Theorem fprodrec 11639

Description: The finite product of reciprocals is the reciprocal of the product. (Contributed by Jim Kingdon, 28-Aug-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
fprodrec.a	|- ( ph -> A e. Fin )
fprodrec.ccl	|- ( ( ph /\ k e. A ) -> B e. CC )
fprodrec.cap	|- ( ( ph /\ k e. A ) -> B # 0 )

Assertion

Ref	Expression
fprodrec	|- ( ph -> prod_ k e. A ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. A B ) )

Distinct variable groups:   A, k   ph, k

Allowed substitution hint:   B( k)

Proof of Theorem fprodrec

Dummy variables w y z are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		prodeq1 11563	. . 3 |- ( w = (/) -> prod_ k e. w ( 1 / B ) = prod_ k e. (/) ( 1 / B ) )
2		prodeq1 11563	. . . 4 |- ( w = (/) -> prod_ k e. w B = prod_ k e. (/) B )
3	2	oveq2d 5893	. . 3 |- ( w = (/) -> ( 1 / prod_ k e. w B ) = ( 1 / prod_ k e. (/) B ) )
4	1, 3	eqeq12d 2192	. 2 |- ( w = (/) -> ( prod_ k e. w ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. w B ) <-> prod_ k e. (/) ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. (/) B ) ) )
5		prodeq1 11563	. . 3 |- ( w = y -> prod_ k e. w ( 1 / B ) = prod_ k e. y ( 1 / B ) )
6		prodeq1 11563	. . . 4 |- ( w = y -> prod_ k e. w B = prod_ k e. y B )
7	6	oveq2d 5893	. . 3 |- ( w = y -> ( 1 / prod_ k e. w B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) )
8	5, 7	eqeq12d 2192	. 2 |- ( w = y -> ( prod_ k e. w ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. w B ) <-> prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) )
9		prodeq1 11563	. . 3 |- ( w = ( y u. { z } ) -> prod_ k e. w ( 1 / B ) = prod_ k e. ( y u. { z } ) ( 1 / B ) )
10		prodeq1 11563	. . . 4 |- ( w = ( y u. { z } ) -> prod_ k e. w B = prod_ k e. ( y u. { z } ) B )
11	10	oveq2d 5893	. . 3 |- ( w = ( y u. { z } ) -> ( 1 / prod_ k e. w B ) = ( 1 / prod_ k e. ( y u. { z } ) B ) )
12	9, 11	eqeq12d 2192	. 2 |- ( w = ( y u. { z } ) -> ( prod_ k e. w ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. w B ) <-> prod_ k e. ( y u. { z } ) ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. ( y u. { z } ) B ) ) )
13		prodeq1 11563	. . 3 |- ( w = A -> prod_ k e. w ( 1 / B ) = prod_ k e. A ( 1 / B ) )
14		prodeq1 11563	. . . 4 |- ( w = A -> prod_ k e. w B = prod_ k e. A B )
15	14	oveq2d 5893	. . 3 |- ( w = A -> ( 1 / prod_ k e. w B ) = ( 1 / prod_ k e. A B ) )
16	13, 15	eqeq12d 2192	. 2 |- ( w = A -> ( prod_ k e. w ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. w B ) <-> prod_ k e. A ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. A B ) ) )
17		1div1e1 8663	. . . 4 |- ( 1 / 1 ) = 1
18		prod0 11595	. . . . 5 |- prod_ k e. (/) B = 1
19	18	oveq2i 5888	. . . 4 |- ( 1 / prod_ k e. (/) B ) = ( 1 / 1 )
20		prod0 11595	. . . 4 |- prod_ k e. (/) ( 1 / B ) = 1
21	17, 19, 20	3eqtr4ri 2209	. . 3 |- prod_ k e. (/) ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. (/) B )
22	21	a1i 9	. 2 |- ( ph -> prod_ k e. (/) ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. (/) B ) )
23		simpr 110	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) )
24	23	oveq1d 5892	. . . . 5 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> ( prod_ k e. y ( 1 / B ) x. ( 1 / [_ z / k ]_ B ) ) = ( ( 1 / prod_ k e. y B ) x. ( 1 / [_ z / k ]_ B ) ) )
25		1cnd 7975	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> 1 e. CC )
26		simplr 528	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> y e. Fin )
27		simplll 533	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ k e. y ) -> ph )
28		simplrl 535	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ k e. y ) -> y C_ A )
29		simpr 110	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ k e. y ) -> k e. y )
30	28, 29	sseldd 3158	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ k e. y ) -> k e. A )
31		fprodrec.ccl	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ k e. A ) -> B e. CC )
32	27, 30, 31	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ k e. y ) -> B e. CC )
33	26, 32	fprodcl 11617	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> prod_ k e. y B e. CC )
34	33	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> prod_ k e. y B e. CC )
35		simprr 531	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> z e. ( A \ y ) )
36	35	eldifad 3142	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> z e. A )
37	31	ralrimiva 2550	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> A. k e. A B e. CC )
38	37	ad2antrr 488	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> A. k e. A B e. CC )
39		nfcsb1v 3092	. . . . . . . . . . 11 |- F/_ k [_ z / k ]_ B
40	39	nfel1 2330	. . . . . . . . . 10 |- F/ k [_ z / k ]_ B e. CC
