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

Theorem gsumbagdiag 19140
Description: Two-dimensional commutation of a group sum over a "triangular" region. fsum0diag 14294 analogue for finite bags. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
psrbag.d 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
psrbagconf1o.1 𝑆 = {𝑦𝐷𝑦𝑟𝐹}
gsumbagdiag.i (𝜑𝐼𝑉)
gsumbagdiag.f (𝜑𝐹𝐷)
gsumbagdiag.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
gsumbagdiag.g (𝜑𝐺 ∈ CMnd)
gsumbagdiag.x ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)})) → 𝑋𝐵)
Assertion
Ref Expression
gsumbagdiag (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑗𝑆, 𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)} ↦ 𝑋)) = (𝐺 Σg (𝑘𝑆, 𝑗 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑘)} ↦ 𝑋)))
Distinct variable groups:   𝑓,𝑗,𝑘,𝑥,𝑦,𝐹   𝑓,𝐺,𝑗,𝑘,𝑥,𝑦   𝑥,𝑉,𝑦   𝑓,𝐼,𝑥,𝑦   𝜑,𝑗,𝑘   𝑆,𝑗,𝑘,𝑥   𝐵,𝑗,𝑘   𝐷,𝑗,𝑘,𝑥,𝑦   𝑓,𝑋,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑓)   𝐵(𝑥,𝑦,𝑓)   𝐷(𝑓)   𝑆(𝑦,𝑓)   𝐼(𝑗,𝑘)   𝑉(𝑓,𝑗,𝑘)   𝑋(𝑗,𝑘)

Proof of Theorem gsumbagdiag
StepHypRef Expression
1 gsumbagdiag.b . 2 𝐵 = (Base‘𝐺)
2 eqid 2606 . 2 (0g𝐺) = (0g𝐺)
3 gsumbagdiag.g . 2 (𝜑𝐺 ∈ CMnd)
4 psrbagconf1o.1 . . 3 𝑆 = {𝑦𝐷𝑦𝑟𝐹}
5 gsumbagdiag.i . . . 4 (𝜑𝐼𝑉)
6 gsumbagdiag.f . . . 4 (𝜑𝐹𝐷)
7 psrbag.d . . . . 5 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
87psrbaglefi 19136 . . . 4 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → {𝑦𝐷𝑦𝑟𝐹} ∈ Fin)
95, 6, 8syl2anc 690 . . 3 (𝜑 → {𝑦𝐷𝑦𝑟𝐹} ∈ Fin)
104, 9syl5eqel 2688 . 2 (𝜑𝑆 ∈ Fin)
11 ovex 6552 . . . 4 (ℕ0𝑚 𝐼) ∈ V
127, 11rab2ex 4735 . . 3 {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)} ∈ V
1312a1i 11 . 2 ((𝜑𝑗𝑆) → {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)} ∈ V)
14 gsumbagdiag.x . 2 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)})) → 𝑋𝐵)
15 xpfi 8090 . . 3 ((𝑆 ∈ Fin ∧ 𝑆 ∈ Fin) → (𝑆 × 𝑆) ∈ Fin)
1610, 10, 15syl2anc 690 . 2 (𝜑 → (𝑆 × 𝑆) ∈ Fin)
17 simprl 789 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)})) → 𝑗𝑆)
187, 4, 5, 6gsumbagdiaglem 19139 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)})) → (𝑘𝑆𝑗 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑘)}))
1918simpld 473 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)})) → 𝑘𝑆)
20 brxp 5058 . . . . 5 (𝑗(𝑆 × 𝑆)𝑘 ↔ (𝑗𝑆𝑘𝑆))
2117, 19, 20sylanbrc 694 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)})) → 𝑗(𝑆 × 𝑆)𝑘)
2221pm2.24d 145 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)})) → (¬ 𝑗(𝑆 × 𝑆)𝑘𝑋 = (0g𝐺)))
2322impr 646 . 2 ((𝜑 ∧ ((𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)}) ∧ ¬ 𝑗(𝑆 × 𝑆)𝑘)) → 𝑋 = (0g𝐺))
247, 4, 5, 6gsumbagdiaglem 19139 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑘𝑆𝑗 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑘)})) → (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)}))
2518, 24impbida 872 . 2 (𝜑 → ((𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)}) ↔ (𝑘𝑆𝑗 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑘)})))
