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Theorem fsumiun 12244
Description: Sum over a disjoint indexed union. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Jul-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumiun.1  |-  ( ph  ->  A  e.  Fin )
fsumiun.2  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  B  e.  Fin )
fsumiun.3  |-  ( ph  -> Disj  x  e.  A  B
)
fsumiun.4  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  A  /\  k  e.  B ) )  ->  C  e.  CC )
Assertion
Ref Expression
fsumiun  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  U_  x  e.  A  B C  =  sum_ x  e.  A  sum_ k  e.  B  C )
Distinct variable groups:    x, k, A    B, k    ph, k, x   
x, C
Allowed substitution hints:    B( x)    C( k)

Proof of Theorem fsumiun
Dummy variables  u  w  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ssid 3268 . 2  |-  A  C_  A
2 fsumiun.1 . . 3  |-  ( ph  ->  A  e.  Fin )
3 sseq1 3271 . . . . . 6  |-  ( u  =  (/)  ->  ( u 
C_  A  <->  (/)  C_  A
) )
4 iuneq1 4025 . . . . . . . . 9  |-  ( u  =  (/)  ->  U_ x  e.  u  B  =  U_ x  e.  (/)  B )
5 0iun 4070 . . . . . . . . 9  |-  U_ x  e.  (/)  B  =  (/)
64, 5eqtrdi 2287 . . . . . . . 8  |-  ( u  =  (/)  ->  U_ x  e.  u  B  =  (/) )
76sumeq1d 12132 . . . . . . 7  |-  ( u  =  (/)  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ k  e.  (/)  C )
8 sumeq1 12121 . . . . . . 7  |-  ( u  =  (/)  ->  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C  =  sum_ x  e.  (/)  sum_ k  e.  B  C )
97, 8eqeq12d 2253 . . . . . 6  |-  ( u  =  (/)  ->  ( sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  = 
sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C  <->  sum_ k  e.  (/)  C  = 
sum_ x  e.  (/)  sum_ k  e.  B  C )
)
103, 9imbi12d 234 . . . . 5  |-  ( u  =  (/)  ->  ( ( u  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C
)  <->  ( (/)  C_  A  -> 
sum_ k  e.  (/)  C  =  sum_ x  e.  (/)  sum_ k  e.  B  C
) ) )
1110imbi2d 230 . . . 4  |-  ( u  =  (/)  ->  ( (
ph  ->  ( u  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C ) )  <->  ( ph  ->  ( (/)  C_  A  ->  sum_ k  e.  (/)  C  = 
sum_ x  e.  (/)  sum_ k  e.  B  C )
) ) )
12 sseq1 3271 . . . . . 6  |-  ( u  =  z  ->  (
u  C_  A  <->  z  C_  A ) )
13 iuneq1 4025 . . . . . . . 8  |-  ( u  =  z  ->  U_ x  e.  u  B  =  U_ x  e.  z  B )
1413sumeq1d 12132 . . . . . . 7  |-  ( u  =  z  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C )
15 sumeq1 12121 . . . . . . 7  |-  ( u  =  z  ->  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C  =  sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C )
1614, 15eqeq12d 2253 . . . . . 6  |-  ( u  =  z  ->  ( sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C  <->  sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  =  sum_ x  e.  z 
sum_ k  e.  B  C ) )
1712, 16imbi12d 234 . . . . 5  |-  ( u  =  z  ->  (
( u  C_  A  -> 
sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C )  <->  ( z  C_  A  ->  sum_ k  e. 
U_  x  e.  z  B C  =  sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C )
) )
1817imbi2d 230 . . . 4  |-  ( u  =  z  ->  (
( ph  ->  ( u 
C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C )
)  <->  ( ph  ->  ( z  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  =  sum_ x  e.  z 
sum_ k  e.  B  C ) ) ) )
19 sseq1 3271 . . . . . 6  |-  ( u  =  ( z  u. 
{ w } )  ->  ( u  C_  A 
<->  ( z  u.  {
w } )  C_  A ) )
20 iuneq1 4025 . . . . . . . 8  |-  ( u  =  ( z  u. 
