Theorem fprodunsn 11614

Description: Multiply in an additional term in a finite product. See also fprodsplitsn 11643 which is the same but with a Ⅎ𝑘𝜑 hypothesis in place of the distinct variable condition between 𝜑 and 𝑘. (Contributed by Jim Kingdon, 16-Aug-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
fprodunsn.f	⊢ Ⅎ𝑘𝐷
fprodunsn.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
fprodunsn.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑉)
fprodunsn.ba	⊢ (𝜑 → ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)
fprodunsn.ccl	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
fprodunsn.dcl	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℂ)
fprodunsn.d	⊢ (𝑘 = 𝐵 → 𝐶 = 𝐷)

Assertion

Ref	Expression
fprodunsn	⊢ (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})𝐶 = (∏𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 · 𝐷))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑘   𝑘,𝑉   𝜑,𝑘

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑘)   𝐷(𝑘)

Proof of Theorem fprodunsn

Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fprodunsn.ba	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)
2		disjsn 3656	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∩ {𝐵}) = ∅ ↔ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)
3	1, 2	sylibr 134	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ {𝐵}) = ∅)
4		eqidd 2178	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∪ {𝐵}) = (𝐴 ∪ {𝐵}))
5		fprodunsn.a	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
6		fprodunsn.b	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑉)
7		unsnfi 6920	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴) → (𝐴 ∪ {𝐵}) ∈ Fin)
8	5, 6, 1, 7	syl3anc 1238	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∪ {𝐵}) ∈ Fin)
9		simpr 110	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → 𝑗 ∈ 𝐴)
10	9	orcd 733	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → (𝑗 ∈ 𝐴 ∨ ¬ 𝑗 ∈ 𝐴))
11		df-dc 835	. . . . . 6 ⊢ (DECID 𝑗 ∈ 𝐴 ↔ (𝑗 ∈ 𝐴 ∨ ¬ 𝑗 ∈ 𝐴))
12	10, 11	sylibr 134	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → DECID 𝑗 ∈ 𝐴)
13		simpr 110	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑗 ∈ {𝐵}) → 𝑗 ∈ {𝐵})
14		velsn 3611	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 ∈ {𝐵} ↔ 𝑗 = 𝐵)
15	13, 14	sylib 122	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑗 ∈ {𝐵}) → 𝑗 = 𝐵)
16	1	ad2antrr 488	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑗 ∈ {𝐵}) → ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)
17	15, 16	eqneltrd 2273	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑗 ∈ {𝐵}) → ¬ 𝑗 ∈ 𝐴)
18	17	olcd 734	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑗 ∈ {𝐵}) → (𝑗 ∈ 𝐴 ∨ ¬ 𝑗 ∈ 𝐴))
19	18, 11	sylibr 134	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑗 ∈ {𝐵}) → DECID 𝑗 ∈ 𝐴)
20		elun 3278	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵}) ↔ (𝑗 ∈ 𝐴 ∨ 𝑗 ∈ {𝐵}))
21	20	biimpi 120	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵}) → (𝑗 ∈ 𝐴 ∨ 𝑗 ∈ {𝐵}))
22	21	adantl 277	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) → (𝑗 ∈ 𝐴 ∨ 𝑗 ∈ {𝐵}))
23	12, 19, 22	mpjaodan 798	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) → DECID 𝑗 ∈ 𝐴)
24	23	ralrimiva 2550	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑗 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})DECID 𝑗 ∈ 𝐴)
25		fprodunsn.ccl	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
26	25	adantlr 477	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
27		elsni 3612	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 ∈ {𝐵} → 𝑘 = 𝐵)
28	27	adantl 277	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑘 ∈ {𝐵}) → 𝑘 = 𝐵)
29		fprodunsn.d	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝐵 → 𝐶 = 𝐷)
30	28, 29	syl 14	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑘 ∈ {𝐵}) → 𝐶 = 𝐷)
31		fprodunsn.dcl	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℂ)
32	31	ad2antrr 488	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑘 ∈ {𝐵}) → 𝐷 ∈ ℂ)
33	30, 32	eqeltrd 2254	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) ∧ 𝑘 ∈ {𝐵}) → 𝐶 ∈ ℂ)
34		elun 3278	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵}) ↔ (𝑘 ∈ 𝐴 ∨ 𝑘 ∈ {𝐵}))
35	34	biimpi 120	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵}) → (𝑘 ∈ 𝐴 ∨ 𝑘 ∈ {𝐵}))
36	35	adantl 277	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) → (𝑘 ∈ 𝐴 ∨ 𝑘 ∈ {𝐵}))
37	26, 33, 36	mpjaodan 798	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})) → 𝐶 ∈ ℂ)
38	3, 4, 8, 24, 37	fprodsplitdc 11606	. 2 ⊢ (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})𝐶 = (∏𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 · ∏𝑘 ∈ {𝐵}𝐶))
39		fprodunsn.f	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘𝐷
40	39, 29	prodsnf 11602	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ ℂ) → ∏𝑘 ∈ {𝐵}𝐶 = 𝐷)
41	6, 31, 40	syl2anc 411	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {𝐵}𝐶 = 𝐷)
42	41	oveq2d 5893	. 2 ⊢ (𝜑 → (∏𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 · ∏𝑘 ∈ {𝐵}𝐶) = (∏𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 · 𝐷))
43	38, 42	eqtrd 2210	1 ⊢ (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (𝐴 ∪ {𝐵})𝐶 = (∏𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 · 𝐷))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ∨ wo 708  DECID wdc 834   = wceq 1353   ∈ wcel 2148  Ⅎwnfc 2306   ∪ cun 3129   ∩ cin 3130  ∅c0 3424  {csn 3594  (class class class)co 5877  Fincfn 6742  ℂcc 7811   · cmul 7818  ∏cprod 11560

