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Theorem gsumfzconst 13547
Description: Sum of a constant series. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Dec-2014.) (Revised by Jim Kingdon, 6-Sep-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
gsumconst.b  |-  B  =  ( Base `  G
)
gsumconst.m  |-  .x.  =  (.g
`  G )
Assertion
Ref Expression
gsumfzconst  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  N  e.  ( ZZ>= `  M )  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... N ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( N  -  M )  +  1 )  .x.  X
) )
Distinct variable groups:    B, k    k, G    k, M    k, N    k, X
Allowed substitution hint:    .x. ( k)

Proof of Theorem gsumfzconst
Dummy variables  j  w are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp2 1000 . 2  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  N  e.  ( ZZ>= `  M )  /\  X  e.  B )  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M )
)
2 3simpb 997 . 2  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  N  e.  ( ZZ>= `  M )  /\  X  e.  B )  ->  ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B ) )
3 oveq2 5933 . . . . . . 7  |-  ( w  =  M  ->  ( M ... w )  =  ( M ... M
) )
43mpteq1d 4119 . . . . . 6  |-  ( w  =  M  ->  (
k  e.  ( M ... w )  |->  X )  =  ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) )
54oveq2d 5941 . . . . 5  |-  ( w  =  M  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... M ) 
|->  X ) ) )
6 oveq1 5932 . . . . . . 7  |-  ( w  =  M  ->  (
w  -  M )  =  ( M  -  M ) )
76oveq1d 5940 . . . . . 6  |-  ( w  =  M  ->  (
( w  -  M
)  +  1 )  =  ( ( M  -  M )  +  1 ) )
87oveq1d 5940 . . . . 5  |-  ( w  =  M  ->  (
( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X )  =  ( ( ( M  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )
95, 8eqeq12d 2211 . . . 4  |-  ( w  =  M  ->  (
( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X
)  <->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) )  =  ( ( ( M  -  M
)  +  1 ) 
.x.  X ) ) )
109imbi2d 230 . . 3  |-  ( w  =  M  ->  (
( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X
) )  <->  ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... M ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( M  -  M )  +  1 )  .x.  X
) ) ) )
11 oveq2 5933 . . . . . . 7  |-  ( w  =  j  ->  ( M ... w )  =  ( M ... j
) )
1211mpteq1d 4119 . . . . . 6  |-  ( w  =  j  ->  (
k  e.  ( M ... w )  |->  X )  =  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )
1312oveq2d 5941 . . . . 5  |-  ( w  =  j  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j ) 
|->  X ) ) )
14 oveq1 5932 . . . . . . 7  |-  ( w  =  j  ->  (
w  -  M )  =  ( j  -  M ) )
1514oveq1d 5940 . . . . . 6  |-  ( w  =  j  ->  (
( w  -  M
)  +  1 )  =  ( ( j  -  M )  +  1 ) )
1615oveq1d 5940 . . . . 5  |-  ( w  =  j  ->  (
( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )
1713, 16eqeq12d 2211 . . . 4  |-  ( w  =  j  ->  (
( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X
)  <->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M
)  +  1 ) 
.x.  X ) ) )
1817imbi2d 230 . . 3  |-  ( w  =  j  ->  (
( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X
) )  <->  ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X
) ) ) )
19 oveq2 5933 . . . . . . 7  |-  ( w  =  ( j  +  1 )  ->  ( M ... w )  =  ( M ... (
j  +  1 ) ) )
2019mpteq1d 4119 . . . . . 6  |-  ( w  =  ( j  +  1 )  ->  (
k  e.  ( M ... w )  |->  X )  =  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X ) )
2120oveq2d 5941 . . . . 5  |-  ( w  =  ( j  +  1 )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) ) 
|->  X ) ) )
22 oveq1 5932 . . . . . . 7  |-  ( w  =  ( j  +  1 )  ->  (
w  -  M )  =  ( ( j  +  1 )  -  M ) )
2322oveq1d 5940 . . . . . 6  |-  ( w  =  ( j  +  1 )  ->  (
( w  -  M
)  +  1 )  =  ( ( ( j  +  1 )  -  M )  +  1 ) )
2423oveq1d 5940 . . . . 5  |-  ( w  =  ( j  +  1 )  ->  (
( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X )  =  ( ( ( ( j  +  1 )  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )
2521, 24eqeq12d 2211 . . . 4  |-  ( w  =  ( j  +  1 )  ->  (
( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X
)  <->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X ) )  =  ( ( ( ( j  +  1 )  -  M
)  +  1 ) 
.x.  X ) ) )
2625imbi2d 230 . . 3  |-  ( w  =  ( j  +  1 )  ->  (
( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X
) )  <->  ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( ( j  +  1 )  -  M )  +  1 )  .x.  X
) ) ) )
27 oveq2 5933 . . . . . . 7  |-  ( w  =  N  ->  ( M ... w )  =  ( M ... N
) )
2827mpteq1d 4119 . . . . . 6  |-  ( w  =  N  ->  (
k  e.  ( M ... w )  |->  X )  =  ( k  e.  ( M ... N )  |->  X ) )
2928oveq2d 5941 . . . . 5  |-  ( w  =  N  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... N ) 
|->  X ) ) )
30 oveq1 5932 . . . . . . 7  |-  ( w  =  N  ->  (
w  -  M )  =  ( N  -  M ) )
3130oveq1d 5940 . . . . . 6  |-  ( w  =  N  ->  (
( w  -  M
)  +  1 )  =  ( ( N  -  M )  +  1 ) )
3231oveq1d 5940 . . . . 5  |-  ( w  =  N  ->  (
( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X )  =  ( ( ( N  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )
3329, 32eqeq12d 2211 . . . 4  |-  ( w  =  N  ->  (
( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X
)  <->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... N )  |->  X ) )  =  ( ( ( N  -  M
)  +  1 ) 
.x.  X ) ) )
3433imbi2d 230 . . 3  |-  ( w  =  N  ->  (
( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... w ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( w  -  M )  +  1 )  .x.  X
) )  <->  ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... N ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( N  -  M )  +  1 )  .x.  X
) ) ) )
35 simplr 528 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  X  e.  B
)
36 gsumconst.b . . . . . . 7  |-  B  =  ( Base `  G
)
37 gsumconst.m . . . . . . 7  |-  .x.  =  (.g
`  G )
3836, 37mulg1 13335 . . . . . 6  |-  ( X  e.  B  ->  (
1  .x.  X )  =  X )
3935, 38syl 14 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( 1  .x. 
X )  =  X )
40 zcn 9348 . . . . . . . . . 10  |-  ( M  e.  ZZ  ->  M  e.  CC )
4140subidd 8342 . . . . . . . . 9  |-  ( M  e.  ZZ  ->  ( M  -  M )  =  0 )
4241oveq1d 5940 . . . . . . . 8  |-  ( M  e.  ZZ  ->  (
( M  -  M
)  +  1 )  =  ( 0  +  1 ) )
43 0p1e1 9121 . . . . . . . 8  |-  ( 0  +  1 )  =  1
4442, 43eqtrdi 2245 . . . . . . 7  |-  ( M  e.  ZZ  ->  (
( M  -  M
)  +  1 )  =  1 )
4544oveq1d 5940 . . . . . 6  |-  ( M  e.  ZZ  ->  (
( ( M  -  M )  +  1 )  .x.  X )  =  ( 1  .x. 
X ) )
4645adantl 277 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( ( ( M  -  M )  +  1 )  .x.  X )  =  ( 1  .x.  X ) )
47 eqid 2196 . . . . . . 7  |-  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G )
48 simpll 527 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  G  e.  Mnd )
49 uzid 9632 . . . . . . . 8  |-  ( M  e.  ZZ  ->  M  e.  ( ZZ>= `  M )
)
5049adantl 277 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  M  e.  (
ZZ>= `  M ) )
51 simpllr 534 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  /\  k  e.  ( M ... M
) )  ->  X  e.  B )
5251fmpttd 5720 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( k  e.  ( M ... M
)  |->  X ) : ( M ... M
) --> B )
5336, 47, 48, 50, 52gsumval2 13099 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) )  =  (  seq M ( ( +g  `  G ) ,  ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) ) `  M
) )
54 simpr 110 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  M  e.  ZZ )
5554, 54fzfigd 10540 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( M ... M )  e.  Fin )
5655mptexd 5792 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( k  e.  ( M ... M
)  |->  X )  e. 
_V )
57 plusgslid 12815 . . . . . . . . 9  |-  ( +g  = Slot  ( +g  `  ndx )  /\  ( +g  `  ndx )  e.  NN )
5857slotex 12730 . . . . . . . 8  |-  ( G  e.  Mnd  ->  ( +g  `  G )  e. 
