Theorem fprodrec 11636

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 11560	. . 3 |- ( w = (/) -> prod_ k e. w ( 1 / B ) = prod_ k e. (/) ( 1 / B ) )
2		prodeq1 11560	. . . 4 |- ( w = (/) -> prod_ k e. w B = prod_ k e. (/) B )
3	2	oveq2d 5890	. . 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 11560	. . 3 |- ( w = y -> prod_ k e. w ( 1 / B ) = prod_ k e. y ( 1 / B ) )
6		prodeq1 11560	. . . 4 |- ( w = y -> prod_ k e. w B = prod_ k e. y B )
7	6	oveq2d 5890	. . 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 11560	. . 3 |- ( w = ( y u. { z } ) -> prod_ k e. w ( 1 / B ) = prod_ k e. ( y u. { z } ) ( 1 / B ) )
10		prodeq1 11560	. . . 4 |- ( w = ( y u. { z } ) -> prod_ k e. w B = prod_ k e. ( y u. { z } ) B )
11	10	oveq2d 5890	. . 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 11560	. . 3 |- ( w = A -> prod_ k e. w ( 1 / B ) = prod_ k e. A ( 1 / B ) )
14		prodeq1 11560	. . . 4 |- ( w = A -> prod_ k e. w B = prod_ k e. A B )
15	14	oveq2d 5890	. . 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 8660	. . . 4 |- ( 1 / 1 ) = 1
18		prod0 11592	. . . . 5 |- prod_ k e. (/) B = 1
19	18	oveq2i 5885	. . . 4 |- ( 1 / prod_ k e. (/) B ) = ( 1 / 1 )
20		prod0 11592	. . . 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 5889	. . . . 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 7972	. . . . . . 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 3156	. . . . . . . . . 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 11614	. . . . . . . 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 3140	. . . . . . . . 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 3090	. . . . . . . . . . 11 |- F/_ k [_ z / k ]_ B
40	39	nfel1 2330	. . . . . . . . . 10 |- F/ k [_ z / k ]_ B e. CC
41		csbeq1a 3066	. . . . . . . . . . 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 2835	. . . . . . . . 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 11628	. . . . . . . 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 4049	. . . . . . . . . 10 |- F/ k [_ z / k ]_ B # 0
55	41	breq1d 4013	. . . . . . . . . 10 |- ( k = z -> ( B # 0 <-> [_ z / k ]_ B # 0 ) )
56	54, 55	rspc 2835	. . . . . . . . 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 8788	. . . . . 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 9070	. . . . . . 7 |- ( 1 x. 1 ) = 1
61	60	oveq1i 5884	. . . . . 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 5904	. . . . . 6 |- F/_ k ( 1 / [_ z / k ]_ B )
67	35	eldifbd 3141	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> -. z e. y )
68	32, 47	recclapd 8737	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) /\ k e. y ) -> ( 1 / B ) e. CC )
69	44, 57	recclapd 8737	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ y e. Fin ) /\ ( y C_ A /\ z e. ( A \ y ) ) ) -> ( 1 / [_ z / k ]_ B ) e. CC )
70	41	oveq2d 5890	. . . . . 6 |- ( k = z -> ( 1 / B ) = ( 1 / [_ z / k ]_ B ) )
71	66, 26, 35, 67, 68, 69, 70	fprodunsn 11611	. . . . 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 11611	. . . . . 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 5890	. . . . 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 6891	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 3057   \ cdif 3126   u. cun 3127   C_ wss 3129   (/)c0 3422   {csn 3592   class class class wbr 4003  (class class class)co 5874   Fincfn 6739   CCcc 7808   0cc0 7810   1c1 7811   x. cmul 7815   # cap 8537   / cdiv 8628   prod_cprod 11557

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 4118  ax-sep 4121  ax-nul 4129  ax-pow 4174  ax-pr 4209  ax-un 4433  ax-setind 4536  ax-iinf 4587  ax-cnex 7901  ax-resscn 7902  ax-1cn 7903  ax-1re 7904  ax-icn 7905  ax-addcl 7906  ax-addrcl 7907  ax-mulcl 7908  ax-mulrcl 7909  ax-addcom 7910  ax-mulcom 7911  ax-addass 7912  ax-mulass 7913  ax-distr 7914  ax-i2m1 7915  ax-0lt1 7916  ax-1rid 7917  ax-0id 7918  ax-rnegex 7919  ax-precex 7920  ax-cnre 7921  ax-pre-ltirr 7922  ax-pre-ltwlin 7923  ax-pre-lttrn 7924  ax-pre-apti 7925  ax-pre-ltadd 7926  ax-pre-mulgt0 7927  ax-pre-mulext 7928  ax-arch 7929  ax-caucvg 7930

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 2739  df-sbc 2963  df-csb 3058  df-dif 3131  df-un 3133  df-in 3135  df-ss 3142  df-nul 3423  df-if 3535  df-pw 3577  df-sn 3598  df-pr 3599  df-op 3601  df-uni 3810  df-int 3845  df-iun 3888  df-br 4004  df-opab 4065  df-mpt 4066  df-tr 4102  df-id 4293  df-po 4296  df-iso 4297  df-iord 4366  df-on 4368  df-ilim 4369  df-suc 4371  df-iom 4590  df-xp 4632  df-rel 4633  df-cnv 4634  df-co 4635  df-dm 4636  df-rn 4637  df-res 4638  df-ima 4639  df-iota 5178  df-fun 5218  df-fn 5219  df-f 5220  df-f1 5221  df-fo 5222  df-f1o 5223  df-fv 5224  df-isom 5225  df-riota 5830  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpo 5879  df-1st 6140  df-2nd 6141  df-recs 6305  df-irdg 6370  df-frec 6391  df-1o 6416  df-oadd 6420  df-er 6534  df-en 6740  df-dom 6741  df-fin 6742  df-pnf 7993  df-mnf 7994  df-xr 7995  df-ltxr 7996  df-le 7997  df-sub 8129  df-neg 8130  df-reap 8531  df-ap 8538  df-div 8629  df-inn 8919  df-2 8977  df-3 8978  df-4 8979  df-n0 9176  df-z 9253  df-uz 9528  df-q 9619  df-rp 9653  df-fz 10008  df-fzo 10142  df-seqfrec 10445  df-exp 10519  df-ihash 10755  df-cj 10850  df-re 10851  df-im 10852  df-rsqrt 11006  df-abs 11007  df-clim 11286  df-proddc 11558

This theorem is referenced by:  fproddivap  11637