Theorem axlowdimlem13 25834

Description: Lemma for axlowdim 25841. 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 11113	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ≠ 0
2	1	neii 2796	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ 2 = 0
3		eqcom 2629	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 = 0 ↔ 0 = 2)
4		1pneg1e0 11129	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1 + -1) = 0
5	4	eqcomi 2631	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 = (1 + -1)
6		df-2 11079	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 = (1 + 1)
7	5, 6	eqeq12i 2636	. . . . . . . . 9 ⊢ (0 = 2 ↔ (1 + -1) = (1 + 1))
8		ax-1cn 9994	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℂ
9		neg1cn 11124	. . . . . . . . . 10 ⊢ -1 ∈ ℂ
10	8, 9, 8	addcani 10229	. . . . . . . . 9 ⊢ ((1 + -1) = (1 + 1) ↔ -1 = 1)
11	3, 7, 10	3bitri 286	. . . . . . . 8 ⊢ (2 = 0 ↔ -1 = 1)
12	2, 11	mtbi 312	. . . . . . 7 ⊢ ¬ -1 = 1
13	12	intnanr 961	. . . . . 6 ⊢ ¬ (-1 = 1 ∧ 0 = 0)
14		ax-1ne0 10005	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ≠ 0
15	14	neii 2796	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ 1 = 0
16		negeq0 10335	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 ∈ ℂ → (1 = 0 ↔ -1 = 0))
17	8, 16	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ (1 = 0 ↔ -1 = 0)
18	15, 17	mtbi 312	. . . . . . 7 ⊢ ¬ -1 = 0
19	18	intnanr 961	. . . . . 6 ⊢ ¬ (-1 = 0 ∧ 0 = 1)
20	13, 19	pm3.2ni 899	. . . . 5 ⊢ ¬ ((-1 = 1 ∧ 0 = 0) ∨ (-1 = 0 ∧ 0 = 1))
21		negex 10279	. . . . . 6 ⊢ -1 ∈ V
22		c0ex 10034	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ V
23		1ex 10035	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ V
24	21, 22, 23, 22	preq12b 4382	. . . . 5 ⊢ ({-1, 0} = {1, 0} ↔ ((-1 = 1 ∧ 0 = 0) ∨ (-1 = 0 ∧ 0 = 1)))
25	20, 24	mtbir 313	. . . 4 ⊢ ¬ {-1, 0} = {1, 0}
26		3ex 11096	. . . . . . . . 9 ⊢ 3 ∈ V
27	26	rnsnop 5616	. . . . . . . 8 ⊢ ran {⟨3, -1⟩} = {-1}
28	27	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran {⟨3, -1⟩} = {-1})
29		elnnuz 11724	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ ↔ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘1))
30		eluzfz1 12348	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘1) → 1 ∈ (1...𝑁))
31	29, 30	sylbi 207	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ (1...𝑁))
32		df-3 11080	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 3 = (2 + 1)
33		1e0p1 11552	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 1 = (0 + 1)
34	32, 33	eqeq12i 2636	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (3 = 1 ↔ (2 + 1) = (0 + 1))
35		2cn 11091	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 2 ∈ ℂ
36		0cn 10032	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 0 ∈ ℂ
37	35, 36, 8	addcan2i 10230	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((2 + 1) = (0 + 1) ↔ 2 = 0)
38	34, 37	bitri 264	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (3 = 1 ↔ 2 = 0)
39	38	necon3bii 2846	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (3 ≠ 1 ↔ 2 ≠ 0)
40	1, 39	mpbir 221	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 3 ≠ 1
41	40	necomi 2848	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ≠ 3
42	31, 41	jctir 561	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (1 ∈ (1...𝑁) ∧ 1 ≠ 3))
43		eldifsn 4317	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}) ↔ (1 ∈ (1...𝑁) ∧ 1 ≠ 3))
44	42, 43	sylibr 224	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}))
45	44	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}))
46		ne0i 3921	. . . . . . . 8 ⊢ (1 ∈ ((1...𝑁) ∖ {3}) → ((1...𝑁) ∖ {3}) ≠ ∅)
47		rnxp 5564	. . . . . . . 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 3768	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (ran {⟨3, -1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({-1} ∪ {0}))
50		rnun 5541	. . . . . 6 ⊢ ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = (ran {⟨3, -1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0}))
51		df-pr 4180	. . . . . 6 ⊢ {-1, 0} = ({-1} ∪ {0})
52	49, 50, 51	3eqtr4g 2681	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = {-1, 0})
53		ovex 6678	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐼 + 1) ∈ V
54	53	rnsnop 5616	. . . . . . . 8 ⊢ ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} = {1}
55	54	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} = {1})
56		nnz 11399	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
57		fzssp1 12384	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...((𝑁 − 1) + 1))
58		zcn 11382	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
59		npcan1 10455	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℂ → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
60	59	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . . . 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 3653	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
63	56, 62	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
64	63	sselda 3603	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ∈ (1...𝑁))
65		elfzelz 12342	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ∈ ℤ)
66	65	zred 11482	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ∈ ℝ)
67		id 22	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 ∈ ℝ)
68		ltp1 10861	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 < (𝐼 + 1))
69	67, 68	ltned 10173	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐼 ∈ ℝ → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
70	66, 69	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
71	70	adantl 482	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ≠ (𝐼 + 1))
72		eldifsn 4317	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ↔ (𝐼 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝐼 ≠ (𝐼 + 1)))
73	64, 71, 72	sylanbrc 698	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}))
74		ne0i 3921	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐼 ∈ ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) → ((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) ≠ ∅)
75		rnxp 5564	. . . . . . . 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 3768	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = ({1} ∪ {0}))
78		rnun 5541	. . . . . 6 ⊢ ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = (ran {⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ ran (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0}))
79		df-pr 4180	. . . . . 6 ⊢ {1, 0} = ({1} ∪ {0})
80	77, 78, 79	3eqtr4g 2681	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ran ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})) = {1, 0})
81	52, 80	eqeq12d 2637	. . . 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 317	. . 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 5351	. . 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 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}))
87	85, 86	eqeq12i 2636	. . 3 ⊢ (𝑃 = 𝑄 ↔ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
88	87	necon3abii 2840	. 2 ⊢ (𝑃 ≠ 𝑄 ↔ ¬ ({⟨3, -1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {3}) × {0})) = ({⟨(𝐼 + 1), 1⟩} ∪ (((1...𝑁) ∖ {(𝐼 + 1)}) × {0})))
89	84, 88	sylibr 224	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐼 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑃 ≠ 𝑄)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∨ wo 383   ∧ wa 384   = wceq 1483   ∈ wcel 1990   ≠ wne 2794   ∖ cdif 3571   ∪ cun 3572   ⊆ wss 3574  ∅c0 3915  {csn 4177  {cpr 4179  ⟨cop 4183   × cxp 5112  ran crn 5115  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650  ℂcc 9934  ℝcr 9935  0cc0 9936  1c1 9937   + caddc 9939   − cmin 10266  -cneg 10267  ℕcn 11020  2c2 11070  3c3 11071  ℤcz 11377  ℤ_≥cuz 11687  ...cfz 12326

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-fz 12327

This theorem is referenced by:  axlowdimlem15  25836