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Theorem fzunt1d

Description: Union of two overlapping finite sets of sequential integers. (Contributed by RP, 14-Dec-2024)

Ref Expression
Hypotheses fzunt1d.k ( 𝜑𝐾 ∈ ℤ )
fzunt1d.l ( 𝜑𝐿 ∈ ℤ )
fzunt1d.m ( 𝜑𝑀 ∈ ℤ )
fzunt1d.n ( 𝜑𝑁 ∈ ℤ )
fzunt1d.km ( 𝜑𝐾𝑀 )
fzunt1d.ml ( 𝜑𝑀𝐿 )
fzunt1d.ln ( 𝜑𝐿𝑁 )
Assertion fzunt1d ( 𝜑 → ( ( 𝐾 ... 𝐿 ) ∪ ( 𝑀 ... 𝑁 ) ) = ( 𝐾 ... 𝑁 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fzunt1d.k ( 𝜑𝐾 ∈ ℤ )
2 fzunt1d.l ( 𝜑𝐿 ∈ ℤ )
3 fzunt1d.m ( 𝜑𝑀 ∈ ℤ )
4 fzunt1d.n ( 𝜑𝑁 ∈ ℤ )
5 fzunt1d.km ( 𝜑𝐾𝑀 )
6 fzunt1d.ml ( 𝜑𝑀𝐿 )
7 fzunt1d.ln ( 𝜑𝐿𝑁 )
8 zre ( 𝑗 ∈ ℤ → 𝑗 ∈ ℝ )
9 simplr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑗𝐿 ) → 𝑗 ∈ ℝ )
10 2 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑗𝐿 ) → 𝐿 ∈ ℤ )
11 10 zred ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑗𝐿 ) → 𝐿 ∈ ℝ )
12 4 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑗𝐿 ) → 𝑁 ∈ ℤ )
13 12 zred ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑗𝐿 ) → 𝑁 ∈ ℝ )
14 simpr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑗𝐿 ) → 𝑗𝐿 )
15 7 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑗𝐿 ) → 𝐿𝑁 )
16 9 11 13 14 15 letrd ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑗𝐿 ) → 𝑗𝑁 )
17 16 ex ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → ( 𝑗𝐿𝑗𝑁 ) )
18 17 anim2d ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → ( ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) → ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) )
19 1 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑀𝑗 ) → 𝐾 ∈ ℤ )
20 19 zred ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑀𝑗 ) → 𝐾 ∈ ℝ )
21 3 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑀𝑗 ) → 𝑀 ∈ ℤ )
22 21 zred ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑀𝑗 ) → 𝑀 ∈ ℝ )
23 simplr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑀𝑗 ) → 𝑗 ∈ ℝ )
24 5 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑀𝑗 ) → 𝐾𝑀 )
25 simpr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑀𝑗 ) → 𝑀𝑗 )
26 20 22 23 24 25 letrd ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑀𝑗 ) → 𝐾𝑗 )
27 26 ex ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → ( 𝑀𝑗𝐾𝑗 ) )
28 27 anim1d ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → ( ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) → ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) )
29 18 28 jaod ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → ( ( ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ∨ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) → ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) )
30 orc ( 𝐾𝑗 → ( 𝐾𝑗𝑀𝑗 ) )
31 orc ( 𝐾𝑗 → ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) )
32 30 31 jca ( 𝐾𝑗 → ( ( 𝐾𝑗𝑀𝑗 ) ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) )
33 32 ad2antrl ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) → ( ( 𝐾𝑗𝑀𝑗 ) ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) )
34 simpr ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → 𝑗 ∈ ℝ )
35 2 adantr ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → 𝐿 ∈ ℤ )
36 35 zred ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → 𝐿 ∈ ℝ )
37 14 orcd ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝑗𝐿 ) → ( 𝑗𝐿𝑀𝑗 ) )
38 3 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝐿𝑗 ) → 𝑀 ∈ ℤ )
39 38 zred ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝐿𝑗 ) → 𝑀 ∈ ℝ )
40 2 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝐿𝑗 ) → 𝐿 ∈ ℤ )
41 40 zred ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝐿𝑗 ) → 𝐿 ∈ ℝ )
42 simplr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝐿𝑗 ) → 𝑗 ∈ ℝ )
43 6 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝐿𝑗 ) → 𝑀𝐿 )
44 simpr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝐿𝑗 ) → 𝐿𝑗 )
45 39 41 42 43 44 letrd ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝐿𝑗 ) → 𝑀𝑗 )