_V )
5948, 58syl 14 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( +g  `  G
)  e.  _V )
60 seq1g 10572 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  ( k  e.  ( M ... M ) 
|->  X )  e.  _V  /\  ( +g  `  G
)  e.  _V )  ->  (  seq M ( ( +g  `  G
) ,  ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) ) `  M )  =  ( ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) `
 M ) )
6154, 56, 59, 60syl3anc 1249 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  (  seq M
( ( +g  `  G
) ,  ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) ) `  M )  =  ( ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) `
 M ) )
62 eqid 2196 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  ( M ... M )  |->  X )  =  ( k  e.  ( M ... M
)  |->  X )
63 eqidd 2197 . . . . . . 7  |-  ( k  =  M  ->  X  =  X )
64 elfz3 10126 . . . . . . . 8  |-  ( M  e.  ZZ  ->  M  e.  ( M ... M
) )
6564adantl 277 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  M  e.  ( M ... M ) )
6662, 63, 65, 35fvmptd3 5658 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) `
 M )  =  X )
6753, 61, 663eqtrd 2233 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) )  =  X )
6839, 46, 673eqtr4rd 2240 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) )  =  ( ( ( M  -  M
)  +  1 ) 
.x.  X ) )
6968expcom 116 . . 3  |-  ( M  e.  ZZ  ->  (
( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... M )  |->  X ) )  =  ( ( ( M  -  M
)  +  1 ) 
.x.  X ) ) )
70 fzssp1 10159 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( M ... j )  C_  ( M ... ( j  +  1 ) )
7170a1i 9 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( M ... j )  C_  ( M ... ( j  +  1 ) ) )
7271resmptd 4998 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( (
k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X )  |`  ( M ... j ) )  =  ( k  e.  ( M ... j ) 
|->  X ) )
7372oveq2d 5941 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( G  gsumg  ( ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) ) 
|->  X )  |`  ( M ... j ) ) )  =  ( G 
gsumg  ( k  e.  ( M ... j ) 
|->  X ) ) )
74 simpr 110 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )
7573, 74eqtrd 2229 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( G  gsumg  ( ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) ) 
|->  X )  |`  ( M ... j ) ) )  =  ( ( ( j  -  M
)  +  1 ) 
.x.  X ) )
76 eqid 2196 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X )  =  ( k  e.  ( M ... (
j  +  1 ) )  |->  X )
77 eqidd 2197 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  ( j  +  1 )  ->  X  =  X )
78 simplr 528 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)
79 peano2uz 9674 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( j  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  M )
)
80 eluzfz2 10124 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( j  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( j  +  1 )  e.  ( M ... (
j  +  1 ) ) )
8178, 79, 803syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( j  +  1 )  e.  ( M ... (
j  +  1 ) ) )
82 simpllr 534 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  X  e.  B )
8376, 77, 81, 82fvmptd3 5658 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( (
k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X ) `  ( j  +  1 ) )  =  X )
8475, 83oveq12d 5943 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( ( G  gsumg  ( ( k  e.  ( M ... (
j  +  1 ) )  |->  X )  |`  ( M ... j ) ) ) ( +g  `  G ) ( ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X ) `  ( j  +  1 ) ) )  =  ( ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) ( +g  `  G
) X ) )
85 simplll 533 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  G  e.  Mnd )
86 eluzel2 9623 . . . . . . . . . 10  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  M  e.  ZZ )
8778, 86syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  M  e.  ZZ )
88 simpllr 534 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) ) )  ->  X  e.  B )
8988fmpttd 5720 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  (
ZZ>= `  M ) )  ->  ( k  e.  ( M ... (
j  +  1 ) )  |->  X ) : ( M ... (
j  +  1 ) ) --> B )
9089adantr 276 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( k  e.  ( M ... (
j  +  1 ) )  |->  X ) : ( M ... (
j  +  1 ) ) --> B )
9136, 47, 85, 87, 78, 90gsumsplit1r 13100 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X ) )  =  ( ( G  gsumg  ( ( k  e.  ( M ... (
j  +  1 ) )  |->  X )  |`  ( M ... j ) ) ) ( +g  `  G ) ( ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X ) `  ( j  +  1 ) ) ) )
92 uznn0sub 9650 . . . . . . . . . 10  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( j  -  M )  e.  NN0 )
93 nn0p1nn 9305 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( j  -  M )  e.  NN0  ->  ( ( j  -  M )  +  1 )  e.  NN )
9478, 92, 933syl 17 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( (
j  -  M )  +  1 )  e.  NN )
9536, 37, 47mulgnnp1 13336 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( j  -  M )  +  1 )  e.  NN  /\  X  e.  B )  ->  ( ( ( ( j  -  M )  +  1 )  +  1 )  .x.  X
)  =  ( ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) ( +g  `  G
) X ) )
9694, 82, 95syl2anc 411 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( (
( ( j  -  M )  +  1 )  +  1 ) 
.x.  X )  =  ( ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) ( +g  `  G ) X ) )
9784, 91, 963eqtr4d 2239 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X ) )  =  ( ( ( ( j  -  M )  +  1 )  +  1 )  .x.  X ) )
98 eluzelcn 9629 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  j  e.  CC )
9986zcnd 9466 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  M  e.  CC )
10099negcld 8341 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  -u M  e.  CC )
101 1cnd 8059 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  1  e.  CC )
10298, 100, 101add32d 8211 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( (
j  +  -u M
)  +  1 )  =  ( ( j  +  1 )  + 
-u M ) )
10398, 99negsubd 8360 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( j  +  -u M )  =  ( j  -  M
) )
104103oveq1d 5940 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( (
j  +  -u M
)  +  1 )  =  ( ( j  -  M )  +  1 ) )
10598, 101addcld 8063 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( j  +  1 )  e.  CC )
106105, 99negsubd 8360 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( (
j  +  1 )  +  -u M )  =  ( ( j  +  1 )  -  M
) )
107102, 104, 1063eqtr3d 2237 . . . . . . . . . 10  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( (
j  -  M )  +  1 )  =  ( ( j  +  1 )  -  M
) )
108107oveq1d 5940 . . . . . . . . 9  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( (
( j  -  M
)  +  1 )  +  1 )  =  ( ( ( j  +  1 )  -  M )  +  1 ) )
109108oveq1d 5940 . . . . . . . 8  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( (
( ( j  -  M )  +  1 )  +  1 ) 
.x.  X )  =  ( ( ( ( j  +  1 )  -  M )  +  1 )  .x.  X
) )
11078, 109syl 14 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( (
( ( j  -  M )  +  1 )  +  1 ) 
.x.  X )  =  ( ( ( ( j  +  1 )  -  M )  +  1 )  .x.  X
) )
11197, 110eqtrd 2229 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( G  e. 
Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)  /\  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X ) )  =  ( ( ( ( j  +  1 )  -  M )  +  1 )  .x.  X ) )
112111ex 115 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  /\  j  e.  (
ZZ>= `  M ) )  ->  ( ( G 
gsumg  ( k  e.  ( M ... j ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X
)  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X ) )  =  ( ( ( ( j  +  1 )  -  M )  +  1 )  .x.  X ) ) )
113112expcom 116 . . . 4  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  ->  (
( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M )  +  1 )  .x.  X
)  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) )  |->  X ) )  =  ( ( ( ( j  +  1 )  -  M )  +  1 )  .x.  X ) ) ) )
114113a2d 26 . . 3  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( (
( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... j )  |->  X ) )  =  ( ( ( j  -  M
)  +  1 ) 
.x.  X ) )  ->  ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... ( j  +  1 ) ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( ( j  +  1 )  -  M )  +  1 )  .x.  X
) ) ) )
11510, 18, 26, 34, 69, 114uzind4 9679 . 2  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... N ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( N  -  M )  +  1 )  .x.  X
) ) )
1161, 2, 115sylc 62 1  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  N  e.  ( ZZ>= `  M )  /\  X  e.  B )  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( M ... N ) 
|->  X ) )  =  ( ( ( N  -  M )  +  1 )  .x.  X
) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 104    /\ w3a 980    = wceq 1364    e. wcel 2167   _Vcvv 2763    C_ wss 3157    |-> cmpt 4095    |` cres 4666   -->wf 5255   ` cfv 5259  (class class class)co 5925   Fincfn 6808   0cc0 7896   1c1 7897    + caddc 7899    - cmin 8214   -ucneg 8215   NNcn 9007   NN0cn0 9266   ZZcz 9343   ZZ>=cuz 9618   ...cfz 10100    seqcseq 10556   Basecbs 12703   +g cplusg 12780    gsumg cgsu 12959   Mndcmnd 13118  .gcmg 13325
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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4149  ax-sep 4152  ax-nul 4160  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-iinf 4625  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1cn 7989  ax-1re 7990  ax-icn 7991  ax-addcl 7992  ax-addrcl 7993  ax-mulcl 7994  ax-addcom 7996  ax-addass 7998  ax-distr 8000  ax-i2m1 8001  ax-0lt1 8002  ax-0id 8004  ax-rnegex 8005  ax-cnre 8007  ax-pre-ltirr 8008  ax-pre-ltwlin 8009  ax-pre-lttrn 8010  ax-pre-apti 8011  ax-pre-ltadd 8012
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-if 3563  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-tr 4133  df-id 4329  df-iord 4402  df-on 4404  df-ilim 4405  df-suc 4407  df-iom 4628  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-1st 6207  df-2nd 6208  df-recs 6372  df-frec 6458  df-1o 6483  df-er 6601  df-en 6809  df-fin 6811  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-xr 8082  df-ltxr 8083  df-le 8084  df-sub 8216  df-neg 8217  df-inn 9008  df-2 9066  df-n0 9267  df-z 9344  df-uz 9619  df-fz 10101  df-seqfrec 10557  df-ndx 12706  df-slot 12707  df-base 12709  df-plusg 12793  df-0g 12960  df-igsum 12961  df-minusg 13206  df-mulg 13326
This theorem is referenced by:  gsumfzconstf  13548  lgseisenlem4  15398
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