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

Theorem fsumvma 24851
Description: Rewrite a sum over the von Mangoldt function as a sum over prime powers. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumvma.1 (𝑥 = (𝑝𝑘) → 𝐵 = 𝐶)
fsumvma.2 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
fsumvma.3 (𝜑𝐴 ⊆ ℕ)
fsumvma.4 (𝜑𝑃 ∈ Fin)
fsumvma.5 (𝜑 → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) ↔ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)))
fsumvma.6 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
fsumvma.7 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0)) → 𝐵 = 0)
Assertion
Ref Expression
fsumvma (𝜑 → Σ𝑥𝐴 𝐵 = Σ𝑝𝑃 Σ𝑘𝐾 𝐶)
Distinct variable groups:   𝑘,𝑝,𝑥,𝐴   𝑥,𝐶   𝑘,𝐾,𝑥   𝜑,𝑘,𝑝,𝑥   𝐵,𝑘,𝑝   𝑃,𝑘,𝑝,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑘,𝑝)   𝐾(𝑝)

Proof of Theorem fsumvma
Dummy variables 𝑎 𝑧 𝑏 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fvex 6163 . . . . 5 (↑‘𝑧) ∈ V
21a1i 11 . . . 4 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) ∈ V)
3 fveq2 6153 . . . . . . . 8 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) = (↑‘⟨𝑝, 𝑘⟩))
4 df-ov 6613 . . . . . . . 8 (𝑝𝑘) = (↑‘⟨𝑝, 𝑘⟩)
53, 4syl6eqr 2673 . . . . . . 7 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) = (𝑝𝑘))
65eqeq2d 2631 . . . . . 6 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (𝑥 = (↑‘𝑧) ↔ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
76biimpa 501 . . . . 5 ((𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ 𝑥 = (↑‘𝑧)) → 𝑥 = (𝑝𝑘))
8 fsumvma.1 . . . . 5 (𝑥 = (𝑝𝑘) → 𝐵 = 𝐶)
97, 8syl 17 . . . 4 ((𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ 𝑥 = (↑‘𝑧)) → 𝐵 = 𝐶)
102, 9csbied 3545 . . 3 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) / 𝑥𝐵 = 𝐶)
11 fsumvma.4 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ Fin)
12 fsumvma.2 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
1312adantr 481 . . . 4 ((𝜑𝑝𝑃) → 𝐴 ∈ Fin)
14 fsumvma.5 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) ↔ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)))
1514biimpd 219 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)))
1615impl 649 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑘𝐾) → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴))
1716simprd 479 . . . . . 6 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑘𝐾) → (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)
1817ex 450 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑃) → (𝑘𝐾 → (𝑝𝑘) ∈ 𝐴))
1916simpld 475 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑘𝐾) → (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))
2019simpld 475 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑘𝐾) → 𝑝 ∈ ℙ)
2120adantrr 752 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ (𝑘𝐾𝑧𝐾)) → 𝑝 ∈ ℙ)
2219simprd 479 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑘𝐾) → 𝑘 ∈ ℕ)
2322adantrr 752 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ (𝑘𝐾𝑧𝐾)) → 𝑘 ∈ ℕ)
2422ex 450 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑝𝑃) → (𝑘𝐾𝑘 ∈ ℕ))
2524ssrdv 3593 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑝𝑃) → 𝐾 ⊆ ℕ)
2625sselda 3587 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ 𝑧𝐾) → 𝑧 ∈ ℕ)
2726adantrl 751 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ (𝑘𝐾𝑧𝐾)) → 𝑧 ∈ ℕ)
28 eqid 2621 . . . . . . . 8 𝑝 = 𝑝
29 prmexpb 15361 . . . . . . . . 9 (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ)) → ((𝑝𝑘) = (𝑝𝑧) ↔ (𝑝 = 𝑝𝑘 = 𝑧)))
3029baibd 947 . . . . . . . 8 ((((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ)) ∧ 𝑝 = 𝑝) → ((𝑝𝑘) = (𝑝𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧))
3128, 30mpan2 706 . . . . . . 7 (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ)) → ((𝑝𝑘) = (𝑝𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧))
3221, 21, 23, 27, 31syl22anc 1324 . . . . . 6 (((𝜑𝑝𝑃) ∧ (𝑘𝐾𝑧𝐾)) → ((𝑝𝑘) = (𝑝𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧))
3332ex 450 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑃) → ((𝑘𝐾𝑧𝐾) → ((𝑝𝑘) = (𝑝𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧)))
3418, 33dom2lem 7946 . . . 4 ((𝜑𝑝𝑃) → (𝑘𝐾 ↦ (𝑝𝑘)):𝐾1-1𝐴)
35 f1fi 8204 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑘𝐾 ↦ (𝑝𝑘)):𝐾1-1𝐴) → 𝐾 ∈ Fin)
