Theorem ply1termlem 14978

Description: Lemma for ply1term 14979. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Jul-2014.)

Hypothesis

Ref	Expression
ply1term.1	|- F = ( z e. CC |-> ( A x. ( z ^ N ) ) )

Assertion

Ref	Expression
ply1termlem	|- ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) -> F = ( z e. CC |-> sum_ k e. ( 0 ... N ) ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) ) )

Distinct variable groups:   z, k, A   k, N, z

Allowed substitution hints:   F( z, k)

Proof of Theorem ply1termlem

Dummy variable w is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ply1term.1	. 2 |- F = ( z e. CC |-> ( A x. ( z ^ N ) ) )
2		simplr 528	. . . . . . 7 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> N e. NN0 )
3		nn0uz 9636	. . . . . . 7 |- NN0 = ( ZZ>= ` 0 )
4	2, 3	eleqtrdi 2289	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> N e. ( ZZ>= ` 0 ) )
5		fzss1 10138	. . . . . 6 |- ( N e. ( ZZ>= ` 0 ) -> ( N ... N ) C_ ( 0 ... N ) )
6	4, 5	syl 14	. . . . 5 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> ( N ... N ) C_ ( 0 ... N ) )
7		elfz1eq 10110	. . . . . . . . 9 |- ( k e. ( N ... N ) -> k = N )
8	7	adantl 277	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( N ... N ) ) -> k = N )
9		iftrue 3566	. . . . . . . 8 |- ( k = N -> if ( k = N , A , 0 ) = A )
10	8, 9	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( N ... N ) ) -> if ( k = N , A , 0 ) = A )
11		simpll 527	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> A e. CC )
12	11	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( N ... N ) ) -> A e. CC )
13	10, 12	eqeltrd 2273	. . . . . 6 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( N ... N ) ) -> if ( k = N , A , 0 ) e. CC )
14		simplr 528	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( N ... N ) ) -> z e. CC )
15	2	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( N ... N ) ) -> N e. NN0 )
16	8, 15	eqeltrd 2273	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( N ... N ) ) -> k e. NN0 )
17	14, 16	expcld 10765	. . . . . 6 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( N ... N ) ) -> ( z ^ k ) e. CC )
18	13, 17	mulcld 8047	. . . . 5 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( N ... N ) ) -> ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) e. CC )
19		eldifn 3286	. . . . . . . . . 10 |- ( k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) -> -. k e. ( N ... N ) )
20	19	adantl 277	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) ) -> -. k e. ( N ... N ) )
21	2	adantr 276	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) ) -> N e. NN0 )
22	21	nn0zd 9446	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) ) -> N e. ZZ )
23		fzsn 10141	. . . . . . . . . . . 12 |- ( N e. ZZ -> ( N ... N ) = { N } )
24	23	eleq2d 2266	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> ( k e. ( N ... N ) <-> k e. { N } ) )
25		elsn2g 3655	. . . . . . . . . . 11 |- ( N e. ZZ -> ( k e. { N } <-> k = N ) )
26	24, 25	bitrd 188	. . . . . . . . . 10 |- ( N e. ZZ -> ( k e. ( N ... N ) <-> k = N ) )
27	22, 26	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) ) -> ( k e. ( N ... N ) <-> k = N ) )
28	20, 27	mtbid 673	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) ) -> -. k = N )
29	28	iffalsed 3571	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) ) -> if ( k = N , A , 0 ) = 0 )
30	29	oveq1d 5937	. . . . . 6 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) ) -> ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) = ( 0 x. ( z ^ k ) ) )
31		simpr 110	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> z e. CC )
32		eldifi 3285	. . . . . . . . 9 |- ( k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) -> k e. ( 0 ... N ) )
33		elfznn0 10189	. . . . . . . . 9 |- ( k e. ( 0 ... N ) -> k e. NN0 )
34	32, 33	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) -> k e. NN0 )
35		expcl 10649	. . . . . . . 8 |- ( ( z e. CC /\ k e. NN0 ) -> ( z ^ k ) e. CC )
36	31, 34, 35	syl2an 289	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) ) -> ( z ^ k ) e. CC )
37	36	mul02d 8418	. . . . . 6 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) ) -> ( 0 x. ( z ^ k ) ) = 0 )
38	30, 37	eqtrd 2229	. . . . 5 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ k e. ( ( 0 ... N ) \ ( N ... N ) ) ) -> ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) = 0 )
39		elfzelz 10100	. . . . . . . 8 |- ( w e. ( 0 ... N ) -> w e. ZZ )
40	39	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ w e. ( 0 ... N ) ) -> w e. ZZ )
41	2	nn0zd 9446	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> N e. ZZ )
42	41	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ w e. ( 0 ... N ) ) -> N e. ZZ )
43		fzdcel 10115	. . . . . . 7 |- ( ( w e. ZZ /\ N e. ZZ /\ N e. ZZ ) -> DECID w e. ( N ... N ) )
44	40, 42, 42, 43	syl3anc 1249	. . . . . 6 |- ( ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) /\ w e. ( 0 ... N ) ) -> DECID w e. ( N ... N ) )
45	44	ralrimiva 2570	. . . . 5 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> A. w e. ( 0 ... N )DECID w e. ( N ... N ) )
46		0zd 9338	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> 0 e. ZZ )
47	46, 41	fzfigd 10523	. . . . 5 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> ( 0 ... N ) e. Fin )
48	6, 18, 38, 45, 47	fisumss 11557	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> sum_ k e. ( N ... N ) ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) = sum_ k e. ( 0 ... N ) ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) )
49	31, 2	expcld 10765	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> ( z ^ N ) e. CC )
50	11, 49	mulcld 8047	. . . . 5 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> ( A x. ( z ^ N ) ) e. CC )
51		oveq2 5930	. . . . . . 7 |- ( k = N -> ( z ^ k ) = ( z ^ N ) )
52	9, 51	oveq12d 5940	. . . . . 6 |- ( k = N -> ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) = ( A x. ( z ^ N ) ) )
53	52	fsum1 11577	. . . . 5 |- ( ( N e. ZZ /\ ( A x. ( z ^ N ) ) e. CC ) -> sum_ k e. ( N ... N ) ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) = ( A x. ( z ^ N ) ) )
54	41, 50, 53	syl2anc 411	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> sum_ k e. ( N ... N ) ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) = ( A x. ( z ^ N ) ) )
55	48, 54	eqtr3d 2231	. . 3 |- ( ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) /\ z e. CC ) -> sum_ k e. ( 0 ... N ) ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) = ( A x. ( z ^ N ) ) )
56	55	mpteq2dva 4123	. 2 |- ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) -> ( z e. CC |-> sum_ k e. ( 0 ... N ) ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) ) = ( z e. CC |-> ( A x. ( z ^ N ) ) ) )
57	1, 56	eqtr4id 2248	1 |- ( ( A e. CC /\ N e. NN0 ) -> F = ( z e. CC |-> sum_ k e. ( 0 ... N ) ( if ( k = N , A , 0 ) x. ( z ^ k ) ) ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105  DECID wdc 835   = wceq 1364   e. wcel 2167   \ cdif 3154   C_ wss 3157   ifcif 3561   {csn 3622   |-> cmpt 4094   ` cfv 5258  (class class class)co 5922   CCcc 7877   0cc0 7879   x. cmul 7884   NN0cn0 9249   ZZcz 9326   ZZ>=cuz 9601   ...cfz 10083   ^cexp 10630   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:  ply1term  14979