41		csbeq1a 3068	. . . . . . . . . . 11 |- ( k = z -> B = [_ z / k ]_ B )
42	41	eleq1d 2246	. . . . . . . . . 10 |- ( k = z -> ( B e. CC <-> [_ z / k ]_ B e. CC ) )
43	40, 42	rspc 2837	. . . . . . . . 9 |- ( z e. A -> ( A. k e. A B e. CC -> [_ z / k ]_ B e. CC ) )
44	36, 38, 43	sylc 62	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> [_ z / k ]_ B e. CC )
45	44	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> [_ z / k ]_ B e. CC )
46		fprodrec.cap	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ k e. A ) -> B # 0 )
47	27, 30, 46	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ k e. y ) -> B # 0 )
48	26, 32, 47	fprodap0 11631	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> prod_ k e. y B # 0 )
49	48	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> prod_ k e. y B # 0 )
50	46	ralrimiva 2550	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> A. k e. A B # 0 )
51	50	ad2antrr 488	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> A. k e. A B # 0 )
52		nfcv 2319	. . . . . . . . . . 11 |- F/_ k #
53		nfcv 2319	. . . . . . . . . . 11 |- F/_ k 0
54	39, 52, 53	nfbr 4051	. . . . . . . . . 10 |- F/ k [_ z / k ]_ B # 0
55	41	breq1d 4015	. . . . . . . . . 10 |- ( k = z -> ( B # 0 <-> [_ z / k ]_ B # 0 ) )
56	54, 55	rspc 2837	. . . . . . . . 9 |- ( z e. A -> ( A. k e. A B # 0 -> [_ z / k ]_ B # 0 ) )
57	36, 51, 56	sylc 62	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> [_ z / k ]_ B # 0 )
58	57	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> [_ z / k ]_ B # 0 )
59	25, 34, 25, 45, 49, 58	divmuldivapd 8791	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> ( ( 1 / prod_ k e. y B ) x. ( 1 / [_ z / k ]_ B ) ) = ( ( 1 x. 1 ) / ( prod_ k e. y B x. [_ z / k ]_ B ) ) )
60		1t1e1 9073	. . . . . . 7 |- ( 1 x. 1 ) = 1
61	60	oveq1i 5887	. . . . . 6 |- ( ( 1 x. 1 ) / ( prod_ k e. y B x. [_ z / k ]_ B ) ) = ( 1 / ( prod_ k e. y B x. [_ z / k ]_ B ) )
62	59, 61	eqtrdi 2226	. . . . 5 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> ( ( 1 / prod_ k e. y B ) x. ( 1 / [_ z / k ]_ B ) ) = ( 1 / ( prod_ k e. y B x. [_ z / k ]_ B ) ) )
63	24, 62	eqtrd 2210	. . . 4 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> ( prod_ k e. y ( 1 / B ) x. ( 1 / [_ z / k ]_ B ) ) = ( 1 / ( prod_ k e. y B x. [_ z / k ]_ B ) ) )
64		nfcv 2319	. . . . . . 7 |- F/_ k 1
65		nfcv 2319	. . . . . . 7 |- F/_ k /
66	64, 65, 39	nfov 5907	. . . . . 6 |- F/_ k ( 1 / [_ z / k ]_ B )
67	35	eldifbd 3143	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> -. z e. y )
68	32, 47	recclapd 8740	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ k e. y ) -> ( 1 / B ) e. CC )
69	44, 57	recclapd 8740	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> ( 1 / [_ z / k ]_ B ) e. CC )
70	41	oveq2d 5893	. . . . . 6 |- ( k = z -> ( 1 / B ) = ( 1 / [_ z / k ]_ B ) )
71	66, 26, 35, 67, 68, 69, 70	fprodunsn 11614	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> prod_ k e. ( y u. { z } ) ( 1 / B ) = ( prod_ k e. y ( 1 / B ) x. ( 1 / [_ z / k ]_ B ) ) )
72	71	adantr 276	. . . 4 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> prod_ k e. ( y u. { z } ) ( 1 / B ) = ( prod_ k e. y ( 1 / B ) x. ( 1 / [_ z / k ]_ B ) ) )
73	39, 26, 35, 67, 32, 44, 41	fprodunsn 11614	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> prod_ k e. ( y u. { z } ) B = ( prod_ k e. y B x. [_ z / k ]_ B ) )
74	73	oveq2d 5893	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> ( 1 / prod_ k e. ( y u. { z } ) B ) = ( 1 / ( prod_ k e. y B x. [_ z / k ]_ B ) ) )
75	74	adantr 276	. . . 4 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> ( 1 / prod_ k e. ( y u. { z } ) B ) = ( 1 / ( prod_ k e. y B x. [_ z / k ]_ B ) ) )
76	63, 72, 75	3eqtr4d 2220	. . 3 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) ) -> prod_ k e. ( y u. { z } ) ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. ( y u. { z } ) B ) )
77	76	ex 115	. 2 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> ( prod_ k e. y ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. y B ) -> prod_ k e. ( y u. { z } ) ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. ( y u. { z } ) B ) ) )
78		fprodrec.a	. 2 |- ( ph -> A e. Fin )
79	4, 8, 12, 16, 22, 77, 78	findcard2sd 6894	1 |- ( ph -> prod_ k e. A ( 1 / B ) = ( 1 / prod_ k e. A B ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   = wceq 1353   e. wcel 2148   A.wral 2455   [_csb 3059   \ cdif 3128   u. cun 3129   C_ wss 3131   (/)c0 3424   {csn 3594   class class class wbr 4005  (class class class)co 5877   Fincfn 6742   CCcc 7811   0cc0 7813   1c1 7814   x. cmul 7818   # cap 8540   / cdiv 8631   prod_cprod 11560

