Theorem fisum0diag 10896

Description: Two ways to express "the sum of 𝐴(𝑗, 𝑘) over the triangular region 𝑀 ≤ 𝑗, 𝑀 ≤ 𝑘, 𝑗 + 𝑘 ≤ 𝑁." (Contributed by NM, 31-Dec-2005.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 28-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 8-Apr-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
fsum0diag.1	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 𝑗)))) → 𝐴 ∈ ℂ)
fisum0diag.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)

Assertion

Ref	Expression
fisum0diag	⊢ (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (0...𝑁)Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 𝑗))𝐴 = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)Σ𝑗 ∈ (0...(𝑁 − 𝑘))𝐴)

Distinct variable groups:   𝑗,𝑘,𝑁   𝜑,𝑗,𝑘

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑗,𝑘)

Proof of Theorem fisum0diag

Step	Hyp	Ref	Expression
1		0zd 8823	. . 3 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
2		fisum0diag.n	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
3	1, 2	fzfigd 9899	. 2 ⊢ (𝜑 → (0...𝑁) ∈ Fin)
4		0zd 8823	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑁)) → 0 ∈ ℤ)
5	2	adantr 271	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℤ)
6		elfzelz 9501	. . . . 5 ⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑁) → 𝑗 ∈ ℤ)
7	6	adantl 272	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑁)) → 𝑗 ∈ ℤ)
8	5, 7	zsubcld 8934	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁 − 𝑗) ∈ ℤ)
9	4, 8	fzfigd 9899	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑁)) → (0...(𝑁 − 𝑗)) ∈ Fin)
10		0zd 8823	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → 0 ∈ ℤ)
11	2	adantr 271	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℤ)
12		elfzelz 9501	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ (0...𝑁) → 𝑘 ∈ ℤ)
13	12	adantl 272	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → 𝑘 ∈ ℤ)
14	11, 13	zsubcld 8934	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁 − 𝑘) ∈ ℤ)
15	10, 14	fzfigd 9899	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → (0...(𝑁 − 𝑘)) ∈ Fin)
16		fsum0diaglem 10895	. . . 4 ⊢ ((𝑗 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 𝑗))) → (𝑘 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑁 − 𝑘))))
17		fsum0diaglem 10895	. . . 4 ⊢ ((𝑘 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑁 − 𝑘))) → (𝑗 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 𝑗))))
18	16, 17	impbii 125	. . 3 ⊢ ((𝑗 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 𝑗))) ↔ (𝑘 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑁 − 𝑘))))
19	18	a1i 9	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑗 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 𝑗))) ↔ (𝑘 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑁 − 𝑘)))))
20		fsum0diag.1	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 𝑗)))) → 𝐴 ∈ ℂ)
21	3, 3, 9, 15, 19, 20	fisumcom2 10893	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (0...𝑁)Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 𝑗))𝐴 = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)Σ𝑗 ∈ (0...(𝑁 − 𝑘))𝐴)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   = wceq 1290   ∈ wcel 1439  (class class class)co 5666  ℂcc 7409  0cc0 7411   − cmin 7714  ℤcz 8811  ...cfz 9485  Σcsu 10803

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 580  ax-in2 581  ax-io 666  ax-5 1382  ax-7 1383  ax-gen 1384  ax-ie1 1428  ax-ie2 1429  ax-8 1441  ax-10 1442  ax-11 1443  ax-i12 1444  ax-bndl 1445  ax-4 1446  ax-13 1450  ax-14 1451  ax-17 1465  ax-i9 1469  ax-ial 1473  ax-i5r 1474  ax-ext 2071  ax-coll 3960  ax-sep 3963  ax-nul 3971  ax-pow 4015  ax-pr 4045  ax-un 4269  ax-setind 4366  ax-iinf 4416  ax-cnex 7497  ax-resscn 7498  ax-1cn 7499  ax-1re 7500  ax-icn 7501  ax-addcl 7502  ax-addrcl 7503  ax-mulcl 7504  ax-mulrcl 7505  ax-addcom 7506  ax-mulcom 7507  ax-addass 7508  ax-mulass 7509  ax-distr 7510  ax-i2m1 7511  ax-0lt1 7512  ax-1rid 7513  ax-0id 7514  ax-rnegex 7515  ax-precex 7516  ax-cnre 7517  ax-pre-ltirr 7518  ax-pre-ltwlin 7519  ax-pre-lttrn 7520  ax-pre-apti 7521  ax-pre-ltadd 7522  ax-pre-mulgt0 7523  ax-pre-mulext 7524  ax-arch 7525  ax-caucvg 7526

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 782  df-3or 926  df-3an 927  df-tru 1293  df-fal 1296  df-nf 1396  df-sb 1694  df-eu 1952  df-mo 1953  df-clab 2076  df-cleq 2082  df-clel 2085  df-nfc 2218  df-ne 2257  df-nel 2352  df-ral 2365  df-rex 2366  df-reu 2367  df-rmo 2368  df-rab 2369  df-v 2622  df-sbc 2842  df-csb 2935  df-dif 3002  df-un 3004  df-in 3006  df-ss 3013  df-nul 3288  df-if 3398  df-pw 3435  df-sn 3456  df-pr 3457  df-op 3459  df-uni 3660  df-int 3695  df-iun 3738  df-disj 3829  df-br 3852  df-opab 3906  df-mpt 3907  df-tr 3943  df-id 4129  df-po 4132  df-iso 4133  df-iord 4202  df-on 4204  df-ilim 4205  df-suc 4207  df-iom 4419  df-xp 4458  df-rel 4459  df-cnv 4460  df-co 4461  df-dm 4462  df-rn 4463  df-res 4464  df-ima 4465  df-iota 4993  df-fun 5030  df-fn 5031  df-f 5032  df-f1 5033  df-fo 5034  df-f1o 5035  df-fv 5036  df-isom 5037  df-riota 5622  df-ov 5669  df-oprab 5670  df-mpt2 5671  df-1st 5925  df-2nd 5926  df-recs 6084  df-irdg 6149  df-frec 6170  df-1o 6195  df-oadd 6199  df-er 6306  df-en 6512  df-dom 6513  df-fin 6514  df-pnf 7585  df-mnf 7586  df-xr 7587  df-ltxr 7588  df-le 7589  df-sub 7716  df-neg 7717  df-reap 8113  df-ap 8120  df-div 8201  df-inn 8484  df-2 8542  df-3 8543  df-4 8544  df-n0 8735  df-z 8812  df-uz 9081  df-q 9166  df-rp 9196  df-fz 9486  df-fzo 9615  df-iseq 9914  df-seq3 9915  df-exp 10016  df-ihash 10245  df-cj 10337  df-re 10338  df-im 10339  df-rsqrt 10492  df-abs 10493  df-clim 10728  df-isum 10804

This theorem is referenced by:  fisum0diag2  10902