Theorem zaddscl 28411

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 3212	. . 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 3212	. . . 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 28401	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℤs ↔ ∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑦 ∈ ℕs 𝐴 = (𝑥 -s 𝑦))
5		elzs 28401	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ℤs ↔ ∃𝑧 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤))
6	4, 5	anbi12i 634	. . 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 305	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤs ∧ 𝐵 ∈ ℤs) ↔ ∃𝑥 ∈ ℕs ∃𝑧 ∈ ℕs ∃𝑦 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs (𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)))
8		simpll 772	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑥 ∈ ℕs)
9	8	nnnod 28343	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑥 ∈ No )
10		simplr 774	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑧 ∈ ℕs)
11	10	nnnod 28343	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑧 ∈ No )
12		simprl 776	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑦 ∈ ℕs)
13	12	nnnod 28343	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑦 ∈ No )
14		simprr 778	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑤 ∈ ℕs)
15	14	nnnod 28343	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → 𝑤 ∈ No )
16	9, 11, 13, 15	addsubs4d 28118	. . . . . 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 28363	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) → (𝑥 +s 𝑧) ∈ ℕs)
18		nnaddscl 28363	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs) → (𝑦 +s 𝑤) ∈ ℕs)
19		nnzsubs 28402	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 +s 𝑧) ∈ ℕs ∧ (𝑦 +s 𝑤) ∈ ℕs) → ((𝑥 +s 𝑧) -s (𝑦 +s 𝑤)) ∈ ℤs)
20	17, 18, 19	syl2an 602	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → ((𝑥 +s 𝑧) -s (𝑦 +s 𝑤)) ∈ ℤs)
21	16, 20	eqeltrrd 2841	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → ((𝑥 -s 𝑦) +s (𝑧 -s 𝑤)) ∈ ℤs)
22		oveq12 7372	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) → (𝐴 +s 𝐵) = ((𝑥 -s 𝑦) +s (𝑧 -s 𝑤)))
23	22	eleq1d 2825	. . . . 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 248	. . . 4 ⊢ (((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) ∧ (𝑦 ∈ ℕs ∧ 𝑤 ∈ ℕs)) → ((𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) → (𝐴 +s 𝐵) ∈ ℤs))
25	24	rexlimdvva 3197	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕs ∧ 𝑧 ∈ ℕs) → (∃𝑦 ∈ ℕs ∃𝑤 ∈ ℕs (𝐴 = (𝑥 -s 𝑦) ∧ 𝐵 = (𝑧 -s 𝑤)) → (𝐴 +s 𝐵) ∈ ℤs))
26	25	rexlimivv 3182	. 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 218	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤs ∧ 𝐵 ∈ ℤs) → (𝐴 +s 𝐵) ∈ ℤs)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1547   ∈ wcel 2119  ∃wrex 3064  (class class class)co 7363   +_s cadds 27976   -_s csubs 28037  ℕ_scnns 28330  ℤ_sczs 28395

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-ral 3055  df-rex 3065  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-tp 4567  df-op 4569  df-ot 4571  df-uni 4846  df-int 4885  df-iun 4930  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-se 5579  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  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 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-1o 8402  df-2o 8403  df-nadd 8599  df-no 27631  df-lts 27632  df-bday 27633  df-les 27734  df-slts 27775  df-cuts 27777  df-0s 27824  df-1s 27825  df-made 27844  df-old 27845  df-left 27847  df-right 27848  df-norec 27955  df-norec2 27966  df-adds 27977  df-negs 28038  df-subs 28039  df-n0s 28331  df-nns 28332  df-zs 28396

This theorem is referenced by:  zaddscld  28412  zsoring  28426  pw2cutp1  28478