Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  fsumsplit GIF version

Theorem fsumsplit 11297
 Description: Split a sum into two parts. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Aug-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 22-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumsplit.1 (𝜑 → (𝐴𝐵) = ∅)
fsumsplit.2 (𝜑𝑈 = (𝐴𝐵))
fsumsplit.3 (𝜑𝑈 ∈ Fin)
fsumsplit.4 ((𝜑𝑘𝑈) → 𝐶 ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
fsumsplit (𝜑 → Σ𝑘𝑈 𝐶 = (Σ𝑘𝐴 𝐶 + Σ𝑘𝐵 𝐶))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑘   𝜑,𝑘   𝑈,𝑘
Allowed substitution hint:   𝐶(𝑘)

Proof of Theorem fsumsplit
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ssun1 3270 . . . . 5 𝐴 ⊆ (𝐴𝐵)
2 fsumsplit.2 . . . . 5 (𝜑𝑈 = (𝐴𝐵))
31, 2sseqtrrid 3179 . . . 4 (𝜑𝐴𝑈)
4 simpr 109 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝑈) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
54orcd 723 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝑈) ∧ 𝑥𝐴) → (𝑥𝐴 ∨ ¬ 𝑥𝐴))
6 fsumsplit.1 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐴𝐵) = ∅)
7 disjel 3448 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴𝐵) = ∅ ∧ 𝑥𝐴) → ¬ 𝑥𝐵)
87ex 114 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴𝐵) = ∅ → (𝑥𝐴 → ¬ 𝑥𝐵))
98con2d 614 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝐵) = ∅ → (𝑥𝐵 → ¬ 𝑥𝐴))
109imp 123 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝐵) = ∅ ∧ 𝑥𝐵) → ¬ 𝑥𝐴)
116, 10sylan 281 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐵) → ¬ 𝑥𝐴)
1211adantlr 469 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝑈) ∧ 𝑥𝐵) → ¬ 𝑥𝐴)
1312olcd 724 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝑈) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥𝐴 ∨ ¬ 𝑥𝐴))
142eleq2d 2227 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥𝑈𝑥 ∈ (𝐴𝐵)))
1514biimpa 294 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑈) → 𝑥 ∈ (𝐴𝐵))
16 elun 3248 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (𝐴𝐵) ↔ (𝑥𝐴𝑥𝐵))
1715, 16sylib 121 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝑈) → (𝑥𝐴𝑥𝐵))
185, 13, 17mpjaodan 788 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑈) → (𝑥𝐴 ∨ ¬ 𝑥𝐴))
19 df-dc 821 . . . . . 6 (DECID 𝑥𝐴 ↔ (𝑥𝐴 ∨ ¬ 𝑥𝐴))
2018, 19sylibr 133 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑈) → DECID 𝑥𝐴)
2120ralrimiva 2530 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑥𝑈 DECID 𝑥𝐴)
223sselda 3128 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝑘𝑈)
23 fsumsplit.4 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝑈) → 𝐶 ∈ ℂ)
2422, 23syldan 280 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
2524ralrimiva 2530 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐶 ∈ ℂ)
26 fsumsplit.3 . . . . 5 (𝜑𝑈 ∈ Fin)
2726olcd 724 . . . 4 (𝜑 → ((0 ∈ ℤ ∧ 𝑈 ⊆ (ℤ‘0) ∧ ∀𝑥 ∈ (ℤ‘0)DECID 𝑥𝑈) ∨ 𝑈 ∈ Fin))
283, 21, 25, 27isumss2 11283 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 𝐶 = Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐴, 𝐶, 0))
29 ssun2 3271 . . . . 5 𝐵 ⊆ (𝐴𝐵)
3029, 2sseqtrrid 3179 . . . 4 (𝜑𝐵𝑈)
316ad2antrr 480 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥𝑈) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐴𝐵) = ∅)
3231, 7sylancom 417 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝑈) ∧ 𝑥𝐴) → ¬ 𝑥𝐵)
3332olcd 724 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝑈) ∧ 𝑥𝐴) → (𝑥𝐵 ∨ ¬ 𝑥𝐵))
3417orcanai 914 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝑈) ∧ ¬ 𝑥𝐴) → 𝑥𝐵)
3534orcd 723 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝑈) ∧ ¬ 𝑥𝐴) → (𝑥𝐵 ∨ ¬ 𝑥𝐵))
3633, 35, 18mpjaodan 788 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑈) → (𝑥𝐵 ∨ ¬ 𝑥𝐵))
37 df-dc 821 . . . . . 6 (DECID 𝑥𝐵 ↔ (𝑥𝐵 ∨ ¬ 𝑥𝐵))
3836, 37sylibr 133 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑈) → DECID 𝑥𝐵)
3938ralrimiva 2530 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑥𝑈 DECID 𝑥𝐵)
