ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  isum1p Unicode version

Theorem isum1p 11293
Description: The infinite sum of a converging infinite series equals the first term plus the infinite sum of the rest of it. (Contributed by NM, 2-Jan-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
isum1p.1  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
isum1p.3  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
isum1p.4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  ( F `  k )  =  A )
isum1p.5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  A  e.  CC )
isum1p.6  |-  ( ph  ->  seq M (  +  ,  F )  e. 
dom 
~~>  )
Assertion
Ref Expression
isum1p  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  Z  A  =  ( ( F `  M )  +  sum_ k  e.  (
ZZ>= `  ( M  + 
1 ) ) A ) )
Distinct variable groups:    k, F    k, M    ph, k    k, Z
Allowed substitution hint:    A( k)

Proof of Theorem isum1p
StepHypRef Expression
1 isum1p.1 . . 3  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
2 eqid 2140 . . 3  |-  ( ZZ>= `  ( M  +  1
) )  =  (
ZZ>= `  ( M  + 
1 ) )
3 isum1p.3 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
4 uzid 9364 . . . . . 6  |-  ( M  e.  ZZ  ->  M  e.  ( ZZ>= `  M )
)
53, 4syl 14 . . . . 5  |-  ( ph  ->  M  e.  ( ZZ>= `  M ) )
6 peano2uz 9405 . . . . 5  |-  ( M  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( M  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  M )
)
75, 6syl 14 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( M  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  M ) )
87, 1eleqtrrdi 2234 . . 3  |-  ( ph  ->  ( M  +  1 )  e.  Z )
9 isum1p.4 . . 3  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  ( F `  k )  =  A )
10 isum1p.5 . . 3  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  A  e.  CC )
11 isum1p.6 . . 3  |-  ( ph  ->  seq M (  +  ,  F )  e. 
dom 
~~>  )
121, 2, 8, 9, 10, 11isumsplit 11292 . 2  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  Z  A  =  ( sum_ k  e.  ( M ... ( ( M  + 
1 )  -  1 ) ) A  +  sum_ k  e.  ( ZZ>= `  ( M  +  1
) ) A ) )
133zcnd 9198 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  M  e.  CC )
14 ax-1cn 7737 . . . . . . 7  |-  1  e.  CC
15 pncan 7992 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( M  + 
1 )  -  1 )  =  M )
1613, 14, 15sylancl 410 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( M  + 
1 )  -  1 )  =  M )
1716oveq2d 5798 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( M ... (
( M  +  1 )  -  1 ) )  =  ( M ... M ) )
1817sumeq1d 11167 . . . 4  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  ( M ... ( ( M  +  1 )  -  1 ) ) A  =  sum_ k  e.  ( M ... M
) A )
19 elfzuz 9833 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  ( M ... M )  ->  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)
2019, 1eleqtrrdi 2234 . . . . . 6  |-  ( k  e.  ( M ... M )  ->  k  e.  Z )
2120, 9sylan2 284 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( M ... M ) )  ->  ( F `  k )  =  A )
2221sumeq2dv 11169 . . . 4  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  ( M ... M ) ( F `  k
)  =  sum_ k  e.  ( M ... M
) A )
23 fveq2 5429 . . . . . . 7  |-  ( k  =  M  ->  ( F `  k )  =  ( F `  M ) )
2423eleq1d 2209 . . . . . 6  |-  ( k  =  M  ->  (
( F `  k
)  e.  CC  <->  ( F `  M )  e.  CC ) )
259, 10eqeltrd 2217 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  Z )  ->  ( F `  k )  e.  CC )
2625ralrimiva 2508 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  A. k  e.  Z  ( F `  k )  e.  CC )
