Theorem isumz 11532

Description: Any sum of zero over a summable set is zero. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Aug-2013.) (Revised by Jim Kingdon, 9-Apr-2023.)

Assertion

Ref	Expression
isumz	|- ( ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) \/ A e. Fin ) -> sum_ k e. A 0 = 0 )

Distinct variable groups:   A, j, k   j, M, k

Proof of Theorem isumz

Dummy variables a f n are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2193	. . . 4 |- ( ZZ>= ` M ) = ( ZZ>= ` M )
2		simp1 999	. . . 4 |- ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) -> M e. ZZ )
3		simp2 1000	. . . 4 |- ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) -> A C_ ( ZZ>= ` M ) )
4		c0ex 8013	. . . . . . 7 |- 0 e. _V
5	4	fvconst2 5774	. . . . . 6 |- ( k e. ( ZZ>= ` M ) -> ( ( ( ZZ>= ` M ) X. { 0 } ) ` k ) = 0 )
6	5	adantl 277	. . . . 5 |- ( ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( ( ( ZZ>= ` M ) X. { 0 } ) ` k ) = 0 )
7		eleq1w 2254	. . . . . . . 8 |- ( j = k -> ( j e. A <-> k e. A ) )
8	7	dcbid 839	. . . . . . 7 |- ( j = k -> (DECID j e. A <-> DECID k e. A ) )
9		simpl3 1004	. . . . . . 7 |- ( ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A )
10		simpr 110	. . . . . . 7 |- ( ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> k e. ( ZZ>= ` M ) )
11	8, 9, 10	rspcdva 2869	. . . . . 6 |- ( ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> DECID k e. A )
12		ifiddc 3591	. . . . . 6 |- (DECID k e. A -> if ( k e. A , 0 , 0 ) = 0 )
13	11, 12	syl 14	. . . . 5 |- ( ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> if ( k e. A , 0 , 0 ) = 0 )
14	6, 13	eqtr4d 2229	. . . 4 |- ( ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) /\ k e. ( ZZ>= ` M ) ) -> ( ( ( ZZ>= ` M ) X. { 0 } ) ` k ) = if ( k e. A , 0 , 0 ) )
15		simp3 1001	. . . . 5 |- ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) -> A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A )
16		eleq1w 2254	. . . . . . 7 |- ( j = a -> ( j e. A <-> a e. A ) )
17	16	dcbid 839	. . . . . 6 |- ( j = a -> (DECID j e. A <-> DECID a e. A ) )
18	17	cbvralv 2726	. . . . 5 |- ( A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A <-> A. a e. ( ZZ>= ` M )DECID a e. A )
19	15, 18	sylib 122	. . . 4 |- ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) -> A. a e. ( ZZ>= ` M )DECID a e. A )
20		0cnd 8012	. . . 4 |- ( ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) /\ k e. A ) -> 0 e. CC )
21	1, 2, 3, 14, 19, 20	zsumdc 11527	. . 3 |- ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) -> sum_ k e. A 0 = ( ~~> ` seq M ( + , ( ( ZZ>= ` M ) X. { 0 } ) ) ) )
22		fclim 11437	. . . . 5 |- ~~> : dom ~~> --> CC
23		ffun 5406	. . . . 5 |- ( ~~> : dom ~~> --> CC -> Fun ~~> )
24	22, 23	ax-mp 5	. . . 4 |- Fun ~~>
25		serclim0 11448	. . . . 5 |- ( M e. ZZ -> seq M ( + , ( ( ZZ>= ` M ) X. { 0 } ) ) ~~> 0 )
26	2, 25	syl 14	. . . 4 |- ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) -> seq M ( + , ( ( ZZ>= ` M ) X. { 0 } ) ) ~~> 0 )
27		funbrfv 5595	. . . 4 |- ( Fun ~~> -> ( seq M ( + , ( ( ZZ>= ` M ) X. { 0 } ) ) ~~> 0 -> ( ~~> ` seq M ( + , ( ( ZZ>= ` M ) X. { 0 } ) ) ) = 0 ) )
28	24, 26, 27	mpsyl 65	. . 3 |- ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) -> ( ~~> ` seq M ( + , ( ( ZZ>= ` M ) X. { 0 } ) ) ) = 0 )
29	21, 28	eqtrd 2226	. 2 |- ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) -> sum_ k e. A 0 = 0 )
30		fz1f1o 11518	. . 3 |- ( A e. Fin -> ( A = (/) \/ ( (♯ ` A ) e. NN /\ E. f f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) ) )
31		sumeq1 11498	. . . . 5 |- ( A = (/) -> sum_ k e. A 0 = sum_ k e. (/) 0 )
32		sum0 11531	. . . . 5 |- sum_ k e. (/) 0 = 0
33	31, 32	eqtrdi 2242	. . . 4 |- ( A = (/) -> sum_ k e. A 0 = 0 )
34		eqidd 2194	. . . . . . . . 9 |- ( k = ( f ` n ) -> 0 = 0 )
35		simpl 109	. . . . . . . . 9 |- ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) -> (♯ ` A ) e. NN )
36		simpr 110	. . . . . . . . 9 |- ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) -> f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A )
37		0cnd 8012	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) /\ k e. A ) -> 0 e. CC )
38		elfznn 10120	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. ( 1 ... (♯ ` A ) ) -> n e. NN )
39	4	fvconst2 5774	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. NN -> ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) = 0 )
40	38, 39	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( n e. ( 1 ... (♯ ` A ) ) -> ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) = 0 )
41	40	adantl 277	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) /\ n e. ( 1 ... (♯ ` A ) ) ) -> ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) = 0 )
42	34, 35, 36, 37, 41	fsum3 11530	. . . . . . . 8 |- ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) -> sum_ k e. A 0 = ( seq 1 ( + , ( n e. NN |-> if ( n <_ (♯ ` A ) , ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) , 0 ) ) ) ` (♯ ` A ) ) )
43		nnuz 9628	. . . . . . . . . . . . 13 |- NN = ( ZZ>= ` 1 )
44	43	fser0const 10606	. . . . . . . . . . . 12 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( n e. NN |-> if ( n <_ (♯ ` A ) , ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) , 0 ) ) = ( NN X. { 0 } ) )
45	44	seqeq3d 10526	. . . . . . . . . . 11 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> seq 1 ( + , ( n e. NN |-> if ( n <_ (♯ ` A ) , ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) , 0 ) ) ) = seq 1 ( + , ( NN X. { 0 } ) ) )
46	45	fveq1d 5556	. . . . . . . . . 10 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( seq 1 ( + , ( n e. NN |-> if ( n <_ (♯ ` A ) , ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) , 0 ) ) ) ` (♯ ` A ) ) = ( seq 1 ( + , ( NN X. { 0 } ) ) ` (♯ ` A ) ) )
47	43	ser0 10604	. . . . . . . . . 10 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( seq 1 ( + , ( NN X. { 0 } ) ) ` (♯ ` A ) ) = 0 )
48	46, 47	eqtrd 2226	. . . . . . . . 9 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( seq 1 ( + , ( n e. NN |-> if ( n <_ (♯ ` A ) , ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) , 0 ) ) ) ` (♯ ` A ) ) = 0 )
49	35, 48	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) -> ( seq 1 ( + , ( n e. NN |-> if ( n <_ (♯ ` A ) , ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) , 0 ) ) ) ` (♯ ` A ) ) = 0 )
50	42, 49	eqtrd 2226	. . . . . . 7 |- ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) -> sum_ k e. A 0 = 0 )
51	50	ex 115	. . . . . 6 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A -> sum_ k e. A 0 = 0 ) )
52	51	exlimdv 1830	. . . . 5 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( E. f f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A -> sum_ k e. A 0 = 0 ) )
53	52	imp 124	. . . 4 |- ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ E. f f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) -> sum_ k e. A 0 = 0 )
54	33, 53	jaoi 717	. . 3 |- ( ( A = (/) \/ ( (♯ ` A ) e. NN /\ E. f f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) ) -> sum_ k e. A 0 = 0 )
55	30, 54	syl 14	. 2 |- ( A e. Fin -> sum_ k e. A 0 = 0 )
56	29, 55	jaoi 717	1 |- ( ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) \/ A e. Fin ) -> sum_ k e. A 0 = 0 )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   \/ wo 709  DECID wdc 835   /\ w3a 980   = wceq 1364   E.wex 1503   e. wcel 2164   A.wral 2472   C_ wss 3153   (/)c0 3446   ifcif 3557   {csn 3618   class class class wbr 4029   |-> cmpt 4090   X. cxp 4657   dom cdm 4659   Fun wfun 5248   -->wf 5250   -1-1-onto->wf1o 5253   ` cfv 5254  (class class class)co 5918   Fincfn 6794   CCcc 7870   0cc0 7872   1c1 7873   + caddc 7875   <_ cle 8055   NNcn 8982   ZZcz 9317   ZZ>=cuz 9592   ...cfz 10074   seqcseq 10518  ♯chash 10846   ~~> cli 11421   sum_csu 11496

