Theorem fsumsplitf 12200

Description: Split a sum into two parts. A version of fsumsplit 12199 using bound-variable hypotheses instead of distinct variable conditions. (Contributed by Glauco Siliprandi, 5-Apr-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
fsumsplitf.ph	⊢ Ⅎ𝑘𝜑
fsumsplitf.ab	⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
fsumsplitf.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝐴 ∪ 𝐵))
fsumsplitf.fi	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ Fin)
fsumsplitf.c	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝐶 ∈ ℂ)

Assertion

Ref	Expression
fsumsplitf	⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑈 𝐶 = (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 + Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑘   𝑈,𝑘

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

Proof of Theorem fsumsplitf

Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		csbeq1a 3156	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → 𝐶 = ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶)
2		nfcv 2392	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗𝑈
3		nfcv 2392	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘𝑈
4		nfcv 2392	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗𝐶
5		nfcsb1v 3180	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶
6	1, 2, 3, 4, 5	cbvsum 12151	. . 3 ⊢ Σ𝑘 ∈ 𝑈 𝐶 = Σ𝑗 ∈ 𝑈 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶
7	6	a1i 9	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑈 𝐶 = Σ𝑗 ∈ 𝑈 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶)
8		fsumsplitf.ab	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
9		fsumsplitf.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝐴 ∪ 𝐵))
10		fsumsplitf.fi	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ Fin)
11		fsumsplitf.ph	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘𝜑
12		nfv 1581	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘 𝑗 ∈ 𝑈
13	11, 12	nfan 1618	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘(𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑈)
14	5	nfel1 2403	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 ∈ ℂ
15	13, 14	nfim 1625	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑈) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 ∈ ℂ)
16		eleq1w 2299	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 ∈ 𝑈 ↔ 𝑗 ∈ 𝑈))
17	16	anbi2d 468	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) ↔ (𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑈)))
18	1	eleq1d 2307	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (𝐶 ∈ ℂ ↔ ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 ∈ ℂ))
19	17, 18	imbi12d 234	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝐶 ∈ ℂ) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑈) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 ∈ ℂ)))
20		fsumsplitf.c	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝐶 ∈ ℂ)
21	15, 19, 20	chvar 1810	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑈) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 ∈ ℂ)
22	8, 9, 10, 21	fsumsplit 12199	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑗 ∈ 𝑈 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = (Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 + Σ𝑗 ∈ 𝐵 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶))
23		csbeq1a 3156	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = ⦋𝑘 / 𝑗⦌⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶)
24		csbco 3157	. . . . . . . . 9 ⊢ ⦋𝑘 / 𝑗⦌⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = ⦋𝑘 / 𝑘⦌𝐶
25		csbid 3155	. . . . . . . . 9 ⊢ ⦋𝑘 / 𝑘⦌𝐶 = 𝐶
26	24, 25	eqtri 2259	. . . . . . . 8 ⊢ ⦋𝑘 / 𝑗⦌⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = 𝐶
27	26	a1i 9	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → ⦋𝑘 / 𝑗⦌⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = 𝐶)
28	23, 27	eqtrd 2271	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = 𝐶)
29		nfcv 2392	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘𝐴
30		nfcv 2392	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑗𝐴
31	28, 29, 30, 5, 4	cbvsum 12151	. . . . 5 ⊢ Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶
32		eqid 2238	. . . . 5 ⊢ Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶
33	31, 32	eqtri 2259	. . . 4 ⊢ Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶
34	5, 4, 28	cbvsumi 12153	. . . 4 ⊢ Σ𝑗 ∈ 𝐵 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶
35	33, 34	oveq12i 6100	. . 3 ⊢ (Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 + Σ𝑗 ∈ 𝐵 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶) = (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 + Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)
36	35	a1i 9	. 2 ⊢ (𝜑 → (Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 + Σ𝑗 ∈ 𝐵 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶) = (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 + Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
37	7, 22, 36	3eqtrd 2275	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑈 𝐶 = (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 + Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1402  Ⅎwnf 1513   ∈ wcel 2209  ⦋csb 3147   ∪ cun 3218   ∩ cin 3219  ∅c0 3520  (class class class)co 6088  Fincfn 7026  ℂcc 8183   + caddc 8188  Σcsu 12144

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8276  ax-resscn 8277  ax-1cn 8278  ax-1re 8279  ax-icn 8280  ax-addcl 8281  ax-addrcl 8282  ax-mulcl 8283  ax-mulrcl 8284  ax-addcom 8285  ax-mulcom 8286  ax-addass 8287  ax-mulass 8288  ax-distr 8289  ax-i2m1 8290  ax-0lt1 8291  ax-1rid 8292  ax-0id 8293  ax-rnegex 8294  ax-precex 8295  ax-cnre 8296  ax-pre-ltirr 8297  ax-pre-ltwlin 8298  ax-pre-lttrn 8299  ax-pre-apti 8300  ax-pre-ltadd 8301  ax-pre-mulgt0 8302  ax-pre-mulext 8303  ax-arch 8304  ax-caucvg 8305

This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-po 4443  df-iso 4444  df-iord 4513  df-on 4515  df-ilim 4516  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-isom 5389  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-recs 6580  df-irdg 6645  df-frec 6666  df-1o 6691  df-oadd 6695  df-er 6811  df-en 7027  df-dom 7028  df-fin 7029  df-pnf 8368  df-mnf 8369  df-xr 8370  df-ltxr 8371  df-le 8372  df-sub 8506  df-neg 8507  df-reap 8911  df-ap 8918  df-div 9011  df-inn 9314  df-2 9372  df-3 9373  df-4 9374  df-n0 9575  df-z 9656  df-uz 9938  df-q 10036  df-rp 10072  df-fz 10429  df-fzo 10567  df-seqfrec 10906  df-exp 10997  df-ihash 11237  df-cj 11629  df-re 11630  df-im 11631  df-rsqrt 11786  df-abs 11787  df-clim 12070  df-sumdc 12145

This theorem is used by:  fsumsplitsn  12202