Theorem isumz 11554

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 2196	. . . 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 8020	. . . . . . 7 |- 0 e. _V
5	4	fvconst2 5778	. . . . . 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 2257	. . . . . . . 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 2873	. . . . . 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 3595	. . . . . 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 2232	. . . 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 2257	. . . . . . 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 2729	. . . . 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 8019	. . . 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 11549	. . 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 11459	. . . . 5 |- ~~> : dom ~~> --> CC
23		ffun 5410	. . . . 5 |- ( ~~> : dom ~~> --> CC -> Fun ~~> )
24	22, 23	ax-mp 5	. . . 4 |- Fun ~~>
25		serclim0 11470	. . . . 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 5599	. . . 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 2229	. 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 11540	. . 3 |- ( A e. Fin -> ( A = (/) \/ ( (♯ ` A ) e. NN /\ E. f f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) ) )
31		sumeq1 11520	. . . . 5 |- ( A = (/) -> sum_ k e. A 0 = sum_ k e. (/) 0 )
32		sum0 11553	. . . . 5 |- sum_ k e. (/) 0 = 0
33	31, 32	eqtrdi 2245	. . . 4 |- ( A = (/) -> sum_ k e. A 0 = 0 )
34		eqidd 2197	. . . . . . . . 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 8019	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) /\ k e. A ) -> 0 e. CC )
38		elfznn 10129	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. ( 1 ... (♯ ` A ) ) -> n e. NN )
39	4	fvconst2 5778	. . . . . . . . . . 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 11552	. . . . . . . 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 9637	. . . . . . . . . . . . 13 |- NN = ( ZZ>= ` 1 )
44	43	fser0const 10627	. . . . . . . . . . . 12 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( n e. NN |-> if ( n <_ (♯ ` A ) , ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) , 0 ) ) = ( NN X. { 0 } ) )
45	44	seqeq3d 10547	. . . . . . . . . . 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 5560	. . . . . . . . . 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 10625	. . . . . . . . . 10 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( seq 1 ( + , ( NN X. { 0 } ) ) ` (♯ ` A ) ) = 0 )
48	46, 47	eqtrd 2229	. . . . . . . . 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 2229	. . . . . . 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 1833	. . . . 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 1506   e. wcel 2167   A.wral 2475   C_ wss 3157   (/)c0 3450   ifcif 3561   {csn 3622   class class class wbr 4033   |-> cmpt 4094   X. cxp 4661   dom cdm 4663   Fun wfun 5252   -->wf 5254   -1-1-onto->wf1o 5257   ` cfv 5258  (class class class)co 5922   Fincfn 6799   CCcc 7877   0cc0 7879   1c1 7880   + caddc 7882   <_ cle 8062   NNcn 8990   ZZcz 9326   ZZ>=cuz 9601   ...cfz 10083   seqcseq 10539  ♯chash 10867   ~~> cli 11443   sum_csu 11518

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 4148  ax-sep 4151  ax-nul 4159  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-iinf 4624  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-1cn 7972  ax-1re 7973  ax-icn 7974  ax-addcl 7975  ax-addrcl 7976  ax-mulcl 7977  ax-mulrcl 7978  ax-addcom 7979  ax-mulcom 7980  ax-addass 7981  ax-mulass 7982  ax-distr 7983  ax-i2m1 7984  ax-0lt1 7985  ax-1rid 7986  ax-0id 7987  ax-rnegex 7988  ax-precex 7989  ax-cnre 7990  ax-pre-ltirr 7991  ax-pre-ltwlin 7992  ax-pre-lttrn 7993  ax-pre-apti 7994  ax-pre-ltadd 7995  ax-pre-mulgt0 7996  ax-pre-mulext 7997  ax-arch 7998  ax-caucvg 7999

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-rmo 2483  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 3451  df-if 3562  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-tr 4132  df-id 4328  df-po 4331  df-iso 4332  df-iord 4401  df-on 4403  df-ilim 4404  df-suc 4406  df-iom 4627  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-isom 5267  df-riota 5877  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-1st 6198  df-2nd 6199  df-recs 6363  df-irdg 6428  df-frec 6449  df-1o 6474  df-oadd 6478  df-er 6592  df-en 6800  df-dom 6801  df-fin 6802  df-pnf 8063  df-mnf 8064  df-xr 8065  df-ltxr 8066  df-le 8067  df-sub 8199  df-neg 8200  df-reap 8602  df-ap 8609  df-div 8700  df-inn 8991  df-2 9049  df-3 9050  df-4 9051  df-n0 9250  df-z 9327  df-uz 9602  df-q 9694  df-rp 9729  df-fz 10084  df-fzo 10218  df-seqfrec 10540  df-exp 10631  df-ihash 10868  df-cj 11007  df-re 11008  df-im 11009  df-rsqrt 11163  df-abs 11164  df-clim 11444  df-sumdc 11519

This theorem is referenced by:  fsum00  11627  fsumdvds  12007  pcfac  12519  plymullem1  14984  nconstwlpolem0  15707