Theorem regsumsupp 20016

Description: The group sum over the real numbers, expressed as a finite sum. (Contributed by Thierry Arnoux, 22-Jun-2019.) (Proof shortened by AV, 19-Jul-2019.)

Assertion

Ref	Expression
regsumsupp	⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℝfld Σg 𝐹) = Σ𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)(𝐹‘𝑥))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐹   𝑥,𝐼   𝑥,𝑉

Proof of Theorem regsumsupp

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cnfldbas 19798	. . . 4 ⊢ ℂ = (Base‘ℂfld)
2		cnfld0 19818	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘ℂfld)
3		cnring 19816	. . . . 5 ⊢ ℂfld ∈ Ring
4		ringcmn 18627	. . . . 5 ⊢ (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ CMnd)
5	3, 4	mp1i 13	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℂfld ∈ CMnd)
6		simp3 1083	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐼 ∈ 𝑉)
7		simp1 1081	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐹:𝐼⟶ℝ)
8		ax-resscn 10031	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
9		fss 6094	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝐹:𝐼⟶ℂ)
10	7, 8, 9	sylancl 695	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐹:𝐼⟶ℂ)
11		ssid 3657	. . . . 5 ⊢ (𝐹 supp 0) ⊆ (𝐹 supp 0)
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 supp 0) ⊆ (𝐹 supp 0))
13		simp2 1082	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐹 finSupp 0)
14	1, 2, 5, 6, 10, 12, 13	gsumres 18360	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0))) = (ℂfld Σg 𝐹))
15		cnfldadd 19799	. . . 4 ⊢ + = (+g‘ℂfld)
16		df-refld 19999	. . . 4 ⊢ ℝfld = (ℂfld ↾s ℝ)
17		cnfldex 19797	. . . . 5 ⊢ ℂfld ∈ V
18	17	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℂfld ∈ V)
19	8	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℝ ⊆ ℂ)
20		0red 10079	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 0 ∈ ℝ)
21		simpr 476	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
22	21	addid2d 10275	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (0 + 𝑥) = 𝑥)
23	21	addid1d 10274	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝑥 + 0) = 𝑥)
24	22, 23	jca 553	. . . 4 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → ((0 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 0) = 𝑥))
25	1, 15, 16, 18, 6, 19, 7, 20, 24	gsumress 17323	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg 𝐹) = (ℝfld Σg 𝐹))
26	14, 25	eqtr2d 2686	. 2 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℝfld Σg 𝐹) = (ℂfld Σg (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0))))
27		suppssdm 7353	. . . . 5 ⊢ (𝐹 supp 0) ⊆ dom 𝐹
28		fdm 6089	. . . . . 6 ⊢ (𝐹:𝐼⟶ℝ → dom 𝐹 = 𝐼)
29	7, 28	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → dom 𝐹 = 𝐼)
30	27, 29	syl5sseq 3686	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 supp 0) ⊆ 𝐼)
31	7, 30	feqresmpt 6289	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0)) = (𝑥 ∈ (𝐹 supp 0) ↦ (𝐹‘𝑥)))
32	31	oveq2d 6706	. 2 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0))) = (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐹 supp 0) ↦ (𝐹‘𝑥))))
33		id 22	. . . . 5 ⊢ (𝐹 finSupp 0 → 𝐹 finSupp 0)
34	33	fsuppimpd 8323	. . . 4 ⊢ (𝐹 finSupp 0 → (𝐹 supp 0) ∈ Fin)
35	34	3ad2ant2 1103	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 supp 0) ∈ Fin)
36		simpl1 1084	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → 𝐹:𝐼⟶ℝ)
37	30	sselda 3636	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → 𝑥 ∈ 𝐼)
38	36, 37	ffvelrnd 6400	. . . 4 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
39	38	recnd 10106	. . 3 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
40	35, 39	gsumfsum 19861	. 2 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐹 supp 0) ↦ (𝐹‘𝑥))) = Σ𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)(𝐹‘𝑥))
41	26, 32, 40	3eqtrd 2689	1 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℝfld Σg 𝐹) = Σ𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)(𝐹‘𝑥))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   ∧ w3a 1054   = wceq 1523   ∈ wcel 2030  Vcvv 3231   ⊆ wss 3607   class class class wbr 4685   ↦ cmpt 4762  dom cdm 5143   ↾ cres 5145  ⟶wf 5922  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690   supp csupp 7340  Fincfn 7997   finSupp cfsupp 8316  ℂcc 9972  ℝcr 9973  0cc0 9974   + caddc 9977  Σcsu 14460   Σ_g cgsu 16148  CMndccmn 18239  Ringcrg 18593  ℂ_fldccnfld 19794  ℝ_fldcrefld 19998

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  ax-addf 10053  ax-mulf 10054

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-supp 7341  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-fsupp 8317  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-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  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  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-0g 16149  df-gsum 16150  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-grp 17472  df-minusg 17473  df-cntz 17796  df-cmn 18241  df-abl 18242  df-mgp 18536  df-ur 18548  df-ring 18595  df-cring 18596  df-cnfld 19795  df-refld 19999

This theorem is referenced by:  rrxcph  23226  rrxmval  23234  rrxtopnfi  40824