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Theorem lzenom 26718
Description: Lower integers are countably infinite. (Contributed by Stefan O'Rear, 10-Oct-2014.)
Assertion
Ref Expression
lzenom  |-  ( N  e.  ZZ  ->  ( ZZ  \  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) ) )  ~~  om )

Proof of Theorem lzenom
Dummy variables  a 
b are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zex 10247 . . . 4  |-  ZZ  e.  _V
2 difexg 4311 . . . 4  |-  ( ZZ  e.  _V  ->  ( ZZ  \  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) ) )  e.  _V )
31, 2mp1i 12 . . 3  |-  ( N  e.  ZZ  ->  ( ZZ  \  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) ) )  e.  _V )
4 nnex 9962 . . . 4  |-  NN  e.  _V
54a1i 11 . . 3  |-  ( N  e.  ZZ  ->  NN  e.  _V )
6 ovex 6065 . . . 4  |-  ( ( N  +  1 )  -  a )  e. 
_V
76a1ii 25 . . 3  |-  ( N  e.  ZZ  ->  (
a  e.  ( ZZ 
\  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) ) )  ->  (
( N  +  1 )  -  a )  e.  _V ) )
8 ovex 6065 . . . 4  |-  ( ( N  +  1 )  -  b )  e. 
_V
98a1ii 25 . . 3  |-  ( N  e.  ZZ  ->  (
b  e.  NN  ->  ( ( N  +  1 )  -  b )  e.  _V ) )
10 simpl 444 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  N  e.  ZZ )
1110peano2zd 10334 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  ( N  +  1 )  e.  ZZ )
12 simprl 733 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  a  e.  ZZ )
1311, 12zsubcld 10336 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  ( ( N  +  1 )  -  a )  e.  ZZ )
14 zre 10242 . . . . . . . . . 10  |-  ( a  e.  ZZ  ->  a  e.  RR )
1514ad2antrl 709 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  a  e.  RR )
1611zred 10331 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  ( N  +  1 )  e.  RR )
17 1re 9046 . . . . . . . . . 10  |-  1  e.  RR
1817a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  1  e.  RR )
19 simprr 734 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  a  <_  N )
20 zcn 10243 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  ZZ  ->  N  e.  CC )
2120adantr 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  N  e.  CC )
22 ax-1cn 9004 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  CC
23 pncan 9267 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( N  + 
1 )  -  1 )  =  N )
2421, 22, 23sylancl 644 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  ( ( N  +  1 )  -  1 )  =  N )
2519, 24breqtrrd 4198 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  a  <_  ( ( N  +  1 )  -  1 ) )
2615, 16, 18, 25lesubd 9586 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  1  <_  ( ( N  +  1 )  -  a ) )
2711zcnd 10332 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  ( N  +  1 )  e.  CC )
28 zcn 10243 . . . . . . . . . . 11  |-  ( a  e.  ZZ  ->  a  e.  CC )
2928ad2antrl 709 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  a  e.  CC )
3027, 29nncand 9372 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  ( ( N  +  1 )  -  ( ( N  +  1 )  -  a ) )  =  a )
3130eqcomd 2409 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  a  =  ( ( N  + 
1 )  -  (
( N  +  1 )  -  a ) ) )
3213, 26, 31jca31 521 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )
)  ->  ( (
( ( N  + 
1 )  -  a
)  e.  ZZ  /\  1  <_  ( ( N  +  1 )  -  a ) )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  ( ( N  +  1 )  -  a ) ) ) )
3332adantrr 698 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  a ) ) )  ->  ( ( ( ( N  +  1 )  -  a )  e.  ZZ  /\  1  <_  ( ( N  + 
1 )  -  a
) )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  ( ( N  + 
1 )  -  a
) ) ) )
34 eleq1 2464 . . . . . . . . 9  |-  ( b  =  ( ( N  +  1 )  -  a )  ->  (
b  e.  ZZ  <->  ( ( N  +  1 )  -  a )  e.  ZZ ) )
35 breq2 4176 . . . . . . . . 9  |-  ( b  =  ( ( N  +  1 )  -  a )  ->  (
1  <_  b  <->  1  <_  ( ( N  +  1 )  -  a ) ) )