{ w } )  ->  U_ x  e.  u  B  =  U_ x  e.  ( z  u.  {
w } ) B )
2120sumeq1d 12132 . . . . . . 7  |-  ( u  =  ( z  u. 
{ w } )  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ k  e. 
U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C )
22 sumeq1 12121 . . . . . . 7  |-  ( u  =  ( z  u. 
{ w } )  ->  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C  =  sum_ x  e.  ( z  u.  { w } ) sum_ k  e.  B  C )
2321, 22eqeq12d 2253 . . . . . 6  |-  ( u  =  ( z  u. 
{ w } )  ->  ( sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C  <->  sum_ k  e. 
U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C  =  sum_ x  e.  ( z  u.  { w } ) sum_ k  e.  B  C )
)
2419, 23imbi12d 234 . . . . 5  |-  ( u  =  ( z  u. 
{ w } )  ->  ( ( u 
C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C )  <->  ( ( z  u.  {
w } )  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C  =  sum_ x  e.  ( z  u. 
{ w } )
sum_ k  e.  B  C ) ) )
2524imbi2d 230 . . . 4  |-  ( u  =  ( z  u. 
{ w } )  ->  ( ( ph  ->  ( u  C_  A  -> 
sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C ) )  <->  ( ph  ->  ( ( z  u. 
{ w } ) 
C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C  =  sum_ x  e.  ( z  u.  { w } ) sum_ k  e.  B  C )
) ) )
26 sseq1 3271 . . . . . 6  |-  ( u  =  A  ->  (
u  C_  A  <->  A  C_  A
) )
27 iuneq1 4025 . . . . . . . 8  |-  ( u  =  A  ->  U_ x  e.  u  B  =  U_ x  e.  A  B
)
2827sumeq1d 12132 . . . . . . 7  |-  ( u  =  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ k  e.  U_  x  e.  A  B C )
29 sumeq1 12121 . . . . . . 7  |-  ( u  =  A  ->  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C  =  sum_ x  e.  A  sum_ k  e.  B  C )
3028, 29eqeq12d 2253 . . . . . 6  |-  ( u  =  A  ->  ( sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C  <->  sum_ k  e.  U_  x  e.  A  B C  =  sum_ x  e.  A  sum_ k  e.  B  C
) )
3126, 30imbi12d 234 . . . . 5  |-  ( u  =  A  ->  (
( u  C_  A  -> 
sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C )  <->  ( A  C_  A  ->  sum_ k  e. 
U_  x  e.  A  B C  =  sum_ x  e.  A  sum_ k  e.  B  C )
) )
3231imbi2d 230 . . . 4  |-  ( u  =  A  ->  (
( ph  ->  ( u 
C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  u  B C  =  sum_ x  e.  u  sum_ k  e.  B  C )
)  <->  ( ph  ->  ( A  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  A  B C  =  sum_ x  e.  A  sum_ k  e.  B  C
) ) ) )
33 sum0 12155 . . . . . 6  |-  sum_ k  e.  (/)  C  =  0
34 sum0 12155 . . . . . 6  |-  sum_ x  e.  (/)  sum_ k  e.  B  C  =  0
3533, 34eqtr4i 2262 . . . . 5  |-  sum_ k  e.  (/)  C  =  sum_ x  e.  (/)  sum_ k  e.  B  C
36352a1i 27 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( (/)  C_  A  ->  sum_ k  e.  (/)  C  = 
sum_ x  e.  (/)  sum_ k  e.  B  C )
)
37 id 19 . . . . . . . . 9  |-  ( ( z  u.  { w } )  C_  A  ->  ( z  u.  {
w } )  C_  A )
3837unssad 3406 . . . . . . . 8  |-  ( ( z  u.  { w } )  C_  A  ->  z  C_  A )
3938imim1i 60 . . . . . . 7  |-  ( ( z  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  =  sum_ x  e.  z 
sum_ k  e.  B  C )  ->  (
( z  u.  {
w } )  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  =  sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C ) )
40 oveq1 6092 . . . . . . . . . 10  |-  ( sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  = 
sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C  ->  ( sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  +  sum_ k  e. 
[_  w  /  x ]_ B C )  =  ( sum_ x  e.  z 
sum_ k  e.  B  C  +  sum_ k  e. 
