MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  axlowdimlem13 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem axlowdimlem13 25879
Description: Lemma for axlowdim 25886. Establish that 𝑃 and 𝑄 are different points. (Contributed by Scott Fenton, 21-Apr-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
axlowdimlem13.1 𝑃 = ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}))
axlowdimlem13.2 𝑄 = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}))
Assertion
Ref Expression
axlowdimlem13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑃𝑄)

Proof of Theorem axlowdimlem13
StepHypRef Expression
1 2ne0 11151 . . . . . . . . 9 2 ≠ 0
21neii 2825 . . . . . . . 8 ¬ 2 = 0
3 eqcom 2658 . . . . . . . . 9 (2 = 0 ↔ 0 = 2)
4 1pneg1e0 11167 . . . . . . . . . . 11 (1 + -1) = 0
54eqcomi 2660 . . . . . . . . . 10 0 = (1 + -1)
6 df-2 11117 . . . . . . . . . 10 2 = (1 + 1)
75, 6eqeq12i 2665 . . . . . . . . 9 (0 = 2 ↔ (1 + -1) = (1 + 1))
8 ax-1cn 10032 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℂ
9 neg1cn 11162 . . . . . . . . . 10 -1 ∈ ℂ
108, 9, 8addcani 10267 . . . . . . . . 9 ((1 + -1) = (1 + 1) ↔ -1 = 1)
113, 7, 103bitri 286 . . . . . . . 8 (2 = 0 ↔ -1 = 1)
122, 11mtbi 311 . . . . . . 7 ¬ -1 = 1
1312intnanr 981 . . . . . 6 ¬ (-1 = 1 ∧ 0 = 0)
14 ax-1ne0 10043 . . . . . . . . 9 1 ≠ 0
1514neii 2825 . . . . . . . 8 ¬ 1 = 0
16 negeq0 10373 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℂ → (1 = 0 ↔ -1 = 0))
178, 16ax-mp 5 . . . . . . . 8 (1 = 0 ↔ -1 = 0)
1815, 17mtbi 311 . . . . . . 7 ¬ -1 = 0
1918intnanr 981 . . . . . 6 ¬ (-1 = 0 ∧ 0 = 1)
2013, 19pm3.2ni 917 . . . . 5 ¬ ((-1 = 1 ∧ 0 = 0) ∨ (-1 = 0 ∧ 0 = 1))
21 negex 10317 . . . . . 6 -1 ∈ V
22 c0ex 10072 . . . . . 6 0 ∈ V
23 1ex 10073 . . . . . 6 1 ∈ V
2421, 22, 23, 22preq12b 4413 . . . . 5 ({-1, 0} = {1, 0} ↔ ((-1 = 1 ∧ 0 = 0) ∨ (-1 = 0 ∧ 0 = 1)))
2520, 24mtbir 312 . . . 4 ¬ {-1, 0} = {1, 0}
26 3ex 11134 . . . . . . . . 9 3 ∈ V
2726rnsnop 5653 . . . . . . . 8 ran {⟨3, -1⟩} = {-1}
2827a1i 11 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran {⟨3, -1⟩} = {-1})
29 elnnuz 11762 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ ↔ 𝑁 ∈ (ℤ‘1))
30 eluzfz1 12386 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (ℤ‘1) → 1 ∈ (1...𝑁))
3129, 30sylbi 207 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ (1...𝑁))
32 df-3 11118 . . . . . . . . . . . . . . . 16 3 = (2 + 1)
33 1e0p1 11590 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 = (0 + 1)
3432, 33eqeq12i 2665 . . . . . . . . . . . . . . 15 (3 = 1 ↔ (2 + 1) = (0 + 1))
35 2cn 11129 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
36 0cn 10070 . . . . . . . . . . . . . . . 16 0 ∈ ℂ
3735, 36, 8addcan2i 10268 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 + 1) = (0 + 1) ↔ 2 = 0)
3834, 37bitri 264 . . . . . . . . . . . . . 14 (3 = 1 ↔ 2 = 0)
3938necon3bii 2875 . . . . . . . . . . . . 13 (3 ≠ 1 ↔ 2 ≠ 0)
401, 39mpbir 221 . . . . . . . . . . . 12 3 ≠ 1
4140necomi 2877 . . . . . . . . . . 11 1 ≠ 3
4231, 41jctir 560 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (1 ∈ (1...𝑁) ∧ 1 ≠ 3))
43 eldifsn 4350 . . . . . . . . . 10 (1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}) ↔ (1 ∈ (1...𝑁) ∧ 1 ≠ 3))
4442, 43sylibr 224 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}))
4544adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}))
46 ne0i 3954 . . . . . . . 8 (1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}) → ((1...𝑁) ∖ {3}) ≠ ∅)
47 rnxp 5599 . . . . . . . 8 (((1...𝑁) ∖ {3}) ≠ ∅ → ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}) = {0})
4845, 46, 473syl 18 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}) = {0})
4928, 48uneq12d 3801 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (ran {⟨3, -1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({-1} ∪ {0}))
50 rnun 5576 . . . . . 6 ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = (ran {⟨3, -1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}))
51 df-pr 4213 . . . . . 6 {-1, 0} = ({-1} ∪ {0})
5249, 50, 513eqtr4g 2710 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = {-1, 0})
