MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fsumm1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fsumm1 14524
Description: Separate out the last term in a finite sum. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumm1.1 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
fsumm1.2 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
fsumm1.3 (𝑘 = 𝑁𝐴 = 𝐵)
Assertion
Ref Expression
fsumm1 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))𝐴 + 𝐵))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑘   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘
Allowed substitution hint:   𝐴(𝑘)

Proof of Theorem fsumm1
StepHypRef Expression
1 fsumm1.1 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
2 eluzelz 11735 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
31, 2syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
4 fzsn 12421 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁...𝑁) = {𝑁})
53, 4syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁...𝑁) = {𝑁})
65ineq2d 3847 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∩ (𝑁...𝑁)) = ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∩ {𝑁}))
73zred 11520 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
87ltm1d 10994 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 − 1) < 𝑁)
9 fzdisj 12406 . . . . 5 ((𝑁 − 1) < 𝑁 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∩ (𝑁...𝑁)) = ∅)
108, 9syl 17 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∩ (𝑁...𝑁)) = ∅)
116, 10eqtr3d 2687 . . 3 (𝜑 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∩ {𝑁}) = ∅)
12 eluzel2 11730 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀 ∈ ℤ)
131, 12syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
14 peano2zm 11458 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℤ → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
1513, 14syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
1613zcnd 11521 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ∈ ℂ)
17 ax-1cn 10032 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℂ
18 npcan 10328 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑀 − 1) + 1) = 𝑀)
1916, 17, 18sylancl 695 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑀 − 1) + 1) = 𝑀)
2019fveq2d 6233 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℤ‘((𝑀 − 1) + 1)) = (ℤ𝑀))
211, 20eleqtrrd 2733 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘((𝑀 − 1) + 1)))
22 eluzp1m1 11749 . . . . . . 7 (((𝑀 − 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘((𝑀 − 1) + 1))) → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(𝑀 − 1)))
2315, 21, 22syl2anc 694 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(𝑀 − 1)))
24 fzsuc2 12436 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ‘(𝑀 − 1))) → (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)) = ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {((𝑁 − 1) + 1)}))
2513, 23, 24syl2anc 694 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)) = ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {((𝑁 − 1) + 1)}))
263zcnd 11521 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
27 npcan 10328 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2826, 17, 27sylancl 695 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2928oveq2d 6706 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)) = (𝑀...𝑁))
3025, 29eqtr3d 2687 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {((𝑁 − 1) + 1)}) = (𝑀...𝑁))
3128sneqd 4222 . . . . 5 (𝜑 → {((𝑁 − 1) + 1)} = {𝑁})
3231uneq2d 3800 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {((𝑁 − 1) + 1)}) = ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {𝑁}))
3330, 32eqtr3d 2687 . . 3 (𝜑 → (𝑀...𝑁) = ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {𝑁}))
34 fzfid 12812 . . 3 (𝜑 → (𝑀...𝑁) ∈ Fin)
35 fsumm1.2 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
3611, 33, 34, 35fsumsplit 14515 . 2 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))𝐴 + Σ𝑘 ∈ {𝑁}𝐴))
37 eluzfz2 12387 . . . . . 6 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
381, 37syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
3935ralrimiva 2995 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 ∈ ℂ)
40 fsumm1.3 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝑁𝐴 = 𝐵)
4140eleq1d 2715 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑁 → (𝐴 ∈ ℂ ↔ 𝐵 ∈ ℂ))
4241rspcv 3336 . . . . 5 (𝑁 ∈ (𝑀...𝑁) → (∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 ∈ ℂ → 𝐵 ∈ ℂ))
4338, 39, 42sylc 65 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
4440sumsn 14519 . . . 4 ((𝑁 ∈ (ℤ𝑀) ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ {𝑁}𝐴 = 𝐵)
451, 43, 44syl2anc 694 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ {𝑁}𝐴 = 𝐵)
4645oveq2d 6706 . 2 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))𝐴 + Σ𝑘 ∈ {𝑁}𝐴) = (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))𝐴 + 𝐵))
4736, 46eqtrd 2685 1 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))𝐴 + 𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  wral 2941  cun 3605  cin 3606  c0 3948  {csn 4210   class class class wbr 4685  cfv 5926  (class class class)co 6690  cc 9972  1c1 9975   + caddc 9977   < clt 10112  cmin 10304  cz 11415  cuz 11725  ...cfz 12364  Σcsu 14460
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-oi 8456  df-card 8803  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-seq 12842  df-exp 12901  df-hash 13158  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-clim 14263  df-sum 14461
This theorem is referenced by:  fzosump1  14525  fsump1  14531  telfsumo  14578  fsumparts  14582  binom1dif  14609  bpolysum  14828  bpolydiflem  14829  pwp1fsum  15161  prmreclem4  15670  ovolicc2lem4  23334  dvfsumlem1  23834  abelthlem6  24235  log2ublem2  24719  harmonicbnd4  24782  ftalem1  24844  ftalem5  24848  chpp1  24926  1sgmprm  24969  chtublem  24981  logdivbnd  25290  pntrlog2bndlem1  25311  knoppndvlem15  32642  mettrifi  33683  stoweidlem17  40552  pwdif  41826  nnsum4primeseven  42013  nnsum4primesevenALTV  42014
  Copyright terms: Public domain W3C validator