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

Theorem sumsplitdc 12218
Description: Split a sum into two parts. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Aug-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
sumsplit.1 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
sumsplit.2 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
sumsplit.3 (𝜑 → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
sumsplit.4 (𝜑 → (𝐴 ∪ 𝐵) ⊆ 𝑍)
sumsplitdc.a ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → DECID 𝑘 ∈ 𝐴)
sumsplitdc.b ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → DECID 𝑘 ∈ 𝐵)
sumsplit.5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0))
sumsplit.6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0))
sumsplit.7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵)) → 𝐶 ∈ ℂ)
sumsplit.8 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
sumsplit.9 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺) ∈ dom ⇝ )
Assertion
Ref Expression
sumsplitdc (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵)𝐶 = (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 + Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑘   𝑘,𝐹   𝑘,𝐺   𝑘,𝑀   𝜑,𝑘   𝑘,𝑍
Allowed substitution hint:   𝐶(𝑘)

Proof of Theorem sumsplitdc
StepHypRef Expression
1 sumsplit.4 . . 3 (𝜑 → (𝐴 ∪ 𝐵) ⊆ 𝑍)
2 sumsplitdc.a . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → DECID 𝑘 ∈ 𝐴)
3 sumsplitdc.b . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → DECID 𝑘 ∈ 𝐵)
42, 3dcun 3637 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → DECID 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵))
54ralrimiva 2623 . . 3 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝑍 DECID 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵))
6 sumsplit.7 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵)) → 𝐶 ∈ ℂ)
76ralrimiva 2623 . . 3 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵)𝐶 ∈ ℂ)
8 sumsplit.2 . . . . 5 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
9 sumsplit.1 . . . . . . 7 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
109eqimssi 3304 . . . . . 6 𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀)
1110a1i 9 . . . . 5 (𝜑 → 𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
129eleq2i 2305 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ 𝑍 ↔ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
1312biimpri 133 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑘 ∈ 𝑍)
1413orcd 745 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑘 ∈ 𝑍 ∨ ¬ 𝑘 ∈ 𝑍))
15 df-dc 847 . . . . . . . 8 (DECID 𝑘 ∈ 𝑍 ↔ (𝑘 ∈ 𝑍 ∨ ¬ 𝑘 ∈ 𝑍))
1614, 15sylibr 134 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → DECID 𝑘 ∈ 𝑍)
1716adantl 277 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → DECID 𝑘 ∈ 𝑍)
1817ralrimiva 2623 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)DECID 𝑘 ∈ 𝑍)
198, 11, 183jca 1208 . . . 4 (𝜑 → (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)DECID 𝑘 ∈ 𝑍))
2019orcd 745 . . 3 (𝜑 → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)DECID 𝑘 ∈ 𝑍) ∨ 𝑍 ∈ Fin))
211, 5, 7, 20isumss2 12179 . 2 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵)𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0))
22 sumsplit.5 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0))
23 elun1 3396 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ 𝐴 → 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵))
2423, 6sylan2 286 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
2524adantlr 481 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
26 0cnd 8320 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴) → 0 ∈ ℂ)
2725, 26, 2ifcldadc 3670 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
28 sumsplit.6 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0))
29 elun2 3397 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ 𝐵 → 𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵))
3029, 6sylan2 286 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
3130adantlr 481 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
32 0cnd 8320 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐵) → 0 ∈ ℂ)
3331, 32, 3ifcldadc 3670 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
34 sumsplit.8 . . . 4 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
35 sumsplit.9 . . . 4 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺) ∈ dom ⇝ )
369, 8, 22, 27, 28, 33, 34, 35isumadd 12217 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑍 (if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)) = (Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)))
3724addridd 8477 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐶 + 0) = 𝐶)
38 iftrue 3645 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ 𝐴 → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) = 𝐶)
3938adantl 277 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) = 𝐶)
40 noel 3525 . . . . . . . . . . . 12 ¬ 𝑘 ∈ ∅
41 sumsplit.3 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
4241eleq2d 2308 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑘 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵) ↔ 𝑘 ∈ ∅))
43 elin 3412 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵) ↔ (𝑘 ∈ 𝐴 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵))
4442, 43bitr3di 195 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘 ∈ ∅ ↔ (𝑘 ∈ 𝐴 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵)))
