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Theorem elfzelfzlble

Description: Membership of an element of a finite set of sequential integers in a finite set of sequential integers with the same upper bound and a lower bound less than the upper bound. (Contributed by AV, 21-Oct-2018)

Ref Expression
Assertion elfzelfzlble ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ∧ 𝑁 < ( 𝑀 + 𝐾 ) ) → 𝐾 ∈ ( ( 𝑁𝑀 ) ... 𝑁 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elfz2 ( 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ↔ ( ( 0 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ∧ ( 0 ≤ 𝐾𝐾𝑁 ) ) )
2 3simpc ( ( 0 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) → ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) )
3 2 adantr ( ( ( 0 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ∧ ( 0 ≤ 𝐾𝐾𝑁 ) ) → ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) )
4 1 3 sylbi ( 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) → ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) )
5 4 anim2i ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ) → ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ) )
6 simpl ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) → 𝑁 ∈ ℤ )
7 6 anim2i ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ) → ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ) )
8 7 ancomd ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ) → ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ) )
9 zsubcl ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ) → ( 𝑁𝑀 ) ∈ ℤ )
10 8 9 syl ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ) → ( 𝑁𝑀 ) ∈ ℤ )
11 6 adantl ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ) → 𝑁 ∈ ℤ )
12 simprr ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ) → 𝐾 ∈ ℤ )
13 10 11 12 3jca ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ) → ( ( 𝑁𝑀 ) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) )
14 5 13 syl ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ) → ( ( 𝑁𝑀 ) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) )
15 14 3adant3 ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ∧ 𝑁 < ( 𝑀 + 𝐾 ) ) → ( ( 𝑁𝑀 ) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) )
16 elfzel2 ( 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) → 𝑁 ∈ ℤ )
17 16 zred ( 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) → 𝑁 ∈ ℝ )
18 17 adantl ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ) → 𝑁 ∈ ℝ )
19 zre ( 𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℝ )
20 19 adantr ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ) → 𝑀 ∈ ℝ )
21 elfzelz ( 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) → 𝐾 ∈ ℤ )
22 21 zred ( 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) → 𝐾 ∈ ℝ )
23 22 adantl ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ) → 𝐾 ∈ ℝ )
24 18 20 23 3jca ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ) → ( 𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ ) )
25 simp1 ( ( 𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ ) → 𝑁 ∈ ℝ )
26 readdcl ( ( 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ ) → ( 𝑀 + 𝐾 ) ∈ ℝ )
27 26 3adant1 ( ( 𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ ) → ( 𝑀 + 𝐾 ) ∈ ℝ )
28 ltle ( ( 𝑁 ∈ ℝ ∧ ( 𝑀 + 𝐾 ) ∈ ℝ ) → ( 𝑁 < ( 𝑀 + 𝐾 ) → 𝑁 ≤ ( 𝑀 + 𝐾 ) ) )
29 25 27 28 syl2anc ( ( 𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ ) → ( 𝑁 < ( 𝑀 + 𝐾 ) → 𝑁 ≤ ( 𝑀 + 𝐾 ) ) )
30 lesubadd2 ( ( 𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ ) → ( ( 𝑁𝑀 ) ≤ 𝐾𝑁 ≤ ( 𝑀 + 𝐾 ) ) )
31 29 30 sylibrd ( ( 𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ ) → ( 𝑁 < ( 𝑀 + 𝐾 ) → ( 𝑁𝑀 ) ≤ 𝐾 ) )
32 24 31 syl ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ) → ( 𝑁 < ( 𝑀 + 𝐾 ) → ( 𝑁𝑀 ) ≤ 𝐾 ) )
33 32 3impia ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ∧ 𝑁 < ( 𝑀 + 𝐾 ) ) → ( 𝑁𝑀 ) ≤ 𝐾 )
34 elfzle2 ( 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) → 𝐾𝑁 )
35 34 3ad2ant2 ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ∧ 𝑁 < ( 𝑀 + 𝐾 ) ) → 𝐾𝑁 )
36 15 33 35 jca32 ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ∧ 𝑁 < ( 𝑀 + 𝐾 ) ) → ( ( ( 𝑁𝑀 ) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ∧ ( ( 𝑁𝑀 ) ≤ 𝐾𝐾𝑁 ) ) )
37 elfz2 ( 𝐾 ∈ ( ( 𝑁𝑀 ) ... 𝑁 ) ↔ ( ( ( 𝑁𝑀 ) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ) ∧ ( ( 𝑁𝑀 ) ≤ 𝐾𝐾𝑁 ) ) )
38 36 37 sylibr ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 0 ... 𝑁 ) ∧ 𝑁 < ( 𝑀 + 𝐾 ) ) → 𝐾 ∈ ( ( 𝑁𝑀 ) ... 𝑁 ) )