3613, 34, 35syl2anc 692 . . 3 ((𝜑𝑝𝑃) → 𝐾 ∈ Fin)
3714simplbda 653 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)
38 fsumvma.6 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
3938ralrimiva 2961 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
4039adantr 481 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → ∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
418eleq1d 2683 . . . . 5 (𝑥 = (𝑝𝑘) → (𝐵 ∈ ℂ ↔ 𝐶 ∈ ℂ))
4241rspcv 3294 . . . 4 ((𝑝𝑘) ∈ 𝐴 → (∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ ℂ → 𝐶 ∈ ℂ))
4337, 40, 42sylc 65 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → 𝐶 ∈ ℂ)
4410, 11, 36, 43fsum2d 14437 . 2 (𝜑 → Σ𝑝𝑃 Σ𝑘𝐾 𝐶 = Σ𝑧 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)(↑‘𝑧) / 𝑥𝐵)
45 nfcv 2761 . . . 4 𝑦𝐵
46 nfcsb1v 3534 . . . 4 𝑥𝑦 / 𝑥𝐵
47 csbeq1a 3527 . . . 4 (𝑥 = 𝑦𝐵 = 𝑦 / 𝑥𝐵)
4845, 46, 47cbvsumi 14368 . . 3 Σ𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝐵 = Σ𝑦 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝑦 / 𝑥𝐵
49 csbeq1 3521 . . . 4 (𝑦 = (↑‘𝑧) → 𝑦 / 𝑥𝐵 = (↑‘𝑧) / 𝑥𝐵)
50 snfi 7989 . . . . . . 7 {𝑝} ∈ Fin
51 xpfi 8182 . . . . . . 7 (({𝑝} ∈ Fin ∧ 𝐾 ∈ Fin) → ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
5250, 36, 51sylancr 694 . . . . . 6 ((𝜑𝑝𝑃) → ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
5352ralrimiva 2961 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
54 iunfi 8205 . . . . 5 ((𝑃 ∈ Fin ∧ ∀𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin) → 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
5511, 53, 54syl2anc 692 . . . 4 (𝜑 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
56 fvex 6163 . . . . . . 7 (↑‘𝑎) ∈ V
57562a1i 12 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → (↑‘𝑎) ∈ V))
58 eliunxp 5224 . . . . . . . . 9 (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↔ ∃𝑝𝑘(𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)))
5914simprbda 652 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))
60 opelxp 5111 . . . . . . . . . . . . . 14 (⟨𝑝, 𝑘⟩ ∈ (ℙ × ℕ) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))
6159, 60sylibr 224 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∈ (ℙ × ℕ))
62 eleq1 2686 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ↔ ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∈ (ℙ × ℕ)))
6361, 62syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6463impancom 456 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩) → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6564expimpd 628 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6665exlimdvv 1859 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∃𝑝𝑘(𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6758, 66syl5bi 232 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6867ssrdv 3593 . . . . . . . . 9 (𝜑 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ⊆ (ℙ × ℕ))
6968sseld 3586 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑏 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)))
7067, 69anim12d 585 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∧ 𝑏 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ))))
71 1st2nd2 7157 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → 𝑎 = ⟨(1st𝑎), (2nd𝑎)⟩)
7271fveq2d 6157 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑎) = (↑‘⟨(1st𝑎), (2nd𝑎)⟩))
73 df-ov 6613 . . . . . . . . . 10 ((1st𝑎)↑(2nd𝑎)) = (↑‘⟨(1st𝑎), (2nd𝑎)⟩)
7472, 73syl6eqr 2673 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑎) = ((1st𝑎)↑(2nd𝑎)))
75 1st2nd2 7157 . . . . . . . . . . 11 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → 𝑏 = ⟨(1st𝑏), (2nd𝑏)⟩)
7675fveq2d 6157 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑏) = (↑‘⟨(1st𝑏), (2nd𝑏)⟩))
77 df-ov 6613 . . . . . . . . . 10 ((1st𝑏)↑(2nd𝑏)) = (↑‘⟨(1st𝑏), (2nd𝑏)⟩)
7876, 77syl6eqr 2673 . . . . . . . . 9 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑏) = ((1st𝑏)↑(2nd𝑏)))
7974, 78eqeqan12d 2637 . . . . . . . 8 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → ((↑‘𝑎) = (↑‘𝑏) ↔ ((1st𝑎)↑(2nd𝑎)) = ((1st𝑏)↑(2nd𝑏))))
80 xp1st 7150 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (1st𝑎) ∈ ℙ)
