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

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))) → 𝑃𝑄)

Proof of Theorem axlowdimlem13
StepHypRef Expression
1 2ne0 10990 . . . . . . . . 9 2 ≠ 0
21neii 2784 . . . . . . . 8 ¬ 2 = 0
3 eqcom 2617 . . . . . . . . 9 (2 = 0 ↔ 0 = 2)
4 1pneg1e0 11006 . . . . . . . . . . 11 (1 + -1) = 0
54eqcomi 2619 . . . . . . . . . 10 0 = (1 + -1)
6 df-2 10956 . . . . . . . . . 10 2 = (1 + 1)
75, 6eqeq12i 2624 . . . . . . . . 9 (0 = 2 ↔ (1 + -1) = (1 + 1))
8 ax-1cn 9873 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℂ
9 neg1cn 11001 . . . . . . . . . 10 -1 ∈ ℂ
108, 9, 8addcani 10108 . . . . . . . . 9 ((1 + -1) = (1 + 1) ↔ -1 = 1)
113, 7, 103bitri 285 . . . . . . . 8 (2 = 0 ↔ -1 = 1)
122, 11mtbi 311 . . . . . . 7 ¬ -1 = 1
1312intnanr 952 . . . . . 6 ¬ (-1 = 1 ∧ 0 = 0)
14 ax-1ne0 9884 . . . . . . . . 9 1 ≠ 0
1514neii 2784 . . . . . . . 8 ¬ 1 = 0
16 negeq0 10214 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℂ → (1 = 0 ↔ -1 = 0))
178, 16ax-mp 5 . . . . . . . 8 (1 = 0 ↔ -1 = 0)
1815, 17mtbi 311 . . . . . . 7 ¬ -1 = 0
1918intnanr 952 . . . . . 6 ¬ (-1 = 0 ∧ 0 = 1)
2013, 19pm3.2ni 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
2421, 22, 23, 22preq12b 4322 . . . . 5 ({-1, 0} = {1, 0} ↔ ((-1 = 1 ∧ 0 = 0) ∨ (-1 = 0 ∧ 0 = 1)))
2520, 24mtbir 312 . . . 4 ¬ {-1, 0} = {1, 0}
26 3ex 10973 . . . . . . . . 9 3 ∈ V
2726rnsnop 5534 . . . . . . . 8 ran {⟨3, -1⟩} = {-1}
2827a1i 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))
3129, 30sylbi 206 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ (1...𝑁))
32 df-3 10957 . . . . . . . . . . . . . . . 16 3 = (2 + 1)
33 1e0p1 11428 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 = (0 + 1)
3432, 33eqeq12i 2624 . . . . . . . . . . . . . . 15 (3 = 1 ↔ (2 + 1) = (0 + 1))
35 2cn 10968 . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 ∈ ℂ
36 0cn 9911 . . . . . . . . . . . . . . . 16 0 ∈ ℂ
3735, 36, 8addcan2i 10109 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 + 1) = (0 + 1) ↔ 2 = 0)
3834, 37bitri 263 . . . . . . . . . . . . . 14 (3 = 1 ↔ 2 = 0)
3938necon3bii 2834 . . . . . . . . . . . . 13 (3 ≠ 1 ↔ 2 ≠ 0)
401, 39mpbir 220 . . . . . . . . . . . 12 3 ≠ 1
4140necomi 2836 . . . . . . . . . . 11 1 ≠ 3
4231, 41jctir 559 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (1 ∈ (1...𝑁) ∧ 1 ≠ 3))
43 eldifsn 4260 . . . . . . . . . 10 (1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}) ↔ (1 ∈ (1...𝑁) ∧ 1 ≠ 3))
4442, 43sylibr 223 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}))
4544adantr 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})
4845, 46, 473syl 18 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}) = {0})
4928, 48uneq12d 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})
5249, 50, 513eqtr4g 2669 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = {-1, 0})
53 ovex 6577 . . . . . . . . 9 (𝐼 + 1) ∈ V
5453rnsnop 5534 . . . . . . . 8 ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} = {1}
5554a1i 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)
6059oveq2d 6565 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℂ → (1...((𝑁 − 1) + 1)) = (1...𝑁))
6158, 60syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℤ → (1...((𝑁 − 1) + 1)) = (1...𝑁))
6257, 61syl5sseq 3616 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
6356, 62syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
6463sselda 3568 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ∈ (1...𝑁))
65 elfzelz 12213 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ∈ ℤ)
6665zred 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))
6967, 68ltned 10052 . . . . . . . . . . 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 4260 . . . . . . . . 9 (𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ↔ (𝐼 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝐼 ≠ (𝐼 + 1)))
7364, 71, 72sylanbrc 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})
7673, 74, 753syl 18 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}) = {0})
7755, 76uneq12d 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})
8077, 78, 793eqtr4g 2669 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = {1, 0})
8152, 80eqeq12d 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}))
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 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})))
8482, 83nsyl 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}))
8785, 86eqeq12i 2624 . . 3 (𝑃 = 𝑄 ↔ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
8887necon3abii 2828 . 2 (𝑃𝑄 ↔ ¬ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
8984, 88sylibr 223 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑃𝑄)
 Colors of variables: wff setvar class 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
 Copyright terms: Public domain W3C validator