Metamath Proof Explorer


Theorem zaddcl

Description: Closure of addition of integers. (Contributed by NM, 9-May-2004) (Proof shortened by Mario Carneiro, 16-May-2014)

Ref Expression
Assertion zaddcl ⊢ M ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ → M + N ∈ ℤ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elz2 ⊢ M ∈ ℤ ↔ ∃ x ∈ ℕ ∃ y ∈ ℕ M = x − y
2 elz2 ⊢ N ∈ ℤ ↔ ∃ z ∈ ℕ ∃ w ∈ ℕ N = z − w
3 reeanv ⊢ ∃ x ∈ ℕ ∃ z ∈ ℕ ∃ y ∈ ℕ M = x − y ∧ ∃ w ∈ ℕ N = z − w ↔ ∃ x ∈ ℕ ∃ y ∈ ℕ M = x − y ∧ ∃ z ∈ ℕ ∃ w ∈ ℕ N = z − w
4 reeanv ⊢ ∃ y ∈ ℕ ∃ w ∈ ℕ M = x − y ∧ N = z − w ↔ ∃ y ∈ ℕ M = x − y ∧ ∃ w ∈ ℕ N = z − w
5 nnaddcl ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ → x + z ∈ ℕ
6 5 adantr ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ → x + z ∈ ℕ
7 nnaddcl ⊢ y ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ → y + w ∈ ℕ
8 7 adantl ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ → y + w ∈ ℕ
9 nncn ⊢ x ∈ ℕ → x ∈ ℂ
10 nncn ⊢ z ∈ ℕ → z ∈ ℂ
11 9 10 anim12i ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ → x ∈ ℂ ∧ z ∈ ℂ
12 nncn ⊢ y ∈ ℕ → y ∈ ℂ
13 nncn ⊢ w ∈ ℕ → w ∈ ℂ
14 12 13 anim12i ⊢ y ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ → y ∈ ℂ ∧ w ∈ ℂ
15 addsub4 ⊢ x ∈ ℂ ∧ z ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ ∧ w ∈ ℂ → x + z - y + w = x − y + z - w
16 11 14 15 syl2an ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ → x + z - y + w = x − y + z - w
17 16 eqcomd ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ → x − y + z - w = x + z - y + w
18 rspceov ⊢ x + z ∈ ℕ ∧ y + w ∈ ℕ ∧ x − y + z - w = x + z - y + w → ∃ u ∈ ℕ ∃ v ∈ ℕ x − y + z - w = u − v
19 6 8 17 18 syl3anc ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ → ∃ u ∈ ℕ ∃ v ∈ ℕ x − y + z - w = u − v
20 elz2 ⊢ x − y + z - w ∈ ℤ ↔ ∃ u ∈ ℕ ∃ v ∈ ℕ x − y + z - w = u − v
21 19 20 sylibr ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ → x − y + z - w ∈ ℤ
22 oveq12 ⊢ M = x − y ∧ N = z − w → M + N = x − y + z - w
23 22 eleq1d ⊢ M = x − y ∧ N = z − w → M + N ∈ ℤ ↔ x − y + z - w ∈ ℤ
24 21 23 syl5ibrcom ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ → M = x − y ∧ N = z − w → M + N ∈ ℤ
25 24 rexlimdvva ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ → ∃ y ∈ ℕ ∃ w ∈ ℕ M = x − y ∧ N = z − w → M + N ∈ ℤ
26 4 25 biimtrrid ⊢ x ∈ ℕ ∧ z ∈ ℕ → ∃ y ∈ ℕ M = x − y ∧ ∃ w ∈ ℕ N = z − w → M + N ∈ ℤ
27 26 rexlimivv ⊢ ∃ x ∈ ℕ ∃ z ∈ ℕ ∃ y ∈ ℕ M = x − y ∧ ∃ w ∈ ℕ N = z − w → M + N ∈ ℤ
28 3 27 sylbir ⊢ ∃ x ∈ ℕ ∃ y ∈ ℕ M = x − y ∧ ∃ z ∈ ℕ ∃ w ∈ ℕ N = z − w → M + N ∈ ℤ
29 1 2 28 syl2anb ⊢ M ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ → M + N ∈ ℤ