81 xp2nd 7151 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (2nd𝑎) ∈ ℕ)
8280, 81jca 554 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → ((1st𝑎) ∈ ℙ ∧ (2nd𝑎) ∈ ℕ))
83 xp1st 7150 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (1st𝑏) ∈ ℙ)
84 xp2nd 7151 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (2nd𝑏) ∈ ℕ)
8583, 84jca 554 . . . . . . . . 9 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → ((1st𝑏) ∈ ℙ ∧ (2nd𝑏) ∈ ℕ))
86 prmexpb 15361 . . . . . . . . . 10 ((((1st𝑎) ∈ ℙ ∧ (1st𝑏) ∈ ℙ) ∧ ((2nd𝑎) ∈ ℕ ∧ (2nd𝑏) ∈ ℕ)) → (((1st𝑎)↑(2nd𝑎)) = ((1st𝑏)↑(2nd𝑏)) ↔ ((1st𝑎) = (1st𝑏) ∧ (2nd𝑎) = (2nd𝑏))))
8786an4s 868 . . . . . . . . 9 ((((1st𝑎) ∈ ℙ ∧ (2nd𝑎) ∈ ℕ) ∧ ((1st𝑏) ∈ ℙ ∧ (2nd𝑏) ∈ ℕ)) → (((1st𝑎)↑(2nd𝑎)) = ((1st𝑏)↑(2nd𝑏)) ↔ ((1st𝑎) = (1st𝑏) ∧ (2nd𝑎) = (2nd𝑏))))
8882, 85, 87syl2an 494 . . . . . . . 8 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → (((1st𝑎)↑(2nd𝑎)) = ((1st𝑏)↑(2nd𝑏)) ↔ ((1st𝑎) = (1st𝑏) ∧ (2nd𝑎) = (2nd𝑏))))
89 xpopth 7159 . . . . . . . 8 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → (((1st𝑎) = (1st𝑏) ∧ (2nd𝑎) = (2nd𝑏)) ↔ 𝑎 = 𝑏))
9079, 88, 893bitrd 294 . . . . . . 7 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → ((↑‘𝑎) = (↑‘𝑏) ↔ 𝑎 = 𝑏))
9170, 90syl6 35 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∧ 𝑏 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → ((↑‘𝑎) = (↑‘𝑏) ↔ 𝑎 = 𝑏)))
9257, 91dom2lem 7946 . . . . 5 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1→V)
93 f1f1orn 6110 . . . . 5 ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1→V → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1-onto→ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))
9492, 93syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1-onto→ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))
95 fveq2 6153 . . . . . 6 (𝑎 = 𝑧 → (↑‘𝑎) = (↑‘𝑧))
96 eqid 2621 . . . . . 6 (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) = (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))
9795, 96, 1fvmpt 6244 . . . . 5 (𝑧 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))‘𝑧) = (↑‘𝑧))
9897adantl 482 . . . 4 ((𝜑𝑧 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))‘𝑧) = (↑‘𝑧))
99 fveq2 6153 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑎) = (↑‘⟨𝑝, 𝑘⟩))
10099, 4syl6eqr 2673 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑎) = (𝑝𝑘))
101100eleq1d 2683 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → ((↑‘𝑎) ∈ 𝐴 ↔ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴))
10237, 101syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
103102impancom 456 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩) → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
104103expimpd 628 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
105104exlimdvv 1859 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (∃𝑝𝑘(𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
10658, 105syl5bi 232 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
107106imp 445 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴)
108107, 96fmptd 6346 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)⟶𝐴)
109 frn 6015 . . . . . . 7 ((𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)): 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)⟶𝐴 → ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ⊆ 𝐴)
110108, 109syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ⊆ 𝐴)
111110sselda 3587 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝑦𝐴)
11246nfel1 2775 . . . . . . 7 𝑥𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ ℂ
11347eleq1d 2683 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (𝐵 ∈ ℂ ↔ 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ ℂ))
114112, 113rspc 3292 . . . . . 6 (𝑦𝐴 → (∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ ℂ → 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ ℂ))
11539, 114mpan9 486 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ ℂ)
116111, 115syldan 487 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ ℂ)
11749, 55, 94, 98, 116fsumf1o 14394 . . 3 (𝜑 → Σ𝑦 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝑦 / 𝑥𝐵 = Σ𝑧 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)(↑‘𝑧) / 𝑥𝐵)