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 4120  ax-sep 4123  ax-nul 4131  ax-pow 4176  ax-pr 4211  ax-un 4435  ax-setind 4538  ax-iinf 4589  ax-cnex 7904  ax-resscn 7905  ax-1cn 7906  ax-1re 7907  ax-icn 7908  ax-addcl 7909  ax-addrcl 7910  ax-mulcl 7911  ax-mulrcl 7912  ax-addcom 7913  ax-mulcom 7914  ax-addass 7915  ax-mulass 7916  ax-distr 7917  ax-i2m1 7918  ax-0lt1 7919  ax-1rid 7920  ax-0id 7921  ax-rnegex 7922  ax-precex 7923  ax-cnre 7924  ax-pre-ltirr 7925  ax-pre-ltwlin 7926  ax-pre-lttrn 7927  ax-pre-apti 7928  ax-pre-ltadd 7929  ax-pre-mulgt0 7930  ax-pre-mulext 7931  ax-arch 7932  ax-caucvg 7933

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 2741  df-sbc 2965  df-csb 3060  df-dif 3133  df-un 3135  df-in 3137  df-ss 3144  df-nul 3425  df-if 3537  df-pw 3579  df-sn 3600  df-pr 3601  df-op 3603  df-uni 3812  df-int 3847  df-iun 3890  df-br 4006  df-opab 4067  df-mpt 4068  df-tr 4104  df-id 4295  df-po 4298  df-iso 4299  df-iord 4368  df-on 4370  df-ilim 4371  df-suc 4373  df-iom 4592  df-xp 4634  df-rel 4635  df-cnv 4636  df-co 4637  df-dm 4638  df-rn 4639  df-res 4640  df-ima 4641  df-iota 5180  df-fun 5220  df-fn 5221  df-f 5222  df-f1 5223  df-fo 5224  df-f1o 5225  df-fv 5226  df-isom 5227  df-riota 5833  df-ov 5880  df-oprab 5881  df-mpo 5882  df-1st 6143  df-2nd 6144  df-recs 6308  df-irdg 6373  df-frec 6394  df-1o 6419  df-oadd 6423  df-er 6537  df-en 6743  df-dom 6744  df-fin 6745  df-pnf 7996  df-mnf 7997  df-xr 7998  df-ltxr 7999  df-le 8000  df-sub 8132  df-neg 8133  df-reap 8534  df-ap 8541  df-div 8632  df-inn 8922  df-2 8980  df-3 8981  df-4 8982  df-n0 9179  df-z 9256  df-uz 9531  df-q 9622  df-rp 9656  df-fz 10011  df-fzo 10145  df-seqfrec 10448  df-exp 10522  df-ihash 10758  df-cj 10853  df-re 10854  df-im 10855  df-rsqrt 11009  df-abs 11010  df-clim 11289  df-proddc 11561

This theorem is referenced by:  fprodcl2lem  11615  fprodconst  11630  fprodap0  11631  fprodrec  11639  fprodmodd  11651