261, 2, 3, 10, 13, 14, 16, 23, 10, 25gsumcom2 18140 1 (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑗𝑆, 𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑗)} ↦ 𝑋)) = (𝐺 Σg (𝑘𝑆, 𝑗 ∈ {𝑥𝐷𝑥𝑟 ≤ (𝐹𝑓𝑘)} ↦ 𝑋)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 382   = wceq 1474  wcel 1976  {crab 2896  Vcvv 3169   class class class wbr 4574   × cxp 5023  ccnv 5024  cima 5028  cfv 5787  (class class class)co 6524  cmpt2 6526  𝑓 cof 6767  𝑟 cofr 6768  𝑚 cmap 7718  Fincfn 7815  cle 9928  cmin 10114  cn 10864  0cn0 11136  Basecbs 15638  0gc0g 15866   Σg cgsu 15867  CMndccmn 17959
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1712  ax-4 1727  ax-5 1826  ax-6 1874  ax-7 1921  ax-8 1978  ax-9 1985  ax-10 2005  ax-11 2020  ax-12 2032  ax-13 2229  ax-ext 2586  ax-rep 4690  ax-sep 4700  ax-nul 4709  ax-pow 4761  ax-pr 4825  ax-un 6821  ax-cnex 9845  ax-resscn 9846  ax-1cn 9847  ax-icn 9848  ax-addcl 9849  ax-addrcl 9850  ax-mulcl 9851  ax-mulrcl 9852  ax-mulcom 9853  ax-addass 9854  ax-mulass 9855  ax-distr 9856  ax-i2m1 9857  ax-1ne0 9858  ax-1rid 9859  ax-rnegex 9860  ax-rrecex 9861  ax-cnre 9862  ax-pre-lttri 9863  ax-pre-lttrn 9864  ax-pre-ltadd 9865  ax-pre-mulgt0 9866
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1867  df-eu 2458  df-mo 2459  df-clab 2593  df-cleq 2599  df-clel 2602  df-nfc 2736  df-ne 2778  df-nel 2779  df-ral 2897  df-rex 2898  df-reu 2899  df-rmo 2900  df-rab 2901  df-v 3171  df-sbc 3399  df-csb 3496  df-dif 3539  df-un 3541  df-in 3543  df-ss 3550  df-pss 3552  df-nul 3871  df-if 4033  df-pw 4106  df-sn 4122  df-pr 4124  df-tp 4126  df-op 4128  df-uni 4364  df-int 4402  df-iun 4448  df-br 4575  df-opab 4635  df-mpt 4636  df-tr 4672  df-eprel 4936  df-id 4940  df-po 4946  df-so 4947  df-fr 4984  df-se 4985  df-we 4986  df-xp 5031  df-rel 5032  df-cnv 5033  df-co 5034  df-dm 5035  df-rn 5036  df-res 5037  df-ima 5038  df-pred 5580  df-ord 5626  df-on 5627  df-lim 5628  df-suc 5629  df-iota 5751  df-fun 5789  df-fn 5790  df-f 5791  df-f1 5792  df-fo 5793  df-f1o 5794  df-fv 5795  df-isom 5796  df-riota 6486  df-ov 6527  df-oprab 6528  df-mpt2 6529  df-of 6769  df-ofr 6770  df-om 6932  df-1st 7033  df-2nd 7034  df-supp 7157  df-wrecs 7268  df-recs 7329  df-rdg 7367  df-1o 7421  df-2o 7422  df-oadd 7425  df-er 7603  df-map 7720  df-pm 7721  df-ixp 7769  df-en 7816  df-dom 7817  df-sdom 7818  df-fin 7819  df-fsupp 8133  df-oi 8272  df-card 8622  df-pnf 9929  df-mnf 9930  df-xr 9931  df-ltxr 9932  df-le 9933  df-sub 10116  df-neg 10117  df-nn 10865  df-n0 11137  df-z 11208  df-uz 11517  df-fz 12150  df-fzo 12287  df-seq 12616  df-hash 12932  df-0g 15868  df-gsum 15869  df-mgm 17008  df-sgrp 17050  df-mnd 17061  df-cntz 17516  df-cmn 17961
This theorem is referenced by:  psrass1lem  19141
  Copyright terms: Public domain W3C validator