[_  w  /  x ]_ B C ) )
41 nfcv 2392 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  F/_ z B
42 nfcsb1v 3180 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  F/_ x [_ z  /  x ]_ B
43 csbeq1a 3156 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  =  z  ->  B  =  [_ z  /  x ]_ B )
4441, 42, 43cbviun 4049 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  U_ x  e.  { w } B  =  U_ z  e.  {
w } [_ z  /  x ]_ B
45 vex 2824 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  w  e. 
_V
46 csbeq1 3150 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( z  =  w  ->  [_ z  /  x ]_ B  = 
[_ w  /  x ]_ B )
4745, 46iunxsn 4089 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  U_ z  e.  { w } [_ z  /  x ]_ B  =  [_ w  /  x ]_ B
4844, 47eqtri 2259 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  U_ x  e.  { w } B  =  [_ w  /  x ]_ B
4948ineq2i 3429 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( U_ x  e.  z  B  i^i  U_ x  e.  {
w } B )  =  ( U_ x  e.  z  B  i^i  [_ w  /  x ]_ B )
50 fsumiun.3 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  -> Disj  x  e.  A  B
)
5150ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  -> Disj  x  e.  A  B )
5238adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  z  C_  A )
53 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  (
z  u.  { w } )  C_  A
)
5453unssbd 3407 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  { w }  C_  A )
55 simplr 533 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  -.  w  e.  z )
56 disjsn 3771 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( z  i^i  { w } )  =  (/)  <->  -.  w  e.  z )
5755, 56sylibr 134 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  (
z  i^i  { w } )  =  (/) )
58 disjiun 4125 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (Disj  x  e.  A  B  /\  ( z  C_  A  /\  { w }  C_  A  /\  ( z  i^i 
{ w } )  =  (/) ) )  -> 
( U_ x  e.  z  B  i^i  U_ x  e.  { w } B
)  =  (/) )
5951, 52, 54, 57, 58syl13anc 1280 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  ( U_ x  e.  z  B  i^i  U_ x  e.  {
w } B )  =  (/) )
6049, 59eqtr3id 2285 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  ( U_ x  e.  z  B  i^i  [_ w  /  x ]_ B )  =  (/) )
6160adantlrl 486 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  ( U_ x  e.  z  B  i^i  [_ w  /  x ]_ B )  =  (/) )
62 iunxun 4092 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  U_ x  e.  ( z  u.  {
w } ) B  =  ( U_ x  e.  z  B  u.  U_ x  e.  { w } B )
6348uneq2i 3380 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( U_ x  e.  z  B  u.  U_ x  e.  {
w } B )  =  ( U_ x  e.  z  B  u.  [_ w  /  x ]_ B )
6462, 63eqtri 2259 . . . . . . . . . . . . 13  |-  U_ x  e.  ( z  u.  {
w } ) B  =  ( U_ x  e.  z  B  u.  [_ w  /  x ]_ B )
6564a1i 9 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  U_ x  e.  ( z  u.  {
w } ) B  =  ( U_ x  e.  z  B  u.  [_ w  /  x ]_ B ) )
66 simplrl 541 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  z  e.  Fin )
6745a1i 9 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  w  e.  _V )
6855adantlrl 486 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  -.  w  e.  z )
69 unsnfi 7226 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( z  e.  Fin  /\  w  e.  _V  /\  -.  w  e.  z )  ->  ( z  u.  {
w } )  e. 
Fin )
7066, 67, 68, 69syl3anc 1278 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  ( z  u.  { w } )  e.  Fin )
71 fsumiun.2 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  B  e.  Fin )
7271ralrimiva 2623 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  A. x  e.  A  B  e.  Fin )
7372ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  A. x  e.  A  B  e.  Fin )
74 ssralv 3312 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( z  u.  { w } )  C_  A  ->  ( A. x  e.  A  B  e.  Fin  ->  A. x  e.  ( z  u.  { w } ) B  e. 