3634, 35anbi12d 692 . . . . . . . 8  |-  ( b  =  ( ( N  +  1 )  -  a )  ->  (
( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )  <->  ( ( ( N  + 
1 )  -  a
)  e.  ZZ  /\  1  <_  ( ( N  +  1 )  -  a ) ) ) )
37 oveq2 6048 . . . . . . . . 9  |-  ( b  =  ( ( N  +  1 )  -  a )  ->  (
( N  +  1 )  -  b )  =  ( ( N  +  1 )  -  ( ( N  + 
1 )  -  a
) ) )
3837eqeq2d 2415 . . . . . . . 8  |-  ( b  =  ( ( N  +  1 )  -  a )  ->  (
a  =  ( ( N  +  1 )  -  b )  <->  a  =  ( ( N  + 
1 )  -  (
( N  +  1 )  -  a ) ) ) )
3936, 38anbi12d 692 . . . . . . 7  |-  ( b  =  ( ( N  +  1 )  -  a )  ->  (
( ( b  e.  ZZ  /\  1  <_ 
b )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  b ) )  <->  ( (
( ( N  + 
1 )  -  a
)  e.  ZZ  /\  1  <_  ( ( N  +  1 )  -  a ) )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  ( ( N  +  1 )  -  a ) ) ) ) )
4039ad2antll 710 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  a ) ) )  ->  ( ( ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  b ) )  <-> 
( ( ( ( N  +  1 )  -  a )  e.  ZZ  /\  1  <_ 
( ( N  + 
1 )  -  a
) )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  ( ( N  + 
1 )  -  a
) ) ) ) )
4133, 40mpbird 224 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  a ) ) )  ->  ( ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  b ) ) )
42 simpl 444 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  N  e.  ZZ )
4342peano2zd 10334 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  ( N  +  1 )  e.  ZZ )
44 simprl 733 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  b  e.  ZZ )
4543, 44zsubcld 10336 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  ( ( N  +  1 )  -  b )  e.  ZZ )
4643zred 10331 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  ( N  +  1 )  e.  RR )
47 zre 10242 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  ZZ  ->  N  e.  RR )
4847adantr 452 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  N  e.  RR )
49 zre 10242 . . . . . . . . . 10  |-  ( b  e.  ZZ  ->  b  e.  RR )
5049ad2antrl 709 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  b  e.  RR )
5148recnd 9070 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  N  e.  CC )
52 pncan2 9268 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( N  + 
1 )  -  N
)  =  1 )
5351, 22, 52sylancl 644 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  ( ( N  +  1 )  -  N )  =  1 )
54 simprr 734 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  1  <_  b )
5553, 54eqbrtrd 4192 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  ( ( N  +  1 )  -  N )  <_ 
b )
5646, 48, 50, 55subled 9585 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  ( ( N  +  1 )  -  b )  <_  N )
5743zcnd 10332 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  ( N  +  1 )  e.  CC )
58 zcn 10243 . . . . . . . . . . 11  |-  ( b  e.  ZZ  ->  b  e.  CC )
5958ad2antrl 709 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  b  e.  CC )
6057, 59nncand 9372 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  ( ( N  +  1 )  -  ( ( N  +  1 )  -  b ) )  =  b )
6160eqcomd 2409 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  b  =  ( ( N  + 
1 )  -  (
( N  +  1 )  -  b ) ) )
6245, 56, 61jca31 521 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )
)  ->  ( (
( ( N  + 
1 )  -  b
)  e.  ZZ  /\  ( ( N  + 
1 )  -  b
)  <_  N )  /\  b  =  (
( N  +  1 )  -  ( ( N  +  1 )  -  b ) ) ) )
6362adantrr 698 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( ( b  e.  ZZ  /\  1  <_ 
b )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  b ) ) )  ->  ( ( ( ( N  +  1 )  -  b )  e.  ZZ  /\  (
( N  +  1 )  -  b )  <_  N )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  ( ( N  +  1 )  -  b ) ) ) )
64 eleq1 2464 . . . . . . . . 9  |-  ( a  =  ( ( N  +  1 )  -  b )  ->  (
a  e.  ZZ  <->  ( ( N  +  1 )  -  b )  e.  ZZ ) )
65 breq1 4175 . . . . . . . . 9  |-  ( a  =  ( ( N  +  1 )  -  b )  ->  (
a  <_  N  <->  ( ( N  +  1 )  -  b )  <_  N ) )
6664, 65anbi12d 692 . . . . . . . 8  |-  ( a  =  ( ( N  +  1 )  -  b )  ->  (
( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )  <->  ( ( ( N  + 
1 )  -  b
)  e.  ZZ  /\  ( ( N  + 
1 )  -  b
)  <_  N )
) )
67 oveq2 6048 . . . . . . . . 9  |-  ( a  =  ( ( N  +  1 )  -  b )  ->  (
( N  +  1 )  -  a )  =  ( ( N  +  1 )  -  ( ( N  + 
1 )  -  b
) ) )
6867eqeq2d 2415 . . . . . . . 8  |-  ( a  =  ( ( N  +  1 )  -  b )  ->  (
b  =  ( ( N  +  1 )  -  a )  <->  b  =  ( ( N  + 
1 )  -  (
( N  +  1 )  -  b ) ) ) )
6966, 68anbi12d 692 . . . . . . 7  |-  ( a  =  ( ( N  +  1 )  -  b )  ->  (
( ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  a ) )  <->  ( (
( ( N  + 
1 )  -  b
)  e.  ZZ  /\  ( ( N  + 
1 )  -  b
)  <_  N )  /\  b  =  (
( N  +  1 )  -  ( ( N  +  1 )  -  b ) ) ) ) )
7069ad2antll 710 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( ( b  e.  ZZ  /\  1  <_ 
b )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  b ) ) )  ->  ( ( ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  a ) )  <-> 
( ( ( ( N  +  1 )  -  b )  e.  ZZ  /\  ( ( N  +  1 )  -  b )  <_  N )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  ( ( N  + 
1 )  -  b
) ) ) ) )
7163, 70mpbird 224 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( ( b  e.  ZZ  /\  1  <_ 
b )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  b ) ) )  ->  ( ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  a ) ) )
7241, 71impbida 806 . . . 4  |-  ( N  e.  ZZ  ->  (
( ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  a ) )  <->  ( (
b  e.  ZZ  /\  1  <_  b )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  b ) ) ) )
73 ellz1 26715 . . . . 5  |-  ( N  e.  ZZ  ->  (
a  e.  ( ZZ 
\  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) ) )  <->  ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N ) ) )
7473anbi1d 686 . . . 4  |-  ( N  e.  ZZ  ->  (
( a  e.  ( ZZ  \  ( ZZ>= `  ( N  +  1
) ) )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  a ) )  <-> 
( ( a  e.  ZZ  /\  a  <_  N )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  a ) ) ) )
75 elnnz1 10263 . . . . . 6  |-  ( b  e.  NN  <->  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_ 
b ) )
7675a1i 11 . . . . 5  |-  ( N  e.  ZZ  ->  (
b  e.  NN  <->  ( b  e.  ZZ  /\  1  <_ 
b ) ) )
7776anbi1d 686 . . . 4  |-  ( N  e.  ZZ  ->  (
( b  e.  NN  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  b ) )  <-> 
( ( b  e.  ZZ  /\  1  <_ 
b )  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  b ) ) ) )
7872, 74, 773bitr4d 277 . . 3  |-  ( N  e.  ZZ  ->  (
( a  e.  ( ZZ  \  ( ZZ>= `  ( N  +  1
) ) )  /\  b  =  ( ( N  +  1 )  -  a ) )  <-> 
( b  e.  NN  /\  a  =  ( ( N  +  1 )  -  b ) ) ) )
793, 5, 7, 9, 78en2d 7102 . 2  |-  ( N  e.  ZZ  ->  ( ZZ  \  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) ) )  ~~  NN )
80 nnenom 11274 . 2  |-  NN  ~~  om
81 entr 7118 . 2  |-  ( ( ( ZZ  \  ( ZZ>=
`  ( N  + 
1 ) ) ) 
~~  NN  /\  NN  ~~  om )  ->  ( ZZ  \  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) ) )  ~~  om )
8279, 80, 81sylancl 644 1  |-  ( N  e.  ZZ  ->  ( ZZ  \  ( ZZ>= `  ( N  +  1 ) ) )  ~~  om )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1721   _Vcvv 2916    \ cdif 3277   class class class wbr 4172   omcom 4804   ` cfv 5413  (class class class)co 6040    ~~ cen 7065   CCcc 8944   RRcr 8945   1c1 8947    + caddc 8949    <_ cle 9077    - cmin 9247   NNcn 9956   ZZcz 10238   ZZ>=cuz 10444
This theorem is referenced by:  diophin  26721  diophren  26764
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-inf2 7552  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-er 6864  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-nn 9957  df-n0 10178  df-z 10239  df-uz 10445
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