Theorem isumz 11381

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 7942	. . . . . . 7 |- 0 e. _V
5	4	fvconst2 5728	. . . . . 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 3567	. . . . . 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 7941	. . . 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 11376	. . 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 11286	. . . . 5 |- ~~> : dom ~~> --> CC
23		ffun 5364	. . . . 5 |- ( ~~> : dom ~~> --> CC -> Fun ~~> )
24	22, 23	ax-mp 5	. . . 4 |- Fun ~~>
25		serclim0 11297	. . . . 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 5550	. . . 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 11367	. . 3 |- ( A e. Fin -> ( A = (/) \/ ( (♯ ` A ) e. NN /\ E. f f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) ) )
31		sumeq1 11347	. . . . 5 |- ( A = (/) -> sum_ k e. A 0 = sum_ k e. (/) 0 )
32		sum0 11380	. . . . 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 7941	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( (♯ ` A ) e. NN /\ f : ( 1 ... (♯ ` A ) ) -1-1-onto-> A ) /\ k e. A ) -> 0 e. CC )
38		elfznn 10040	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. ( 1 ... (♯ ` A ) ) -> n e. NN )
39	4	fvconst2 5728	. . . . . . . . . . 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 11379	. . . . . . . 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 9552	. . . . . . . . . . . . 13 |- NN = ( ZZ>= ` 1 )
44	43	fser0const 10502	. . . . . . . . . . . 12 |- ( (♯ ` A ) e. NN -> ( n e. NN |-> if ( n <_ (♯ ` A ) , ( ( NN X. { 0 } ) ` n ) , 0 ) ) = ( NN X. { 0 } ) )
45	44	seqeq3d 10439	. . . . . . . . . . 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 5513	. . . . . . . . . 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 10500	. . . . . . . . . 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 3591   class class class wbr 4000   |-> cmpt 4061   X. cxp 4621   dom cdm 4623   Fun wfun 5206   -->wf 5208   -1-1-onto->wf1o 5211   ` cfv 5212  (class class class)co 5869   Fincfn 6734   CCcc 7800   0cc0 7802   1c1 7803   + caddc 7805   <_ cle 7983   NNcn 8908   ZZcz 9242   ZZ>=cuz 9517   ...cfz 9995   seqcseq 10431  ♯chash 10739   ~~> cli 11270   sum_csu 11345

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 4115  ax-sep 4118  ax-nul 4126  ax-pow 4171  ax-pr 4206  ax-un 4430  ax-setind 4533  ax-iinf 4584  ax-cnex 7893  ax-resscn 7894  ax-1cn 7895  ax-1re 7896  ax-icn 7897  ax-addcl 7898  ax-addrcl 7899  ax-mulcl 7900  ax-mulrcl 7901  ax-addcom 7902  ax-mulcom 7903  ax-addass 7904  ax-mulass 7905  ax-distr 7906  ax-i2m1 7907  ax-0lt1 7908  ax-1rid 7909  ax-0id 7910  ax-rnegex 7911  ax-precex 7912  ax-cnre 7913  ax-pre-ltirr 7914  ax-pre-ltwlin 7915  ax-pre-lttrn 7916  ax-pre-apti 7917  ax-pre-ltadd 7918  ax-pre-mulgt0 7919  ax-pre-mulext 7920  ax-arch 7921  ax-caucvg 7922

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 3576  df-sn 3597  df-pr 3598  df-op 3600  df-uni 3808  df-int 3843  df-iun 3886  df-br 4001  df-opab 4062  df-mpt 4063  df-tr 4099  df-id 4290  df-po 4293  df-iso 4294  df-iord 4363  df-on 4365  df-ilim 4366  df-suc 4368  df-iom 4587  df-xp 4629  df-rel 4630  df-cnv 4631  df-co 4632  df-dm 4633  df-rn 4634  df-res 4635  df-ima 4636  df-iota 5174  df-fun 5214  df-fn 5215  df-f 5216  df-f1 5217  df-fo 5218  df-f1o 5219  df-fv 5220  df-isom 5221  df-riota 5825  df-ov 5872  df-oprab 5873  df-mpo 5874  df-1st 6135  df-2nd 6136  df-recs 6300  df-irdg 6365  df-frec 6386  df-1o 6411  df-oadd 6415  df-er 6529  df-en 6735  df-dom 6736  df-fin 6737  df-pnf 7984  df-mnf 7985  df-xr 7986  df-ltxr 7987  df-le 7988  df-sub 8120  df-neg 8121  df-reap 8522  df-ap 8529  df-div 8619  df-inn 8909  df-2 8967  df-3 8968  df-4 8969  df-n0 9166  df-z 9243  df-uz 9518  df-q 9609  df-rp 9641  df-fz 9996  df-fzo 10129  df-seqfrec 10432  df-exp 10506  df-ihash 10740  df-cj 10835  df-re 10836  df-im 10837  df-rsqrt 10991  df-abs 10992  df-clim 11271  df-sumdc 11346

This theorem is referenced by:  fsum00  11454  pcfac  12331  nconstwlpolem0  14466