Fin ) )
7553, 73, 74sylc 62 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  A. x  e.  ( z  u.  {
w } ) B  e.  Fin )
7675adantlrl 486 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  A. x  e.  ( z  u.  {
w } ) B  e.  Fin )
77 disjss1 4112 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( z  u.  { w } )  C_  A  ->  (Disj  x  e.  A  B  -> Disj  x  e.  ( z  u.  { w }
) B ) )
7853, 51, 77sylc 62 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  -> Disj  x  e.  ( z  u.  {
w } ) B )
7978adantlrl 486 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  -> Disj  x  e.  ( z  u.  { w } ) B )
80 iunfidisj 7260 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( z  u.  {
w } )  e. 
Fin  /\  A. x  e.  ( z  u.  {
w } ) B  e.  Fin  /\ Disj  x  e.  ( z  u.  {
w } ) B )  ->  U_ x  e.  ( z  u.  {
w } ) B  e.  Fin )
8170, 76, 79, 80syl3anc 1278 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  U_ x  e.  ( z  u.  {
w } ) B  e.  Fin )
82 iunss1 4023 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( z  u.  { w } )  C_  A  ->  U_ x  e.  ( z  u.  { w } ) B  C_  U_ x  e.  A  B
)
8382adantl 277 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  U_ x  e.  ( z  u.  {
w } ) B 
C_  U_ x  e.  A  B )
8483sselda 3248 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( z  e.  Fin  /\ 
-.  w  e.  z ) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  /\  k  e.  U_ x  e.  ( z  u.  { w }
) B )  -> 
k  e.  U_ x  e.  A  B )
85 eliun 4016 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  U_ x  e.  A  B  <->  E. x  e.  A  k  e.  B )
86 fsumiun.4 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  A  /\  k  e.  B ) )  ->  C  e.  CC )
8786rexlimdvaa 2669 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  ( E. x  e.  A  k  e.  B  ->  C  e.  CC ) )
8887ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  ( E. x  e.  A  k  e.  B  ->  C  e.  CC ) )
8985, 88biimtrid 152 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  ( k  e.  U_ x  e.  A  B  ->  C  e.  CC ) )
9089imp 124 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( z  e.  Fin  /\ 
-.  w  e.  z ) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  /\  k  e.  U_ x  e.  A  B
)  ->  C  e.  CC )
9184, 90syldan 282 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( z  e.  Fin  /\ 
-.  w  e.  z ) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  /\  k  e.  U_ x  e.  ( z  u.  { w }
) B )  ->  C  e.  CC )
9261, 65, 81, 91fsumsplit 12174 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  sum_ k  e. 
U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C  =  ( sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  +  sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C ) )
9368, 56sylibr 134 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  ( z  i^i  { w } )  =  (/) )
94 eqidd 2239 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  ( z  u.  { w } )  =  ( z  u. 
{ w } ) )
95 simplr 533 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( z  e.  Fin  /\ 
-.  w  e.  z ) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  /\  x  e.  ( z  u.  {
w } ) )  ->  ( z  u. 
{ w } ) 
C_  A )
96 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( z  e.  Fin  /\ 
-.  w  e.  z ) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  /\  x  e.  ( z  u.  {
w } ) )  ->  x  e.  ( z  u.  { w } ) )
9795, 96sseldd 3249 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( z  e.  Fin  /\ 
-.  w  e.  z ) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  /\  x  e.  ( z  u.  {
w } ) )  ->  x  e.  A
)
9886anassrs 404 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  B )  ->  C  e.  CC )
9971, 98fsumcl 12167 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  sum_ k  e.  B  C  e.  CC )
10099ralrimiva 2623 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  A. x  e.  A  sum_ k  e.  B  C  e.  CC )
101100ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  A. x  e.  A  sum_ k  e.  B  C  e.  CC )
102101r19.21bi 2638 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( z  e.  Fin  /\ 
-.  w  e.  z ) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  /\  x  e.  A )  ->  sum_ k  e.  B  C  e.  CC )
10397, 102syldan 282 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( z  e.  Fin  /\ 
-.  w  e.  z ) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  /\  x  e.  ( z  u.  {
w } ) )  ->  sum_ k  e.  B  C  e.  CC )
10493, 94, 70, 103fsumsplit 12174 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  sum_ x  e.  ( z  u.  {
w } ) sum_ k  e.  B  C  =  ( sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C  +  sum_ x  e.  { w } sum_ k  e.  B  C
) )
