Metamath Proof Explorer


Theorem fzsplit3

Description: Split a finite interval of integers into two parts. (Contributed by Thierry Arnoux, 2-May-2017)

Ref Expression
Assertion fzsplit3 ⊢ K ∈ M … N → M … N = M … K − 1 ∪ K … N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elfzelz ⊢ x ∈ M … N → x ∈ ℤ
2 1 zred ⊢ x ∈ M … N → x ∈ ℝ
3 elfzelz ⊢ K ∈ M … N → K ∈ ℤ
4 3 zred ⊢ K ∈ M … N → K ∈ ℝ
5 1red ⊢ K ∈ M … N → 1 ∈ ℝ
6 4 5 resubcld ⊢ K ∈ M … N → K − 1 ∈ ℝ
7 lelttric ⊢ x ∈ ℝ ∧ K − 1 ∈ ℝ → x ≤ K − 1 ∨ K − 1 < x
8 2 6 7 syl2anr ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … N → x ≤ K − 1 ∨ K − 1 < x
9 elfzuz ⊢ x ∈ M … N → x ∈ ℤ ≥ M
10 1zzd ⊢ K ∈ M … N → 1 ∈ ℤ
11 3 10 zsubcld ⊢ K ∈ M … N → K − 1 ∈ ℤ
12 elfz5 ⊢ x ∈ ℤ ≥ M ∧ K − 1 ∈ ℤ → x ∈ M … K − 1 ↔ x ≤ K − 1
13 9 11 12 syl2anr ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … N → x ∈ M … K − 1 ↔ x ≤ K − 1
14 elfzuz3 ⊢ x ∈ M … N → N ∈ ℤ ≥ x
15 14 adantl ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … N → N ∈ ℤ ≥ x
16 elfzuzb ⊢ x ∈ K … N ↔ x ∈ ℤ ≥ K ∧ N ∈ ℤ ≥ x
17 16 rbaib ⊢ N ∈ ℤ ≥ x → x ∈ K … N ↔ x ∈ ℤ ≥ K
18 15 17 syl ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … N → x ∈ K … N ↔ x ∈ ℤ ≥ K
19 eluz ⊢ K ∈ ℤ ∧ x ∈ ℤ → x ∈ ℤ ≥ K ↔ K ≤ x
20 3 1 19 syl2an ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … N → x ∈ ℤ ≥ K ↔ K ≤ x
21 zlem1lt ⊢ K ∈ ℤ ∧ x ∈ ℤ → K ≤ x ↔ K − 1 < x
22 3 1 21 syl2an ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … N → K ≤ x ↔ K − 1 < x
23 18 20 22 3bitrd ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … N → x ∈ K … N ↔ K − 1 < x
24 13 23 orbi12d ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … N → x ∈ M … K − 1 ∨ x ∈ K … N ↔ x ≤ K − 1 ∨ K − 1 < x
25 8 24 mpbird ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … N → x ∈ M … K − 1 ∨ x ∈ K … N
26 elfzuz ⊢ x ∈ M … K − 1 → x ∈ ℤ ≥ M
27 26 adantl ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … K − 1 → x ∈ ℤ ≥ M
28 elfzuz3 ⊢ K ∈ M … N → N ∈ ℤ ≥ K
29 28 adantr ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … K − 1 → N ∈ ℤ ≥ K
30 elfzuz3 ⊢ x ∈ M … K − 1 → K − 1 ∈ ℤ ≥ x
31 30 adantl ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … K − 1 → K − 1 ∈ ℤ ≥ x
32 peano2uz ⊢ K − 1 ∈ ℤ ≥ x → K - 1 + 1 ∈ ℤ ≥ x
33 31 32 syl ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … K − 1 → K - 1 + 1 ∈ ℤ ≥ x
34 4 recnd ⊢ K ∈ M … N → K ∈ ℂ
35 5 recnd ⊢ K ∈ M … N → 1 ∈ ℂ
36 34 35 npcand ⊢ K ∈ M … N → K - 1 + 1 = K
37 36 eleq1d ⊢ K ∈ M … N → K - 1 + 1 ∈ ℤ ≥ x ↔ K ∈ ℤ ≥ x
38 37 adantr ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … K − 1 → K - 1 + 1 ∈ ℤ ≥ x ↔ K ∈ ℤ ≥ x
39 33 38 mpbid ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … K − 1 → K ∈ ℤ ≥ x
40 uztrn ⊢ N ∈ ℤ ≥ K ∧ K ∈ ℤ ≥ x → N ∈ ℤ ≥ x
41 29 39 40 syl2anc ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … K − 1 → N ∈ ℤ ≥ x
42 elfzuzb ⊢ x ∈ M … N ↔ x ∈ ℤ ≥ M ∧ N ∈ ℤ ≥ x
43 27 41 42 sylanbrc ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … K − 1 → x ∈ M … N
44 elfzuz ⊢ x ∈ K … N → x ∈ ℤ ≥ K
45 elfzuz ⊢ K ∈ M … N → K ∈ ℤ ≥ M
46 uztrn ⊢ x ∈ ℤ ≥ K ∧ K ∈ ℤ ≥ M → x ∈ ℤ ≥ M
47 44 45 46 syl2anr ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ K … N → x ∈ ℤ ≥ M
48 elfzuz3 ⊢ x ∈ K … N → N ∈ ℤ ≥ x
49 48 adantl ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ K … N → N ∈ ℤ ≥ x
50 47 49 42 sylanbrc ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ K … N → x ∈ M … N
51 43 50 jaodan ⊢ K ∈ M … N ∧ x ∈ M … K − 1 ∨ x ∈ K … N → x ∈ M … N
52 25 51 impbida ⊢ K ∈ M … N → x ∈ M … N ↔ x ∈ M … K − 1 ∨ x ∈ K … N
53 elun ⊢ x ∈ M … K − 1 ∪ K … N ↔ x ∈ M … K − 1 ∨ x ∈ K … N
54 52 53 bitr4di ⊢ K ∈ M … N → x ∈ M … N ↔ x ∈ M … K − 1 ∪ K … N
55 54 eqrdv ⊢ K ∈ M … N → M … N = M … K − 1 ∪ K … N