4030sselda 3128 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐵) → 𝑘𝑈)
4140, 23syldan 280 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
4241ralrimiva 2530 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘𝐵 𝐶 ∈ ℂ)
4330, 39, 42, 27isumss2 11283 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘𝐵 𝐶 = Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐵, 𝐶, 0))
4428, 43oveq12d 5839 . 2 (𝜑 → (Σ𝑘𝐴 𝐶 + Σ𝑘𝐵 𝐶) = (Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
45 0cnd 7865 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑈) → 0 ∈ ℂ)
46 eleq1w 2218 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑘 → (𝑥𝐴𝑘𝐴))
4746dcbid 824 . . . . 5 (𝑥 = 𝑘 → (DECID 𝑥𝐴DECID 𝑘𝐴))
4821adantr 274 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑈) → ∀𝑥𝑈 DECID 𝑥𝐴)
49 simpr 109 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑈) → 𝑘𝑈)
5047, 48, 49rspcdva 2821 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑈) → DECID 𝑘𝐴)
5123, 45, 50ifcldcd 3540 . . 3 ((𝜑𝑘𝑈) → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
52 eleq1w 2218 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑘 → (𝑥𝐵𝑘𝐵))
5352dcbid 824 . . . . 5 (𝑥 = 𝑘 → (DECID 𝑥𝐵DECID 𝑘𝐵))
5439adantr 274 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑈) → ∀𝑥𝑈 DECID 𝑥𝐵)
5553, 54, 49rspcdva 2821 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑈) → DECID 𝑘𝐵)
5623, 45, 55ifcldcd 3540 . . 3 ((𝜑𝑘𝑈) → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
5726, 51, 56fsumadd 11296 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝑈 (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = (Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
582eleq2d 2227 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑘𝑈𝑘 ∈ (𝐴𝐵)))
59 elun 3248 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
6058, 59bitrdi 195 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘𝑈 ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵)))
6160biimpa 294 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑈) → (𝑘𝐴𝑘𝐵))
62 iftrue 3510 . . . . . . . 8 (𝑘𝐴 → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) = 𝐶)
6362adantl 275 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐴) → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) = 𝐶)
64 noel 3398 . . . . . . . . . . 11 ¬ 𝑘 ∈ ∅
656eleq2d 2227 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ 𝑘 ∈ ∅))
66 elin 3290 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
6765, 66bitr3di 194 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑘 ∈ ∅ ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵)))
6864, 67mtbii 664 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
69 imnan 680 . . . . . . . . . 10 ((𝑘𝐴 → ¬ 𝑘𝐵) ↔ ¬ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
7068, 69sylibr 133 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑘𝐴 → ¬ 𝑘𝐵))
7170imp 123 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → ¬ 𝑘𝐵)
7271iffalsed 3515 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐴) → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) = 0)
7363, 72oveq12d 5839 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = (𝐶 + 0))
7424addid1d 8018 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐶 + 0) = 𝐶)
7573, 74eqtrd 2190 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐴) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = 𝐶)
7670con2d 614 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑘𝐵 → ¬ 𝑘𝐴))
7776imp 123 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐵) → ¬ 𝑘𝐴)
7877iffalsed 3515 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐵) → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) = 0)
79 iftrue 3510 . . . . . . . 8 (𝑘𝐵 → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) = 𝐶)
