Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  flcidc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem flcidc 38264
Description: Finite linear combinations with an indicator function. (Contributed by Stefan O'Rear, 5-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
flcidc.f (𝜑𝐹 = (𝑗𝑆 ↦ if(𝑗 = 𝐾, 1, 0)))
flcidc.s (𝜑𝑆 ∈ Fin)
flcidc.k (𝜑𝐾𝑆)
flcidc.b ((𝜑𝑖𝑆) → 𝐵 ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
flcidc (𝜑 → Σ𝑖𝑆 ((𝐹𝑖) · 𝐵) = 𝐾 / 𝑖𝐵)
Distinct variable groups:   𝜑,𝑖,𝑗   𝑖,𝐹   𝑆,𝑖,𝑗   𝑖,𝐾,𝑗   𝐵,𝑗
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑖)   𝐹(𝑗)

Proof of Theorem flcidc
StepHypRef Expression
1 flcidc.f . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 = (𝑗𝑆 ↦ if(𝑗 = 𝐾, 1, 0)))
21fveq1d 6355 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐹𝑖) = ((𝑗𝑆 ↦ if(𝑗 = 𝐾, 1, 0))‘𝑖))
32adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → (𝐹𝑖) = ((𝑗𝑆 ↦ if(𝑗 = 𝐾, 1, 0))‘𝑖))
4 flcidc.k . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐾𝑆)
54snssd 4485 . . . . . . . . 9 (𝜑 → {𝐾} ⊆ 𝑆)
65sselda 3744 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → 𝑖𝑆)
7 eqeq1 2764 . . . . . . . . . 10 (𝑗 = 𝑖 → (𝑗 = 𝐾𝑖 = 𝐾))
87ifbid 4252 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑖 → if(𝑗 = 𝐾, 1, 0) = if(𝑖 = 𝐾, 1, 0))
9 eqid 2760 . . . . . . . . 9 (𝑗𝑆 ↦ if(𝑗 = 𝐾, 1, 0)) = (𝑗𝑆 ↦ if(𝑗 = 𝐾, 1, 0))
10 1ex 10247 . . . . . . . . . 10 1 ∈ V
11 c0ex 10246 . . . . . . . . . 10 0 ∈ V
1210, 11ifex 4300 . . . . . . . . 9 if(𝑖 = 𝐾, 1, 0) ∈ V
138, 9, 12fvmpt 6445 . . . . . . . 8 (𝑖𝑆 → ((𝑗𝑆 ↦ if(𝑗 = 𝐾, 1, 0))‘𝑖) = if(𝑖 = 𝐾, 1, 0))
146, 13syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → ((𝑗𝑆 ↦ if(𝑗 = 𝐾, 1, 0))‘𝑖) = if(𝑖 = 𝐾, 1, 0))
153, 14eqtrd 2794 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → (𝐹𝑖) = if(𝑖 = 𝐾, 1, 0))
16 elsni 4338 . . . . . . . 8 (𝑖 ∈ {𝐾} → 𝑖 = 𝐾)
1716iftrued 4238 . . . . . . 7 (𝑖 ∈ {𝐾} → if(𝑖 = 𝐾, 1, 0) = 1)
1817adantl 473 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → if(𝑖 = 𝐾, 1, 0) = 1)
1915, 18eqtrd 2794 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → (𝐹𝑖) = 1)
2019oveq1d 6829 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → ((𝐹𝑖) · 𝐵) = (1 · 𝐵))
21 flcidc.b . . . . . 6 ((𝜑𝑖𝑆) → 𝐵 ∈ ℂ)
226, 21syldan 488 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → 𝐵 ∈ ℂ)
2322mulid2d 10270 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → (1 · 𝐵) = 𝐵)
2420, 23eqtrd 2794 . . 3 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → ((𝐹𝑖) · 𝐵) = 𝐵)
2524sumeq2dv 14652 . 2 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ {𝐾} ((𝐹𝑖) · 𝐵) = Σ𝑖 ∈ {𝐾}𝐵)
26 ax-1cn 10206 . . . . . 6 1 ∈ ℂ
27 0cn 10244 . . . . . 6 0 ∈ ℂ
2826, 27keepel 4299 . . . . 5 if(𝑖 = 𝐾, 1, 0) ∈ ℂ
2915, 28syl6eqel 2847 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → (𝐹𝑖) ∈ ℂ)
3029, 22mulcld 10272 . . 3 ((𝜑𝑖 ∈ {𝐾}) → ((𝐹𝑖) · 𝐵) ∈ ℂ)
312adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾})) → (𝐹𝑖) = ((𝑗𝑆 ↦ if(𝑗 = 𝐾, 1, 0))‘𝑖))
32 eldifi 3875 . . . . . . . . 9 (𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾}) → 𝑖𝑆)
3332adantl 473 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾})) → 𝑖𝑆)
3433, 13syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾})) → ((𝑗𝑆 ↦ if(𝑗 = 𝐾, 1, 0))‘𝑖) = if(𝑖 = 𝐾, 1, 0))
3531, 34eqtrd 2794 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾})) → (𝐹𝑖) = if(𝑖 = 𝐾, 1, 0))
36 eldifn 3876 . . . . . . . . 9 (𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾}) → ¬ 𝑖 ∈ {𝐾})
37 velsn 4337 . . . . . . . . 9 (𝑖 ∈ {𝐾} ↔ 𝑖 = 𝐾)
3836, 37sylnib 317 . . . . . . . 8 (𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾}) → ¬ 𝑖 = 𝐾)
3938iffalsed 4241 . . . . . . 7 (𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾}) → if(𝑖 = 𝐾, 1, 0) = 0)
4039adantl 473 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾})) → if(𝑖 = 𝐾, 1, 0) = 0)
4135, 40eqtrd 2794 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾})) → (𝐹𝑖) = 0)
4241oveq1d 6829 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾})) → ((𝐹𝑖) · 𝐵) = (0 · 𝐵))
