Theorem axlowdimlem13 25634

Description: Lemma for axlowdim 25641. 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))) → 𝑃 ≠ 𝑄)

Proof of Theorem axlowdimlem13

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2ne0 10990	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ≠ 0
2	1	neii 2784	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ 2 = 0
3		eqcom 2617	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 = 0 ↔ 0 = 2)
4		1pneg1e0 11006	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1 + -1) = 0
5	4	eqcomi 2619	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 = (1 + -1)
6		df-2 10956	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 = (1 + 1)
7	5, 6	eqeq12i 2624	. . . . . . . . 9 ⊢ (0 = 2 ↔ (1 + -1) = (1 + 1))
8		ax-1cn 9873	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℂ
9		neg1cn 11001	. . . . . . . . . 10 ⊢ -1 ∈ ℂ
10	8, 9, 8	addcani 10108	. . . . . . . . 9 ⊢ ((1 + -1) = (1 + 1) ↔ -1 = 1)
11	3, 7, 10	3bitri 285	. . . . . . . 8 ⊢ (2 = 0 ↔ -1 = 1)
12	2, 11	mtbi 311	. . . . . . 7 ⊢ ¬ -1 = 1
13	12	intnanr 952	. . . . . 6 ⊢ ¬ (-1 = 1 ∧ 0 = 0)
14		ax-1ne0 9884	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ≠ 0
15	14	neii 2784	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ 1 = 0
16		negeq0 10214	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 ∈ ℂ → (1 = 0 ↔ -1 = 0))
17	8, 16	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ (1 = 0 ↔ -1 = 0)
18	15, 17	mtbi 311	. . . . . . 7 ⊢ ¬ -1 = 0
19	18	intnanr 952	. . . . . 6 ⊢ ¬ (-1 = 0 ∧ 0 = 1)
20	13, 19	pm3.2ni 895	. . . . 5 ⊢ ¬ ((-1 = 1 ∧ 0 = 0) ∨ (-1 = 0 ∧ 0 = 1))
21		negex 10158	. . . . . 6 ⊢ -1 ∈ V
22		c0ex 9913	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ V
23		1ex 9914	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ V
24	21, 22, 23, 22	preq12b 4322	. . . . 5 ⊢ ({-1, 0} = {1, 0} ↔ ((-1 = 1 ∧ 0 = 0) ∨ (-1 = 0 ∧ 0 = 1)))
25	20, 24	mtbir 312	. . . 4 ⊢ ¬ {-1, 0} = {1, 0}
26		3ex 10973	. . . . . . . . 9 ⊢ 3 ∈ V
27	26	rnsnop 5534	. . . . . . . 8 ⊢ ran {⟨3, -1⟩} = {-1}
28	27	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran {⟨3, -1⟩} = {-1})
29		elnnuz 11600	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ ↔ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘1))
30		eluzfz1 12219	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘1) → 1 ∈ (1...𝑁))
31	29, 30	sylbi 206	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ (1...𝑁))
32		df-3 10957	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 3 = (2 + 1)
33		1e0p1 11428	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 1 = (0 + 1)
34	32, 33	eqeq12i 2624	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (3 = 1 ↔ (2 + 1) = (0 + 1))
35		2cn 10968	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 2 ∈ ℂ
36		0cn 9911	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 0 ∈ ℂ
37	35, 36, 8	addcan2i 10109	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((2 + 1) = (0 + 1) ↔ 2 = 0)
38	34, 37	bitri 263	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (3 = 1 ↔ 2 = 0)
39	38	necon3bii 2834	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (3 ≠ 1 ↔ 2 ≠ 0)
40	1, 39	mpbir 220	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 3 ≠ 1
41	40	necomi 2836	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ≠ 3
42	31, 41	jctir 559	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (1 ∈ (1...𝑁) ∧ 1 ≠ 3))
43		eldifsn 4260	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}) ↔ (1 ∈ (1...𝑁) ∧ 1 ≠ 3))
44	42, 43	sylibr 223	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}))
45	44	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}))
46		ne0i 3880	. . . . . . . 8 ⊢ (1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}) → ((1...𝑁) ∖ {3}) ≠ ∅)
47		rnxp 5483	. . . . . . . 8 ⊢ (((1...𝑁) ∖ {3}) ≠ ∅ → ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}) = {0})
48	45, 46, 47	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}) = {0})
49	28, 48	uneq12d 3730	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (ran {⟨3, -1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({-1} ∪ {0}))
50		rnun 5460	. . . . . 6 ⊢ ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = (ran {⟨3, -1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}))
51		df-pr 4128	. . . . . 6 ⊢ {-1, 0} = ({-1} ∪ {0})
52	49, 50, 51	3eqtr4g 2669	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = {-1, 0})
53		ovex 6577	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐼 + 1) ∈ V
54	53	rnsnop 5534	. . . . . . . 8 ⊢ ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} = {1}
55	54	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} = {1})
56		nnz 11276	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
57		fzssp1 12255	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...((𝑁 − 1) + 1))
58		zcn 11259	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
59		npcan1 10334	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℂ → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
60	59	oveq2d 6565	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℂ → (1...((𝑁 − 1) + 1)) = (1...𝑁))
61	58, 60	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (1...((𝑁 − 1) + 1)) = (1...𝑁))
62	57, 61	syl5sseq 3616	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
63	56, 62	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
64	63	sselda 3568	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ∈ (1...𝑁))
65		elfzelz 12213	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ∈ ℤ)
66	65	zred 11358	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ∈ ℝ)
67		id 22	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 ∈ ℝ)
68		ltp1 10740	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 < (𝐼 + 1))
69	67, 68	ltned 10052	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
70	66, 69	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
71	70	adantl 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
72		eldifsn 4260	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ↔ (𝐼 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝐼 ≠ (𝐼 + 1)))
73	64, 71, 72	sylanbrc 695	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}))
74		ne0i 3880	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) → ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ≠ ∅)
75		rnxp 5483	. . . . . . . 8 ⊢ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ≠ ∅ → ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}) = {0})
76	73, 74, 75	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}) = {0})
77	55, 76	uneq12d 3730	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = ({1} ∪ {0}))
78		rnun 5460	. . . . . 6 ⊢ ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = (ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}))
79		df-pr 4128	. . . . . 6 ⊢ {1, 0} = ({1} ∪ {0})
80	77, 78, 79	3eqtr4g 2669	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = {1, 0})
81	52, 80	eqeq12d 2625	. . . 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}))
82	25, 81	mtbiri 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 5272	. . 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})))
84	82, 83	nsyl 134	. 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}))
87	85, 86	eqeq12i 2624	. . 3 ⊢ (𝑃 = 𝑄 ↔ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
88	87	necon3abii 2828	. 2 ⊢ (𝑃 ≠ 𝑄 ↔ ¬ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
89	84, 88	sylibr 223	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑃 ≠ 𝑄)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 195   ∨ wo 382   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780   ∖ cdif 3537   ∪ cun 3538   ⊆ wss 3540  ∅c0 3874  {csn 4125  {cpr 4127  ⟨cop 4131   × cxp 5036  ran crn 5039  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  ℂcc 9813  ℝcr 9814  0cc0 9815  1c1 9816   + caddc 9818   − cmin 10145  -cneg 10146  ℕcn 10897  2c2 10947  3c3 10948  ℤcz 11254  ℤ_≥cuz 11563  ...cfz 12197

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-fz 12198

This theorem is referenced by:  axlowdimlem15  25636