46 45 olcd ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ 𝐿𝑗 ) → ( 𝑗𝐿𝑀𝑗 ) )
47 34 36 37 46 lecasei ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → ( 𝑗𝐿𝑀𝑗 ) )
48 47 adantr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) → ( 𝑗𝐿𝑀𝑗 ) )
49 simprr ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) → 𝑗𝑁 )
50 49 olcd ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) → ( 𝑗𝐿𝑗𝑁 ) )
51 48 50 jca ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) → ( ( 𝑗𝐿𝑀𝑗 ) ∧ ( 𝑗𝐿𝑗𝑁 ) ) )
52 orddi ( ( ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ∨ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) ↔ ( ( ( 𝐾𝑗𝑀𝑗 ) ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝑗𝐿𝑀𝑗 ) ∧ ( 𝑗𝐿𝑗𝑁 ) ) ) )
53 33 51 52 sylanbrc ( ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) → ( ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ∨ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) )
54 53 ex ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → ( ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) → ( ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ∨ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) ) )
55 29 54 impbid ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℝ ) → ( ( ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ∨ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) ↔ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) )
56 8 55 sylan2 ( ( 𝜑𝑗 ∈ ℤ ) → ( ( ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ∨ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) ↔ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) )
57 56 pm5.32da ( 𝜑 → ( ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ∨ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) ) )
58 elfz1 ( ( 𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝐿 ∈ ℤ ) → ( 𝑗 ∈ ( 𝐾 ... 𝐿 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ) )
59 1 2 58 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝑗 ∈ ( 𝐾 ... 𝐿 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ) )
60 3anass ( ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ) )
61 59 60 bitrdi ( 𝜑 → ( 𝑗 ∈ ( 𝐾 ... 𝐿 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ) ) )
62 elfz1 ( ( 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ) → ( 𝑗 ∈ ( 𝑀 ... 𝑁 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) )
63 3 4 62 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝑗 ∈ ( 𝑀 ... 𝑁 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) )
64 3anass ( ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) )
65 63 64 bitrdi ( 𝜑 → ( 𝑗 ∈ ( 𝑀 ... 𝑁 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) ) )
66 61 65 orbi12d ( 𝜑 → ( ( 𝑗 ∈ ( 𝐾 ... 𝐿 ) ∨ 𝑗 ∈ ( 𝑀 ... 𝑁 ) ) ↔ ( ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ) ∨ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) ) ) )
67 elun ( 𝑗 ∈ ( ( 𝐾 ... 𝐿 ) ∪ ( 𝑀 ... 𝑁 ) ) ↔ ( 𝑗 ∈ ( 𝐾 ... 𝐿 ) ∨ 𝑗 ∈ ( 𝑀 ... 𝑁 ) ) )
68 andi ( ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ∨ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) ) ↔ ( ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ) ∨ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) ) )
69 66 67 68 3bitr4g ( 𝜑 → ( 𝑗 ∈ ( ( 𝐾 ... 𝐿 ) ∪ ( 𝑀 ... 𝑁 ) ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( ( 𝐾𝑗𝑗𝐿 ) ∨ ( 𝑀𝑗𝑗𝑁 ) ) ) ) )
70 elfz1 ( ( 𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ) → ( 𝑗 ∈ ( 𝐾 ... 𝑁 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) )
71 1 4 70 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝑗 ∈ ( 𝐾 ... 𝑁 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) )
72 3anass ( ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) )
73 71 72 bitrdi ( 𝜑 → ( 𝑗 ∈ ( 𝐾 ... 𝑁 ) ↔ ( 𝑗 ∈ ℤ ∧ ( 𝐾𝑗𝑗𝑁 ) ) ) )
74 57 69 73 3bitr4d ( 𝜑 → ( 𝑗 ∈ ( ( 𝐾 ... 𝐿 ) ∪ ( 𝑀 ... 𝑁 ) ) ↔ 𝑗 ∈ ( 𝐾 ... 𝑁 ) ) )
75 74 eqrdv ( 𝜑 → ( ( 𝐾 ... 𝐿 ) ∪ ( 𝑀 ... 𝑁 ) ) = ( 𝐾 ... 𝑁 ) )