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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4144  ax-sep 4147  ax-nul 4155  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-iinf 4620  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1cn 7965  ax-1re 7966  ax-icn 7967  ax-addcl 7968  ax-addrcl 7969  ax-mulcl 7970  ax-mulrcl 7971  ax-addcom 7972  ax-mulcom 7973  ax-addass 7974  ax-mulass 7975  ax-distr 7976  ax-i2m1 7977  ax-0lt1 7978  ax-1rid 7979  ax-0id 7980  ax-rnegex 7981  ax-precex 7982  ax-cnre 7983  ax-pre-ltirr 7984  ax-pre-ltwlin 7985  ax-pre-lttrn 7986  ax-pre-apti 7987  ax-pre-ltadd 7988  ax-pre-mulgt0 7989  ax-pre-mulext 7990  ax-arch 7991  ax-caucvg 7992

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 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3447  df-if 3558  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-iun 3914  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-tr 4128  df-id 4324  df-po 4327  df-iso 4328  df-iord 4397  df-on 4399  df-ilim 4400  df-suc 4402  df-iom 4623  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-ima 4672  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-f 5258  df-f1 5259  df-fo 5260  df-f1o 5261  df-fv 5262  df-isom 5263  df-riota 5873  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-1st 6193  df-2nd 6194  df-recs 6358  df-irdg 6423  df-frec 6444  df-1o 6469  df-oadd 6473  df-er 6587  df-en 6795  df-dom 6796  df-fin 6797  df-pnf 8056  df-mnf 8057  df-xr 8058  df-ltxr 8059  df-le 8060  df-sub 8192  df-neg 8193  df-reap 8594  df-ap 8601  df-div 8692  df-inn 8983  df-2 9041  df-3 9042  df-4 9043  df-n0 9241  df-z 9318  df-uz 9593  df-q 9685  df-rp 9720  df-fz 10075  df-fzo 10209  df-seqfrec 10519  df-exp 10610  df-ihash 10847  df-cj 10986  df-re 10987  df-im 10988  df-rsqrt 11142  df-abs 11143  df-clim 11422  df-sumdc 11497

This theorem is referenced by:  fsum00  11605  pcfac  12488  plymullem1  14894  nconstwlpolem0  15553