105 nfcv 2392 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  F/_ z sum_ k  e.  B  C
106 nfcv 2392 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  F/_ x C
10742, 106nfsum 12123 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  F/_ x sum_ k  e.  [_  z  /  x ]_ B C
10843sumeq1d 12132 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  =  z  ->  sum_ k  e.  B  C  =  sum_ k  e.  [_  z  /  x ]_ B C )
109105, 107, 108cbvsumi 12128 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  sum_ x  e.  { w } sum_ k  e.  B  C  =  sum_ z  e.  {
w } sum_ k  e.  [_  z  /  x ]_ B C
11045snss 3850 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( w  e.  A  <->  { w }  C_  A )
11154, 110sylibr 134 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  w  e.  A )
112100ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  A. x  e.  A  sum_ k  e.  B  C  e.  CC )
113 nfcsb1v 3180 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  F/_ x [_ w  /  x ]_ B
114113, 106nfsum 12123 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  F/_ x sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C
115114nfel1 2403 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  F/ x sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C  e.  CC
116 csbeq1a 3156 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( x  =  w  ->  B  =  [_ w  /  x ]_ B )
117116sumeq1d 12132 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( x  =  w  ->  sum_ k  e.  B  C  =  sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C )
118117eleq1d 2307 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( x  =  w  ->  ( sum_ k  e.  B  C  e.  CC  <->  sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C  e.  CC )
)
119115, 118rspc 2923 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( w  e.  A  ->  ( A. x  e.  A  sum_ k  e.  B  C  e.  CC  ->  sum_ k  e. 
[_  w  /  x ]_ B C  e.  CC ) )
120111, 112, 119sylc 62 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C  e.  CC )
12146sumeq1d 12132 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( z  =  w  ->  sum_ k  e.  [_  z  /  x ]_ B C  =  sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C )
122121sumsn 12178 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( w  e.  _V  /\  sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C  e.  CC )  ->  sum_ z  e.  { w } sum_ k  e.  [_  z  /  x ]_ B C  =  sum_ k  e. 
[_  w  /  x ]_ B C )
12345, 120, 122sylancr 418 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  sum_ z  e.  { w } sum_ k  e.  [_  z  /  x ]_ B C  = 
sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C )
124109, 123eqtrid 2283 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  sum_ x  e.  { w } sum_ k  e.  B  C  =  sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C )
125124oveq2d 6101 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  -.  w  e.  z )  /\  ( z  u.  {
w } )  C_  A )  ->  ( sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C  +  sum_ x  e.  {
w } sum_ k  e.  B  C )  =  ( sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C  +  sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C ) )
126125adantlrl 486 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  ( sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C  +  sum_ x  e.  { w } sum_ k  e.  B  C )  =  (
sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C  +  sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C ) )
127104, 126eqtrd 2271 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  sum_ x  e.  ( z  u.  {
w } ) sum_ k  e.  B  C  =  ( sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C  +  sum_ k  e.  [_  w  /  x ]_ B C ) )
12892, 127eqeq12d 2253 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  ( sum_ k  e.  U_  x  e.  ( z  u.  {
w } ) B C  =  sum_ x  e.  ( z  u.  {
w } ) sum_ k  e.  B  C  <->  (
sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  +  sum_ k  e. 
[_  w  /  x ]_ B C )  =  ( sum_ x  e.  z 
sum_ k  e.  B  C  +  sum_ k  e. 
[_  w  /  x ]_ B C ) ) )
12940, 128imbitrrid 156 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
) )  /\  (
z  u.  { w } )  C_  A
)  ->  ( sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  = 
sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C  -> 
sum_ k  e.  U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C  =  sum_ x  e.  ( z  u. 
{ w } )
sum_ k  e.  B  C ) )
130129ex 115 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z ) )  -> 
( ( z  u. 
{ w } ) 
C_  A  ->  ( sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  =  sum_ x  e.  z 
sum_ k  e.  B  C  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C  =  sum_ x  e.  ( z  u. 
