)
21	16, 20	eqeltrrd 2834	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → ((𝑥 -s 𝑦) +s (𝑧 -s 𝑤)) ∈ ℤs)
22		oveq12 7423	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) → (𝐴 +s 𝐵) = ((𝑥 -s 𝑦) +s (𝑧 -s 𝑤)))
23	22	eleq1d 2818	. . . . 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 3200	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) → (∃𝑦 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs (𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) → (𝐴 +s 𝐵) ∈ ℤs))
26	25	rexlimivv 3188	. 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 1539   ∈ wcel 2107  ∃wrex 3059  (class class class)co 7414   +_s cadds 27947   -_s csubs 28007  ℕ_scnns 28274  ℤ_sczs 28319

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2706  ax-rep 5261  ax-sep 5278  ax-nul 5288  ax-pow 5347  ax-pr 5414  ax-un 7738

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2808  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3773  df-csb 3882  df-dif 3936  df-un 3938  df-in 3940  df-ss 3950  df-pss 3953  df-nul 4316  df-if 4508  df-pw 4584  df-sn 4609  df-pr 4611  df-tp 4613  df-op 4615  df-ot 4617  df-uni 4890  df-int 4929  df-iun 4975  df-br 5126  df-opab 5188  df-mpt 5208  df-tr 5242  df-id 5560  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-se 5620  df-we 5621  df-xp 5673  df-rel 5674  df-cnv 5675  df-co 5676  df-dm 5677  df-rn 5678  df-res 5679  df-ima 5680  df-pred 6303  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6495  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7871  df-1st 7997  df-2nd 7998  df-frecs 8289  df-wrecs 8320  df-recs 8394  df-rdg 8433  df-1o 8489  df-2o 8490  df-nadd 8687  df-no 27642  df-slt 27643  df-bday 27644  df-sle 27745  df-sslt 27781  df-scut 27783  df-0s 27824  df-1s 27825  df-made 27841  df-old 27842  df-left 27844  df-right 27845  df-norec 27926  df-norec2 27937  df-adds 27948  df-negs 28008  df-subs 28009  df-n0s 28275  df-nns 28276  df-zs 28320

This theorem is referenced by:  zaddscld  28336