Theorem fsumsplitf 10798

Description: Split a sum into two parts. A version of fsumsplit 10797 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 2941	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → 𝐶 = ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶)
2		nfcv 2228	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗𝑈
3		nfcv 2228	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘𝑈
4		nfcv 2228	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗𝐶
5		nfcsb1v 2963	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶
6	1, 2, 3, 4, 5	cbvsum 10745	. . 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 1466	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘 𝑗 ∈ 𝑈
13	11, 12	nfan 1502	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘(𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑈)
14	5	nfel1 2239	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 ∈ ℂ
15	13, 14	nfim 1509	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑈) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 ∈ ℂ)
16		eleq1w 2148	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 ∈ 𝑈 ↔ 𝑗 ∈ 𝑈))
17	16	anbi2d 452	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) ↔ (𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑈)))
18	1	eleq1d 2156	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (𝐶 ∈ ℂ ↔ ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 ∈ ℂ))
19	17, 18	imbi12d 232	. . . 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 1687	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑈) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 ∈ ℂ)
22	8, 9, 10, 21	fsumsplit 10797	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑗 ∈ 𝑈 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = (Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 + Σ𝑗 ∈ 𝐵 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶))
23		csbeq1a 2941	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = ⦋𝑘 / 𝑗⦌⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶)
24		csbco 2942	. . . . . . . . 9 ⊢ ⦋𝑘 / 𝑗⦌⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = ⦋𝑘 / 𝑘⦌𝐶
25		csbid 2940	. . . . . . . . 9 ⊢ ⦋𝑘 / 𝑘⦌𝐶 = 𝐶
26	24, 25	eqtri 2108	. . . . . . . 8 ⊢ ⦋𝑘 / 𝑗⦌⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = 𝐶
27	26	a1i 9	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → ⦋𝑘 / 𝑗⦌⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = 𝐶)
28	23, 27	eqtrd 2120	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = 𝐶)
29		nfcv 2228	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘𝐴
30		nfcv 2228	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑗𝐴
31	28, 29, 30, 5, 4	cbvsum 10745	. . . . 5 ⊢ Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶
32		eqid 2088	. . . . 5 ⊢ Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶
33	31, 32	eqtri 2108	. . . 4 ⊢ Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶
34	5, 4, 28	cbvsumi 10747	. . . 4 ⊢ Σ𝑗 ∈ 𝐵 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶
35	33, 34	oveq12i 5664	. . 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 2124	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑈 𝐶 = (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 + Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 102   = wceq 1289  Ⅎwnf 1394   ∈ wcel 1438  ⦋csb 2933   ∪ cun 2997   ∩ cin 2998  ∅c0 3286  (class class class)co 5652  Fincfn 6455  ℂcc 7346   + caddc 7351  Σcsu 10738

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 579  ax-in2 580  ax-io 665  ax-5 1381  ax-7 1382  ax-gen 1383  ax-ie1 1427  ax-ie2 1428  ax-8 1440  ax-10 1441  ax-11 1442  ax-i12 1443  ax-bndl 1444  ax-4 1445  ax-13 1449  ax-14 1450  ax-17 1464  ax-i9 1468  ax-ial 1472  ax-i5r 1473  ax-ext 2070  ax-coll 3954  ax-sep 3957  ax-nul 3965  ax-pow 4009  ax-pr 4036  ax-un 4260  ax-setind 4353  ax-iinf 4403  ax-cnex 7434  ax-resscn 7435  ax-1cn 7436  ax-1re 7437  ax-icn 7438  ax-addcl 7439  ax-addrcl 7440  ax-mulcl 7441  ax-mulrcl 7442  ax-addcom 7443  ax-mulcom 7444  ax-addass 7445  ax-mulass 7446  ax-distr 7447  ax-i2m1 7448  ax-0lt1 7449  ax-1rid 7450  ax-0id 7451  ax-rnegex 7452  ax-precex 7453  ax-cnre 7454  ax-pre-ltirr 7455  ax-pre-ltwlin 7456  ax-pre-lttrn 7457  ax-pre-apti 7458  ax-pre-ltadd 7459  ax-pre-mulgt0 7460  ax-pre-mulext 7461  ax-arch 7462  ax-caucvg 7463

This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-dc 781  df-3or 925  df-3an 926  df-tru 1292  df-fal 1295  df-nf 1395  df-sb 1693  df-eu 1951  df-mo 1952  df-clab 2075  df-cleq 2081  df-clel 2084  df-nfc 2217  df-ne 2256  df-nel 2351  df-ral 2364  df-rex 2365  df-reu 2366  df-rmo 2367  df-rab 2368  df-v 2621  df-sbc 2841  df-csb 2934  df-dif 3001  df-un 3003  df-in 3005  df-ss 3012  df-nul 3287  df-if 3394  df-pw 3431  df-sn 3452  df-pr 3453  df-op 3455  df-uni 3654  df-int 3689  df-iun 3732  df-br 3846  df-opab 3900  df-mpt 3901  df-tr 3937  df-id 4120  df-po 4123  df-iso 4124  df-iord 4193  df-on 4195  df-ilim 4196  df-suc 4198  df-iom 4406  df-xp 4444  df-rel 4445  df-cnv 4446  df-co 4447  df-dm 4448  df-rn 4449  df-res 4450  df-ima 4451  df-iota 4980  df-fun 5017  df-fn 5018  df-f 5019  df-f1 5020  df-fo 5021  df-f1o 5022  df-fv 5023  df-isom 5024  df-riota 5608  df-ov 5655  df-oprab 5656  df-mpt2 5657  df-1st 5911  df-2nd 5912  df-recs 6070  df-irdg 6135  df-frec 6156  df-1o 6181  df-oadd 6185  df-er 6290  df-en 6456  df-dom 6457  df-fin 6458  df-pnf 7522  df-mnf 7523  df-xr 7524  df-ltxr 7525  df-le 7526  df-sub 7653  df-neg 7654  df-reap 8050  df-ap 8057  df-div 8138  df-inn 8421  df-2 8479  df-3 8480  df-4 8481  df-n0 8672  df-z 8749  df-uz 9018  df-q 9103  df-rp 9133  df-fz 9423  df-fzo 9550  df-iseq 9849  df-seq3 9850  df-exp 9951  df-ihash 10180  df-cj 10272  df-re 10273  df-im 10274  df-rsqrt 10427  df-abs 10428  df-clim 10663  df-isum 10739

This theorem is referenced by:  fsumsplitsn  10800