11848, 117syl5eq 2667 . 2 (𝜑 → Σ𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝐵 = Σ𝑧 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)(↑‘𝑧) / 𝑥𝐵)
119110sselda 3587 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝑥𝐴)
120119, 38syldan 487 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝐵 ∈ ℂ)
121 eldif 3569 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝐴 ∖ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) ↔ (𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))))
12296, 56elrnmpti 5341 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ↔ ∃𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)𝑥 = (↑‘𝑎))
123100eqeq2d 2631 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (𝑥 = (↑‘𝑎) ↔ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
124123rexiunxp 5227 . . . . . . . . . 10 (∃𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾)𝑥 = (↑‘𝑎) ↔ ∃𝑝𝑃𝑘𝐾 𝑥 = (𝑝𝑘))
125122, 124bitri 264 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ↔ ∃𝑝𝑃𝑘𝐾 𝑥 = (𝑝𝑘))
126 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) → 𝑥 = (𝑝𝑘))
127 simplr 791 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) → 𝑥𝐴)
128126, 127eqeltrrd 2699 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) → (𝑝𝑘) ∈ 𝐴)
12914rbaibd 948 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴) → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
130129adantlr 750 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ (𝑝𝑘) ∈ 𝐴) → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
131128, 130syldan 487 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) → ((𝑝𝑃𝑘𝐾) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
132131pm5.32da 672 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝐴) → ((𝑥 = (𝑝𝑘) ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)) ↔ (𝑥 = (𝑝𝑘) ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))))
133 ancom 466 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑝𝑃𝑘𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) ↔ (𝑥 = (𝑝𝑘) ∧ (𝑝𝑃𝑘𝐾)))
134 ancom 466 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) ↔ (𝑥 = (𝑝𝑘) ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
135132, 133, 1343bitr4g 303 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐴) → (((𝑝𝑃𝑘𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) ↔ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘))))
1361352exbidv 1849 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝐴) → (∃𝑝𝑘((𝑝𝑃𝑘𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)) ↔ ∃𝑝𝑘((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘))))
137 r2ex 3055 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑝𝑃𝑘𝐾 𝑥 = (𝑝𝑘) ↔ ∃𝑝𝑘((𝑝𝑃𝑘𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
138 r2ex 3055 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝𝑘) ↔ ∃𝑝𝑘((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
139136, 137, 1383bitr4g 303 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐴) → (∃𝑝𝑃𝑘𝐾 𝑥 = (𝑝𝑘) ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
140 fsumvma.3 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐴 ⊆ ℕ)
141140sselda 3587 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℕ)
142 isppw2 24754 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℕ → ((Λ‘𝑥) ≠ 0 ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
143141, 142syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐴) → ((Λ‘𝑥) ≠ 0 ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝𝑘)))
144139, 143bitr4d 271 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → (∃𝑝𝑃𝑘𝐾 𝑥 = (𝑝𝑘) ↔ (Λ‘𝑥) ≠ 0))
145125, 144syl5bb 272 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ↔ (Λ‘𝑥) ≠ 0))
146145necon2bbid 2833 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → ((Λ‘𝑥) = 0 ↔ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))))
147146pm5.32da 672 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0) ↔ (𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))))
148 fsumvma.7 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0)) → 𝐵 = 0)
149148ex 450 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0) → 𝐵 = 0))
150147, 149sylbird 250 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝐵 = 0))
151121, 150syl5bi 232 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴 ∖ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝐵 = 0))
152151imp 445 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴 ∖ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))) → 𝐵 = 0)
153110, 120, 152, 12fsumss 14396 . 2 (𝜑 → Σ𝑥 ∈ ran (𝑎 𝑝𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝐵 = Σ𝑥𝐴 𝐵)
15444, 118, 1533eqtr2rd 2662 1 (𝜑 → Σ𝑥𝐴 𝐵 = Σ𝑝𝑃 Σ𝑘𝐾 𝐶)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1480  wex 1701  wcel 1987  wne 2790  wral 2907  wrex 2908  Vcvv 3189  csb 3518  cdif 3556  wss 3559  {csn 4153  cop 4159   ciun 4490  cmpt 4678   × cxp 5077  ran crn 5080  wf 5848  1-1wf1 5849  1-1-ontowf1o 5851  cfv 5852  (class class class)co 6610  1st c1st 7118  2nd c2nd 7119  Fincfn 7906  cc 9885  0cc0 9887  cn 10971  cexp 12807  Σcsu 14357  cprime 15316  Λcvma 24731
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6909  ax-inf2 8489  ax-cnex 9943  ax-resscn 9944  ax-1cn 9945  ax-icn 9946  ax-addcl 9947  ax-addrcl 9948  ax-mulcl 9949  ax-mulrcl 9950  ax-mulcom 9951  ax-addass 9952  ax-mulass 9953  ax-distr 9954  ax-i2m1 9955  ax-1ne0 9956  ax-1rid 9957  ax-rnegex 9958  ax-rrecex 9959  ax-cnre 9960  ax-pre-lttri 9961  ax-pre-lttrn 9962  ax-pre-ltadd 9963  ax-pre-mulgt0 9964  ax-pre-sup 9965  ax-addf 9966  ax-mulf 9967
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3191  df-sbc 3422  df-csb 3519  df-dif 3562  df-un 3564  df-in 3566  df-ss 3573  df-pss 3575  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-iin 4493  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-se 5039  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5644  df-ord 5690  df-on 5691  df-lim 5692  df-suc 5693  df-iota 5815  df-fun 5854  df-fn 5855  df-f 5856  df-f1 5857  df-fo 5858  df-f1o 5859  df-fv 5860  df-isom 5861  df-riota 6571  df-ov 6613  df-oprab 6614  df-mpt2 6615  df-of 6857  df-om 7020  df-1st 7120  df-2nd 7121  df-supp 7248  df-wrecs 7359  df-recs 7420  df-rdg 7458  df-1o 7512  df-2o 7513  df-oadd 7516  df-er 7694  df-map 7811  df-pm 7812  df-ixp 7860  df-en 7907  df-dom 7908  df-sdom 7909  df-fin 7910  df-fsupp 8227  df-fi 8268  df-sup 8299  df-inf 8300  df-oi 8366  df-card 8716  df-cda 8941  df-pnf 10027  df-mnf 10028  df-xr 10029  df-ltxr 10030  df-le 10031  df-sub 10219  df-neg 10220  df-div 10636  df-nn 10972  df-2 11030  df-3 11031  df-4 11032  df-5 11033  df-6 11034  df-7 11035  df-8 11036  df-9 11037  df-n0 11244  df-z 11329  df-dec 11445  df-uz 11639  df-q 11740  df-rp 11784  df-xneg 11897  df-xadd 11898  df-xmul 11899  df-ioo 12128  df-ioc 12129  df-ico 12130  df-icc 12131  df-fz 12276  df-fzo 12414  df-fl 12540  df-mod 12616  df-seq 12749  df-exp 12808  df-fac 13008  df-bc 13037  df-hash 13065  df-shft 13748  df-cj 13780  df-re 13781  df-im 13782  df-sqrt 13916  df-abs 13917  df-limsup 14143  df-clim 14160  df-rlim 14161  df-sum 14358  df-ef 14730  df-sin 14732  df-cos 14733  df-pi 14735  df-dvds 14915  df-gcd 15148  df-prm 15317  df-pc 15473  df-struct 15790  df-ndx 15791  df-slot 15792  df-base 15793  df-sets 15794  df-ress 15795  df-plusg 15882  df-mulr 15883  df-starv 15884  df-sca 15885  df-vsca 15886  df-ip 15887  df-tset 15888  df-ple 15889  df-ds 15892  df-unif 15893  df-hom 15894  df-cco 15895  df-rest 16011  df-topn 16012  df-0g 16030  df-gsum 16031  df-topgen 16032  df-pt 16033  df-prds 16036  df-xrs 16090  df-qtop 16095  df-imas 16096  df-xps 16098  df-mre 16174  df-mrc 16175  df-acs 16177  df-mgm 17170  df-sgrp 17212  df-mnd 17223  df-submnd 17264  df-mulg 17469  df-cntz 17678  df-cmn 18123  df-psmet 19666  df-xmet 19667  df-met 19668  df-bl 19669  df-mopn 19670  df-fbas 19671  df-fg 19672  df-cnfld 19675  df-top 20627  df-topon 20644  df-topsp 20657  df-bases 20670  df-cld 20742  df-ntr 20743  df-cls 20744  df-nei 20821  df-lp 20859  df-perf 20860  df-cn 20950  df-cnp 20951  df-haus 21038  df-tx 21284  df-hmeo 21477  df-fil 21569  df-fm 21661  df-flim 21662  df-flf 21663  df-xms 22044  df-ms 22045  df-tms 22046  df-cncf 22600  df-limc 23549  df-dv 23550  df-log 24220  df-vma 24737
This theorem is referenced by:  fsumvma2  24852  vmasum  24854
  Copyright terms: Public domain W3C validator