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4120  ax-sep 4123  ax-nul 4131  ax-pow 4176  ax-pr 4211  ax-un 4435  ax-setind 4538  ax-iinf 4589  ax-cnex 7904  ax-resscn 7905  ax-1cn 7906  ax-1re 7907  ax-icn 7908  ax-addcl 7909  ax-addrcl 7910  ax-mulcl 7911  ax-mulrcl 7912  ax-addcom 7913  ax-mulcom 7914  ax-addass 7915  ax-mulass 7916  ax-distr 7917  ax-i2m1 7918  ax-0lt1 7919  ax-1rid 7920  ax-0id 7921  ax-rnegex 7922  ax-precex 7923  ax-cnre 7924  ax-pre-ltirr 7925  ax-pre-ltwlin 7926  ax-pre-lttrn 7927  ax-pre-apti 7928  ax-pre-ltadd 7929  ax-pre-mulgt0 7930  ax-pre-mulext 7931  ax-arch 7932  ax-caucvg 7933

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2741  df-sbc 2965  df-csb 3060  df-dif 3133  df-un 3135  df-in 3137  df-ss 3144  df-nul 3425  df-if 3537  df-pw 3579  df-sn 3600  df-pr 3601  df-op 3603  df-uni 3812  df-int 3847  df-iun 3890  df-br 4006  df-opab 4067  df-mpt 4068  df-tr 4104  df-id 4295  df-po 4298  df-iso 4299  df-iord 4368  df-on 4370  df-ilim 4371  df-suc 4373  df-iom 4592  df-xp 4634  df-rel 4635  df-cnv 4636  df-co 4637  df-dm 4638  df-rn 4639  df-res 4640  df-ima 4641  df-iota 5180  df-fun 5220  df-fn 5221  df-f 5222  df-f1 5223  df-fo 5224  df-f1o 5225  df-fv 5226  df-isom 5227  df-riota 5833  df-ov 5880  df-oprab 5881  df-mpo 5882  df-1st 6143  df-2nd 6144  df-recs 6308  df-irdg 6373  df-frec 6394  df-1o 6419  df-oadd 6423  df-er 6537  df-en 6743  df-dom 6744  df-fin 6745  df-pnf 7996  df-mnf 7997  df-xr 7998  df-ltxr 7999  df-le 8000  df-sub 8132  df-neg 8133  df-reap 8534  df-ap 8541  df-div 8632  df-inn 8922  df-2 8980  df-3 8981  df-4 8982  df-n0 9179  df-z 9256  df-uz 9531  df-q 9622  df-rp 9656  df-fz 10011  df-fzo 10145  df-seqfrec 10448  df-exp 10522  df-ihash 10758  df-cj 10853  df-re 10854  df-im 10855  df-rsqrt 11009  df-abs 11010  df-clim 11289  df-proddc 11561

This theorem is referenced by:  fproddivap  11640