8079adantl 275 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐵) → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) = 𝐶)
8178, 80oveq12d 5839 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐵) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = (0 + 𝐶))
8241addid2d 8019 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐵) → (0 + 𝐶) = 𝐶)
8381, 82eqtrd 2190 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐵) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = 𝐶)
8475, 83jaodan 787 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑘𝐴𝑘𝐵)) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = 𝐶)
8561, 84syldan 280 . . 3 ((𝜑𝑘𝑈) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = 𝐶)
8685sumeq2dv 11258 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝑈 (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = Σ𝑘𝑈 𝐶)
8744, 57, 863eqtr2rd 2197 1 (𝜑 → Σ𝑘𝑈 𝐶 = (Σ𝑘𝐴 𝐶 + Σ𝑘𝐵 𝐶))
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ∨ wo 698  DECID wdc 820   ∧ w3a 963   = wceq 1335   ∈ wcel 2128  ∀wral 2435   ∪ cun 3100   ∩ cin 3101   ⊆ wss 3102  ∅c0 3394  ifcif 3505  ‘cfv 5169  (class class class)co 5821  Fincfn 6682  ℂcc 7724  0cc0 7726   + caddc 7729  ℤcz 9161  ℤ≥cuz 9433  Σcsu 11243 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1427  ax-7 1428  ax-gen 1429  ax-ie1 1473  ax-ie2 1474  ax-8 1484  ax-10 1485  ax-11 1486  ax-i12 1487  ax-bndl 1489  ax-4 1490  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-13 2130  ax-14 2131  ax-ext 2139  ax-coll 4079  ax-sep 4082  ax-nul 4090  ax-pow 4135  ax-pr 4169  ax-un 4393  ax-setind 4495  ax-iinf 4546  ax-cnex 7817  ax-resscn 7818  ax-1cn 7819  ax-1re 7820  ax-icn 7821  ax-addcl 7822  ax-addrcl 7823  ax-mulcl 7824  ax-mulrcl 7825  ax-addcom 7826  ax-mulcom 7827  ax-addass 7828  ax-mulass 7829  ax-distr 7830  ax-i2m1 7831  ax-0lt1 7832  ax-1rid 7833  ax-0id 7834  ax-rnegex 7835  ax-precex 7836  ax-cnre 7837  ax-pre-ltirr 7838  ax-pre-ltwlin 7839  ax-pre-lttrn 7840  ax-pre-apti 7841  ax-pre-ltadd 7842  ax-pre-mulgt0 7843  ax-pre-mulext 7844  ax-arch 7845  ax-caucvg 7846 This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1338  df-fal 1341  df-nf 1441  df-sb 1743  df-eu 2009  df-mo 2010  df-clab 2144  df-cleq 2150  df-clel 2153  df-nfc 2288  df-ne 2328  df-nel 2423  df-ral 2440  df-rex 2441  df-reu 2442  df-rmo 2443  df-rab 2444  df-v 2714  df-sbc 2938  df-csb 3032  df-dif 3104  df-un 3106  df-in 3108  df-ss 3115  df-nul 3395  df-if 3506  df-pw 3545  df-sn 3566  df-pr 3567  df-op 3569  df-uni 3773  df-int 3808  df-iun 3851  df-br 3966  df-opab 4026  df-mpt 4027  df-tr 4063  df-id 4253  df-po 4256  df-iso 4257  df-iord 4326  df-on 4328  df-ilim 4329  df-suc 4331  df-iom 4549  df-xp 4591  df-rel 4592  df-cnv 4593  df-co 4594  df-dm 4595  df-rn 4596  df-res 4597  df-ima 4598  df-iota 5134  df-fun 5171  df-fn 5172  df-f 5173  df-f1 5174  df-fo 5175  df-f1o 5176  df-fv 5177  df-isom 5178  df-riota 5777  df-ov 5824  df-oprab 5825  df-mpo 5826  df-1st 6085  df-2nd 6086  df-recs 6249  df-irdg 6314  df-frec 6335  df-1o 6360  df-oadd 6364  df-er 6477  df-en 6683  df-dom 6684  df-fin 6685  df-pnf 7908  df-mnf 7909  df-xr 7910  df-ltxr 7911  df-le 7912  df-sub 8042  df-neg 8043  df-reap 8444  df-ap 8451  df-div 8540  df-inn 8828  df-2 8886  df-3 8887  df-4 8888  df-n0 9085  df-z 9162  df-uz 9434  df-q 9522  df-rp 9554  df-fz 9906  df-fzo 10035  df-seqfrec 10338  df-exp 10412  df-ihash 10643  df-cj 10735  df-re 10736  df-im 10737  df-rsqrt 10891  df-abs 10892  df-clim 11169  df-sumdc 11244 This theorem is referenced by:  fsumsplitf  11298  sumpr  11303  sumtp  11304  fsumm1  11306  fsum1p  11308  fsumsplitsnun  11309  fsum2dlemstep  11324  fsumconst  11344  fsumlessfi  11350  fsumabs  11355  fsumiun  11367  mertenslemi1  11425  fsumcncntop  12927  cvgcmp2nlemabs  13574
 Copyright terms: Public domain W3C validator