53 ovex 6718 . . . . . . . . 9 (𝐼 + 1) ∈ V
5453rnsnop 5653 . . . . . . . 8 ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} = {1}
5554a1i 11 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} = {1})
56 nnz 11437 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
57 fzssp1 12422 . . . . . . . . . . . 12 (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...((𝑁 − 1) + 1))
58 zcn 11420 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
59 npcan1 10493 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℂ → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
6059oveq2d 6706 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℂ → (1...((𝑁 − 1) + 1)) = (1...𝑁))
6158, 60syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℤ → (1...((𝑁 − 1) + 1)) = (1...𝑁))
6257, 61syl5sseq 3686 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
6356, 62syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
6463sselda 3636 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ∈ (1...𝑁))
65 elfzelz 12380 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ∈ ℤ)
6665zred 11520 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ∈ ℝ)
67 id 22 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 ∈ ℝ)
68 ltp1 10899 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 < (𝐼 + 1))
6967, 68ltned 10211 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
7066, 69syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
7170adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
72 eldifsn 4350 . . . . . . . . 9 (𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ↔ (𝐼 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝐼 ≠ (𝐼 + 1)))
7364, 71, 72sylanbrc 699 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}))
74 ne0i 3954 . . . . . . . 8 (𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) → ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ≠ ∅)
75 rnxp 5599 . . . . . . . 8 (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ≠ ∅ → ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}) = {0})
7673, 74, 753syl 18 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}) = {0})
7755, 76uneq12d 3801 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = ({1} ∪ {0}))
78 rnun 5576 . . . . . 6 ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = (ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}))
79 df-pr 4213 . . . . . 6 {1, 0} = ({1} ∪ {0})
8077, 78, 793eqtr4g 2710 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = {1, 0})
8152, 80eqeq12d 2666 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) ↔ {-1, 0} = {1, 0}))
8225, 81mtbiri 316 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ¬ ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
83 rneq 5383 . . 3 (({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) → ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
8482, 83nsyl 135 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ¬ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
85 axlowdimlem13.1 . . . 4 𝑃 = ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}))
86 axlowdimlem13.2 . . . 4 𝑄 = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}))
8785, 86eqeq12i 2665 . . 3 (𝑃 = 𝑄 ↔ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
8887necon3abii 2869 . 2 (𝑃𝑄 ↔ ¬ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
8984, 88sylibr 224 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑃𝑄)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wo 382  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  wne 2823  cdif 3604  cun 3605  wss 3607  c0 3948  {csn 4210  {cpr 4212  cop 4216   × cxp 5141  ran crn 5144  cfv 5926  (class class class)co 6690  cc 9972  cr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977  cmin 10304  -cneg 10305  cn 11058  2c2 11108  3c3 11109  cz 11415  cuz 11725  ...cfz 12364
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-er 7787  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-fz 12365
This theorem is referenced by:  axlowdimlem15  25881
  Copyright terms: Public domain W3C validator