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

Theorem isumadd 12224
Description: Addition of infinite sums. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Aug-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
isumadd.1 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
isumadd.2 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
isumadd.3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
isumadd.4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℂ)
isumadd.5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑘) = 𝐵)
isumadd.6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℂ)
isumadd.7 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
isumadd.8 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺) ∈ dom ⇝ )
Assertion
Ref Expression
isumadd (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑍 (𝐴 + 𝐵) = (Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴 + Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵))
Distinct variable groups:   𝑘,𝐹   𝑘,𝐺   𝑘,𝑀   𝜑,𝑘   𝑘,𝑍
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem isumadd
Dummy variables 𝑗 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isumadd.1 . 2 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
2 isumadd.2 . 2 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
3 simpr 110 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝑘 ∈ 𝑍)
4 isumadd.3 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
5 isumadd.4 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℂ)
64, 5eqeltrd 2315 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
7 isumadd.5 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑘) = 𝐵)
8 isumadd.6 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℂ)
97, 8eqeltrd 2315 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
106, 9addcld 8352 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝐹‘𝑘) + (𝐺‘𝑘)) ∈ ℂ)
11 fveq2 5698 . . . . . 6 (𝑚 = 𝑘 → (𝐹‘𝑚) = (𝐹‘𝑘))
12 fveq2 5698 . . . . . 6 (𝑚 = 𝑘 → (𝐺‘𝑚) = (𝐺‘𝑘))
1311, 12oveq12d 6106 . . . . 5 (𝑚 = 𝑘 → ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚)) = ((𝐹‘𝑘) + (𝐺‘𝑘)))
14 eqid 2238 . . . . 5 (𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚))) = (𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚)))
1513, 14fvmptg 5784 . . . 4 ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ((𝐹‘𝑘) + (𝐺‘𝑘)) ∈ ℂ) → ((𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚)))‘𝑘) = ((𝐹‘𝑘) + (𝐺‘𝑘)))
163, 10, 15syl2anc 415 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚)))‘𝑘) = ((𝐹‘𝑘) + (𝐺‘𝑘)))
174, 7oveq12d 6106 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝐹‘𝑘) + (𝐺‘𝑘)) = (𝐴 + 𝐵))
1816, 17eqtrd 2271 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚)))‘𝑘) = (𝐴 + 𝐵))
195, 8addcld 8352 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℂ)
20 isumadd.7 . . . 4 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
211, 2, 4, 5, 20isumclim2 12215 . . 3 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ⇝ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴)
22 seqex 10908 . . . 4 seq𝑀( + , (𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚)))) ∈ V
2322a1i 9 . . 3 (𝜑 → seq𝑀( + , (𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚)))) ∈ V)
24 isumadd.8 . . . 4 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺) ∈ dom ⇝ )
251, 2, 7, 8, 24isumclim2 12215 . . 3 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺) ⇝ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)
261, 2, 6serf 10942 . . . 4 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹):𝑍⟶ℂ)
2726ffvelcdmda 5846 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ℂ)
281, 2, 9serf 10942 . . . 4 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺):𝑍⟶ℂ)
2928ffvelcdmda 5846 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐺)‘𝑗) ∈ ℂ)
30 simpr 110 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ 𝑍)
3130, 1eleqtrdi 2331 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
32 simpll 531 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝜑)
331eleq2i 2305 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ 𝑍 ↔ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
3433biimpri 133 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑘 ∈ 𝑍)
3534adantl 277 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑘 ∈ 𝑍)
3632, 35, 6syl2anc 415 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
3732, 35, 9syl2anc 415 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐺‘𝑘) ∈ ℂ)
3832, 35, 10syl2anc 415 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐹‘𝑘) + (𝐺‘𝑘)) ∈ ℂ)
3935, 38, 15syl2anc 415 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚)))‘𝑘) = ((𝐹‘𝑘) + (𝐺‘𝑘)))
4031, 36, 37, 39ser3add 10981 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , (𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚))))‘𝑗) = ((seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) + (seq𝑀( + , 𝐺)‘𝑗)))
411, 2, 21, 23, 25, 27, 29, 40climadd 12118 . 2 (𝜑 → seq𝑀( + , (𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚) + (𝐺‘𝑚)))) ⇝ (Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴 + Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵))
421, 2, 18, 19, 41isumclim 12214 1 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑍 (𝐴 + 𝐵) = (Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴 + Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  Vcvv 2821   ↦ cmpt 4193  dom cdm 4776  ‘cfv 5380  (class class class)co 6088  ℂcc 8184   + caddc 8189  ℤcz 9656  ℤ≥cuz 9938  seqcseq 10906   ⇝ cli 12070  Σcsu 12145
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 8277  ax-resscn 8278  ax-1cn 8279  ax-1re 8280  ax-icn 8281  ax-addcl 8282  ax-addrcl 8283  ax-mulcl 8284  ax-mulrcl 8285  ax-addcom 8286  ax-mulcom 8287  ax-addass 8288  ax-mulass 8289  ax-distr 8290  ax-i2m1 8291  ax-0lt1 8292  ax-1rid 8293  ax-0id 8294  ax-rnegex 8295  ax-precex 8296  ax-cnre 8297  ax-pre-ltirr 8298  ax-pre-ltwlin 8299  ax-pre-lttrn 8300  ax-pre-apti 8301  ax-pre-ltadd 8302  ax-pre-mulgt0 8303  ax-pre-mulext 8304  ax-arch 8305  ax-caucvg 8306
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 7028  df-dom 7029  df-fin 7030  df-pnf 8369  df-mnf 8370  df-xr 8371  df-ltxr 8372  df-le 8373  df-sub 8507  df-neg 8508  df-reap 8912  df-ap 8919  df-div 9012  df-inn 9315  df-2 9373  df-3 9374  df-4 9375  df-n0 9576  df-z 9657  df-uz 9939  df-q 10037  df-rp 10073  df-fz 10430  df-fzo 10568  df-seqfrec 10907  df-exp 10998  df-ihash 11238  df-cj 11630  df-re 11631  df-im 11632  df-rsqrt 11787  df-abs 11788  df-clim 12071  df-sumdc 12146
This theorem is used by:  sumsplitdc  12225
  Copyright terms: Public domain W3C validator