{ w } )
sum_ k  e.  B  C ) ) )
131130a2d 26 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z ) )  -> 
( ( ( z  u.  { w }
)  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  =  sum_ x  e.  z 
sum_ k  e.  B  C )  ->  (
( z  u.  {
w } )  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C  =  sum_ x  e.  ( z  u. 
{ w } )
sum_ k  e.  B  C ) ) )
13239, 131syl5 32 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z ) )  -> 
( ( z  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  =  sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C )  ->  (
( z  u.  {
w } )  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C  =  sum_ x  e.  ( z  u. 
{ w } )
sum_ k  e.  B  C ) ) )
133132expcom 116 . . . . 5  |-  ( ( z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
)  ->  ( ph  ->  ( ( z  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  =  sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C )  ->  (
( z  u.  {
w } )  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C  =  sum_ x  e.  ( z  u. 
{ w } )
sum_ k  e.  B  C ) ) ) )
134133a2d 26 . . . 4  |-  ( ( z  e.  Fin  /\  -.  w  e.  z
)  ->  ( ( ph  ->  ( z  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  z  B C  =  sum_ x  e.  z  sum_ k  e.  B  C ) )  -> 
( ph  ->  ( ( z  u.  { w } )  C_  A  -> 
sum_ k  e.  U_  x  e.  ( z  u.  { w } ) B C  =  sum_ x  e.  ( z  u. 
{ w } )
sum_ k  e.  B  C ) ) ) )
13511, 18, 25, 32, 36, 134findcard2s 7194 . . 3  |-  ( A  e.  Fin  ->  ( ph  ->  ( A  C_  A  ->  sum_ k  e.  U_  x  e.  A  B C  =  sum_ x  e.  A  sum_ k  e.  B  C ) ) )
1362, 135mpcom 36 . 2  |-  ( ph  ->  ( A  C_  A  -> 
sum_ k  e.  U_  x  e.  A  B C  =  sum_ x  e.  A  sum_ k  e.  B  C ) )
1371, 136mpi 15 1  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  U_  x  e.  A  B C  =  sum_ x  e.  A  sum_ k  e.  B  C )
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 104    = wceq 1402    e. wcel 2209   A.wral 2528   E.wrex 2529   _Vcvv 2821   [_csb 3147    u. cun 3218    i^i cin 3219    C_ wss 3220   (/)c0 3520   {csn 3709   U_ciun 4012  Disj wdisj 4106  (class class class)co 6085   Fincfn 7022   CCcc 8177   0cc0 8179    + caddc 8182   sum_csu 12119
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8270  ax-resscn 8271  ax-1cn 8272  ax-1re 8273  ax-icn 8274  ax-addcl 8275  ax-addrcl 8276  ax-mulcl 8277  ax-mulrcl 8278  ax-addcom 8279  ax-mulcom 8280  ax-addass 8281  ax-mulass 8282  ax-distr 8283  ax-i2m1 8284  ax-0lt1 8285  ax-1rid 8286  ax-0id 8287  ax-rnegex 8288  ax-precex 8289  ax-cnre 8290  ax-pre-ltirr 8291  ax-pre-ltwlin 8292  ax-pre-lttrn 8293  ax-pre-apti 8294  ax-pre-ltadd 8295  ax-pre-mulgt0 8296  ax-pre-mulext 8297  ax-arch 8298  ax-caucvg 8299
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-disj 4107  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-isom 5386  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-irdg 6641  df-frec 6662  df-1o 6687  df-oadd 6691  df-er 6807  df-en 7023  df-dom 7024  df-fin 7025  df-pnf 8362  df-mnf 8363  df-xr 8364  df-ltxr 8365  df-le 8366  df-sub 8499  df-neg 8500  df-reap 8903  df-ap 8910  df-div 9003  df-inn 9305  df-2 9363  df-3 9364  df-4 9365  df-n0 9564  df-z 9645  df-uz 9922  df-q 10020  df-rp 10055  df-fz 10412  df-fzo 10550  df-seqfrec 10885  df-exp 10976  df-ihash 11215  df-cj 11607  df-re 11608  df-im 11609  df-rsqrt 11764  df-abs 11765  df-clim 12045  df-sumdc 12120
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