4333, 21syldan 488 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾})) → 𝐵 ∈ ℂ)
4443mul02d 10446 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾})) → (0 · 𝐵) = 0)
4542, 44eqtrd 2794 . . 3 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑆 ∖ {𝐾})) → ((𝐹𝑖) · 𝐵) = 0)
46 flcidc.s . . 3 (𝜑𝑆 ∈ Fin)
475, 30, 45, 46fsumss 14675 . 2 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ {𝐾} ((𝐹𝑖) · 𝐵) = Σ𝑖𝑆 ((𝐹𝑖) · 𝐵))
48 eleq1 2827 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝐾 → (𝑗𝑆𝐾𝑆))
4948anbi2d 742 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝐾 → ((𝜑𝑗𝑆) ↔ (𝜑𝐾𝑆)))
50 csbeq1 3677 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝐾𝑗 / 𝑖𝐵 = 𝐾 / 𝑖𝐵)
5150eleq1d 2824 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝐾 → (𝑗 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ ↔ 𝐾 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ))
5249, 51imbi12d 333 . . . . . 6 (𝑗 = 𝐾 → (((𝜑𝑗𝑆) → 𝑗 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ) ↔ ((𝜑𝐾𝑆) → 𝐾 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ)))
53 nfv 1992 . . . . . . . 8 𝑖(𝜑𝑗𝑆)
54 nfcsb1v 3690 . . . . . . . . 9 𝑖𝑗 / 𝑖𝐵
5554nfel1 2917 . . . . . . . 8 𝑖𝑗 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ
5653, 55nfim 1974 . . . . . . 7 𝑖((𝜑𝑗𝑆) → 𝑗 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ)
57 eleq1 2827 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑗 → (𝑖𝑆𝑗𝑆))
5857anbi2d 742 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝑗 → ((𝜑𝑖𝑆) ↔ (𝜑𝑗𝑆)))
59 csbeq1a 3683 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑗𝐵 = 𝑗 / 𝑖𝐵)
6059eleq1d 2824 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝑗 → (𝐵 ∈ ℂ ↔ 𝑗 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ))
6158, 60imbi12d 333 . . . . . . 7 (𝑖 = 𝑗 → (((𝜑𝑖𝑆) → 𝐵 ∈ ℂ) ↔ ((𝜑𝑗𝑆) → 𝑗 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ)))
6256, 61, 21chvar 2407 . . . . . 6 ((𝜑𝑗𝑆) → 𝑗 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ)
6352, 62vtoclg 3406 . . . . 5 (𝐾𝑆 → ((𝜑𝐾𝑆) → 𝐾 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ))
6463anabsi7 895 . . . 4 ((𝜑𝐾𝑆) → 𝐾 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ)
654, 64mpdan 705 . . 3 (𝜑𝐾 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ)
66 sumsns 14698 . . 3 ((𝐾𝑆𝐾 / 𝑖𝐵 ∈ ℂ) → Σ𝑖 ∈ {𝐾}𝐵 = 𝐾 / 𝑖𝐵)
674, 65, 66syl2anc 696 . 2 (𝜑 → Σ𝑖 ∈ {𝐾}𝐵 = 𝐾 / 𝑖𝐵)
6825, 47, 673eqtr3d 2802 1 (𝜑 → Σ𝑖𝑆 ((𝐹𝑖) · 𝐵) = 𝐾 / 𝑖𝐵)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1632  wcel 2139  csb 3674  cdif 3712  ifcif 4230  {csn 4321  cmpt 4881  cfv 6049  (class class class)co 6814  Fincfn 8123  cc 10146  0cc0 10148  1c1 10149   · cmul 10153  Σcsu 14635
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  ax-inf2 8713  ax-cnex 10204  ax-resscn 10205  ax-1cn 10206  ax-icn 10207  ax-addcl 10208  ax-addrcl 10209  ax-mulcl 10210  ax-mulrcl 10211  ax-mulcom 10212  ax-addass 10213  ax-mulass 10214  ax-distr 10215  ax-i2m1 10216  ax-1ne0 10217  ax-1rid 10218  ax-rnegex 10219  ax-rrecex 10220  ax-cnre 10221  ax-pre-lttri 10222  ax-pre-lttrn 10223  ax-pre-ltadd 10224  ax-pre-mulgt0 10225  ax-pre-sup 10226
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-fal 1638  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-se 5226  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-isom 6058  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-om 7232  df-1st 7334  df-2nd 7335  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-1o 7730  df-oadd 7734  df-er 7913  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  df-fin 8127  df-sup 8515  df-oi 8582  df-card 8975  df-pnf 10288  df-mnf 10289  df-xr 10290  df-ltxr 10291  df-le 10292  df-sub 10480  df-neg 10481  df-div 10897  df-nn 11233  df-2 11291  df-3 11292  df-n0 11505  df-z 11590  df-uz 11900  df-rp 12046  df-fz 12540  df-fzo 12680  df-seq 13016  df-exp 13075  df-hash 13332  df-cj 14058  df-re 14059  df-im 14060  df-sqrt 14194  df-abs 14195  df-clim 14438  df-sum 14636
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator