Theorem isumz 11390

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 2177	. . . 4 |- ( ZZ>= ` M ) = ( ZZ>= ` M )
2		simp1 997	. . . 4 |- ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) -> M e. ZZ )
3		simp2 998	. . . 4 |- ( ( M e. ZZ /\ A C_ ( ZZ>= ` M ) /\ A. j e. ( ZZ>= ` M )DECID j e. A ) -> A C_ ( ZZ>= ` M ) )
4		c0ex 7948	. . . . . . 7 |- 0 e. _V
5	4	fvconst2 5731	. . . . . 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 2238	. . . . . . . 8 |- ( j = k -> ( j e. A <-> k e. A ) )
8	7	dcbid 838	. . . . . . 7 |- ( j = k -> (DECID j e. A <-> DECID k e. A ) )
9		simpl3 1002	. . . . . . 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 2846	. . . . . 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 3568	. . . . . 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 2213	. . . 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 999	. . . . 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 2238	. . . . . . 7 |- ( j = a -> ( j e. A <-> a e. A ) )
17	16	dcbid 838	. . . . . 6 |- ( j = a -> (DECID j e. A <-> DECID a e. A ) )
18	17	cbvralv 2703	. . . . 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 7947	. . . 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 11385	. . 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 11295	. . . . 5 |- ~~> : dom ~~> --> CC
23		ffun 5367	. . . . 5 |- ( ~~> : dom ~~> --> CC -> Fun ~~> )
24	22, 23	ax-mp 5	. . . 4 |- Fun ~~>
25		serclim0 11306	. . . . 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 5553	. . . 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 2210	. 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 11376	. . 3 |- ( A e. Fin -> ( A = (/) \/ ( (♯ ` A ) e. NN /\ E. f f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) ) )
31		sumeq1 11356	. . . . 5 |- ( A = (/) -> sum_ k e. A 0 = sum_ k e. (/) 0 )
32		sum0 11389	. . . . 5 |- sum_ k e. (/) 0 = 0
33	31, 32	eqtrdi 2226	. . . 4 |- ( A = (/) -> sum_ k e. A 0 = 0 )
34		eqidd 2178	. . . . . . . . 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 7947	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) /\ k e. A ) -> 0 e. CC )
38		elfznn 10049	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. ( 1 ... (♯ ` A ) ) -> n e. NN )
39	4	fvconst2 5731	. . . . . . . . . . 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 11388	. . . . . . . 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 9559	. . . . . . . . . . . . 13 |- NN = ( ZZ>= ` 1 )
44	43	fser0const 10511	. . . . . . . . . . . 12 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( n e. NN |-> if ( n <_ (♯ ` A ) , ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) , 0 ) ) = ( NN X. { 0 } ) )
45	44	seqeq3d 10448	. . . . . . . . . . 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 5516	. . . . . . . . . 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 10509	. . . . . . . . . 10 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( seq 1 ( + , ( NN X. { 0 } ) ) ` (♯ ` A ) ) = 0 )
48	46, 47	eqtrd 2210	. . . . . . . . 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 2210	. . . . . . 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 1819	. . . . 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 716	. . 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 716	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 708  DECID wdc 834   /\ w3a 978   = wceq 1353   E.wex 1492   e. wcel 2148   A.wral 2455   C_ wss 3129   (/)c0 3422   ifcif 3534   {csn 3592   class class class wbr 4002   |-> cmpt 4063   X. cxp 4623   dom cdm 4625   Fun wfun 5209   -->wf 5211   -1-1-onto->wf1o 5214   ` cfv 5215  (class class class)co 5872   Fincfn 6737   CCcc 7806   0cc0 7808   1c1 7809   + caddc 7811   <_ cle 7989   NNcn 8915   ZZcz 9249   ZZ>=cuz 9524   ...cfz 10004   seqcseq 10440  ♯chash 10748   ~~> cli 11279   sum_csu 11354

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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4117  ax-sep 4120  ax-nul 4128  ax-pow 4173  ax-pr 4208  ax-un 4432  ax-setind 4535  ax-iinf 4586  ax-cnex 7899  ax-resscn 7900  ax-1cn 7901  ax-1re 7902  ax-icn 7903  ax-addcl 7904  ax-addrcl 7905  ax-mulcl 7906  ax-mulrcl 7907  ax-addcom 7908  ax-mulcom 7909  ax-addass 7910  ax-mulass 7911  ax-distr 7912  ax-i2m1 7913  ax-0lt1 7914  ax-1rid 7915  ax-0id 7916  ax-rnegex 7917  ax-precex 7918  ax-cnre 7919  ax-pre-ltirr 7920  ax-pre-ltwlin 7921  ax-pre-lttrn 7922  ax-pre-apti 7923  ax-pre-ltadd 7924  ax-pre-mulgt0 7925  ax-pre-mulext 7926  ax-arch 7927  ax-caucvg 7928

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2739  df-sbc 2963  df-csb 3058  df-dif 3131  df-un 3133  df-in 3135  df-ss 3142  df-nul 3423  df-if 3535  df-pw 3577  df-sn 3598  df-pr 3599  df-op 3601  df-uni 3810  df-int 3845  df-iun 3888  df-br 4003  df-opab 4064  df-mpt 4065  df-tr 4101  df-id 4292  df-po 4295  df-iso 4296  df-iord 4365  df-on 4367  df-ilim 4368  df-suc 4370  df-iom 4589  df-xp 4631  df-rel 4632  df-cnv 4633  df-co 4634  df-dm 4635  df-rn 4636  df-res 4637  df-ima 4638  df-iota 5177  df-fun 5217  df-fn 5218  df-f 5219  df-f1 5220  df-fo 5221  df-f1o 5222  df-fv 5223  df-isom 5224  df-riota 5828  df-ov 5875  df-oprab 5876  df-mpo 5877  df-1st 6138  df-2nd 6139  df-recs 6303  df-irdg 6368  df-frec 6389  df-1o 6414  df-oadd 6418  df-er 6532  df-en 6738  df-dom 6739  df-fin 6740  df-pnf 7990  df-mnf 7991  df-xr 7992  df-ltxr 7993  df-le 7994  df-sub 8126  df-neg 8127  df-reap 8528  df-ap 8535  df-div 8626  df-inn 8916  df-2 8974  df-3 8975  df-4 8976  df-n0 9173  df-z 9250  df-uz 9525  df-q 9616  df-rp 9650  df-fz 10005  df-fzo 10138  df-seqfrec 10441  df-exp 10515  df-ihash 10749  df-cj 10844  df-re 10845  df-im 10846  df-rsqrt 11000  df-abs 11001  df-clim 11280  df-sumdc 11355

This theorem is referenced by:  fsum00  11463  pcfac  12340  nconstwlpolem0  14670