275, 1eleqtrrdi 2234 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  M  e.  Z )
2824, 26, 27rspcdva 2798 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( F `  M
)  e.  CC )
2923fsum1 11213 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  ( F `  M )  e.  CC )  ->  sum_ k  e.  ( M ... M ) ( F `  k )  =  ( F `  M ) )
303, 28, 29syl2anc 409 . . . 4  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  ( M ... M ) ( F `  k
)  =  ( F `
 M ) )
3118, 22, 303eqtr2d 2179 . . 3  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  ( M ... ( ( M  +  1 )  -  1 ) ) A  =  ( F `
 M ) )
3231oveq1d 5797 . 2  |-  ( ph  ->  ( sum_ k  e.  ( M ... ( ( M  +  1 )  -  1 ) ) A  +  sum_ k  e.  ( ZZ>= `  ( M  +  1 ) ) A )  =  ( ( F `  M
)  +  sum_ k  e.  ( ZZ>= `  ( M  +  1 ) ) A ) )
3312, 32eqtrd 2173 1  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  Z  A  =  ( ( F `  M )  +  sum_ k  e.  (
ZZ>= `  ( M  + 
1 ) ) A ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 103    = wceq 1332    e. wcel 1481   dom cdm 4547   ` cfv 5131  (class class class)co 5782   CCcc 7642   1c1 7645    + caddc 7647    - cmin 7957   ZZcz 9078   ZZ>=cuz 9350   ...cfz 9821    seqcseq 10249    ~~> cli 11079   sum_csu 11154
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1483  ax-10 1484  ax-11 1485  ax-i12 1486  ax-bndl 1487  ax-4 1488  ax-13 1492  ax-14 1493  ax-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122  ax-coll 4051  ax-sep 4054  ax-nul 4062  ax-pow 4106  ax-pr 4139  ax-un 4363  ax-setind 4460  ax-iinf 4510  ax-cnex 7735  ax-resscn 7736  ax-1cn 7737  ax-1re 7738  ax-icn 7739  ax-addcl 7740  ax-addrcl 7741  ax-mulcl 7742  ax-mulrcl 7743  ax-addcom 7744  ax-mulcom 7745  ax-addass 7746  ax-mulass 7747  ax-distr 7748  ax-i2m1 7749  ax-0lt1 7750  ax-1rid 7751  ax-0id 7752  ax-rnegex 7753  ax-precex 7754  ax-cnre 7755  ax-pre-ltirr 7756  ax-pre-ltwlin 7757  ax-pre-lttrn 7758  ax-pre-apti 7759  ax-pre-ltadd 7760  ax-pre-mulgt0 7761  ax-pre-mulext 7762  ax-arch 7763  ax-caucvg 7764
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1737  df-eu 2003  df-mo 2004  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ne 2310  df-nel 2405  df-ral 2422  df-rex 2423  df-reu 2424  df-rmo 2425  df-rab 2426  df-v 2691  df-sbc 2914  df-csb 3008  df-dif 3078  df-un 3080  df-in 3082  df-ss 3089  df-nul 3369  df-if 3480  df-pw 3517  df-sn 3538  df-pr 3539  df-op 3541  df-uni 3745  df-int 3780  df-iun 3823  df-br 3938  df-opab 3998  df-mpt 3999  df-tr 4035  df-id 4223  df-po 4226  df-iso 4227  df-iord 4296  df-on 4298  df-ilim 4299  df-suc 4301  df-iom 4513  df-xp 4553  df-rel 4554  df-cnv 4555  df-co 4556  df-dm 4557  df-rn 4558  df-res 4559  df-ima 4560  df-iota 5096  df-fun 5133  df-fn 5134  df-f 5135  df-f1 5136  df-fo 5137  df-f1o 5138  df-fv 5139  df-isom 5140  df-riota 5738  df-ov 5785  df-oprab 5786  df-mpo 5787  df-1st 6046  df-2nd 6047  df-recs 6210  df-irdg 6275  df-frec 6296  df-1o 6321  df-oadd 6325  df-er 6437  df-en 6643  df-dom 6644  df-fin 6645  df-pnf 7826  df-mnf 7827  df-xr 7828  df-ltxr 7829  df-le 7830  df-sub 7959  df-neg 7960  df-reap 8361  df-ap 8368  df-div 8457  df-inn 8745  df-2 8803  df-3 8804  df-4 8805  df-n0 9002  df-z 9079  df-uz 9351  df-q 9439  df-rp 9471  df-fz 9822  df-fzo 9951  df-seqfrec 10250  df-exp 10324  df-ihash 10554  df-cj 10646  df-re 10647  df-im 10648  df-rsqrt 10802  df-abs 10803  df-clim 11080  df-sumdc 11155
This theorem is referenced by:  isumnn0nn  11294  efsep  11434
  Copyright terms: Public domain W3C validator