4540, 44mtbii 685 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ¬ (𝑘 ∈ 𝐴 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵))
46 imnan 701 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ 𝐴 → ¬ 𝑘 ∈ 𝐵) ↔ ¬ (𝑘 ∈ 𝐴 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵))
4745, 46sylibr 134 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐴 → ¬ 𝑘 ∈ 𝐵))
4847imp 124 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → ¬ 𝑘 ∈ 𝐵)
4948iffalsed 3650 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0) = 0)
5039, 49oveq12d 6103 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)) = (𝐶 + 0))
51 iftrue 3645 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵) → if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0) = 𝐶)
5223, 51syl 14 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ 𝐴 → if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0) = 𝐶)
5352adantl 277 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0) = 𝐶)
5437, 50, 533eqtr4rd 2282 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0) = (if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)))
5554adantlr 481 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0) = (if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)))
5633adantr 276 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴) → if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
5756addlidd 8478 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴) → (0 + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)) = if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0))
58 iffalse 3648 . . . . . . . . 9 (¬ 𝑘 ∈ 𝐴 → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) = 0)
5958adantl 277 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) = 0)
6059oveq1d 6100 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴) → (if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)) = (0 + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)))
6160adantlr 481 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴) → (if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)) = (0 + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)))
62 elun 3370 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵) ↔ (𝑘 ∈ 𝐴 ∨ 𝑘 ∈ 𝐵))
63 biorf 756 . . . . . . . . . 10 (¬ 𝑘 ∈ 𝐴 → (𝑘 ∈ 𝐵 ↔ (𝑘 ∈ 𝐴 ∨ 𝑘 ∈ 𝐵)))
6462, 63bitr4id 199 . . . . . . . . 9 (¬ 𝑘 ∈ 𝐴 → (𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵) ↔ 𝑘 ∈ 𝐵))
6564adantl 277 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵) ↔ 𝑘 ∈ 𝐵))
6665ifbid 3662 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0) = if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0))
6766adantlr 481 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0) = if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0))
6857, 61, 673eqtr4rd 2282 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0) = (if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)))
69 exmiddc 848 . . . . . 6 (DECID 𝑘 ∈ 𝐴 → (𝑘 ∈ 𝐴 ∨ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴))
702, 69syl 14 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝑘 ∈ 𝐴 ∨ ¬ 𝑘 ∈ 𝐴))
7155, 68, 70mpjaodan 810 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0) = (if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)))
7271sumeq2dv 12153 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0) = Σ𝑘 ∈ 𝑍 (if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)))
731unssad 3406 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝑍)
742ralrimiva 2623 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝑍 DECID 𝑘 ∈ 𝐴)
7524ralrimiva 2623 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 ∈ ℂ)
7673, 74, 75, 20isumss2 12179 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0))
771unssbd 3407 . . . . 5 (𝜑 → 𝐵 ⊆ 𝑍)
783ralrimiva 2623 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝑍 DECID 𝑘 ∈ 𝐵)
7930ralrimiva 2623 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ ℂ)
8077, 78, 79, 20isumss2 12179 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0))
8176, 80oveq12d 6103 . . 3 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 + Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) = (Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐶, 0) + Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐵, 𝐶, 0)))
8236, 72, 813eqtr4rd 2282 . 2 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 + Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) = Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵), 𝐶, 0))
8321, 82eqtr4d 2274 1 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝐴 ∪ 𝐵)𝐶 = (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐶 + Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 720  DECID wdc 846   ∧ w3a 1009   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∀wral 2528   ∪ cun 3218   ∩ cin 3219   ⊆ wss 3220  ∅c0 3520  ifcif 3638  dom cdm 4774  ‘cfv 5377  (class class class)co 6085  Fincfn 7022  ℂcc 8178  0cc0 8180   + caddc 8183  ℤcz 9649  ℤ≥cuz 9931  seqcseq 10899   ⇝ cli 12063  Σcsu 12138
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 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8271  ax-resscn 8272  ax-1cn 8273  ax-1re 8274  ax-icn 8275  ax-addcl 8276  ax-addrcl 8277  ax-mulcl 8278  ax-mulrcl 8279  ax-addcom 8280  ax-mulcom 8281  ax-addass 8282  ax-mulass 8283  ax-distr 8284  ax-i2m1 8285  ax-0lt1 8286  ax-1rid 8287  ax-0id 8288  ax-rnegex 8289  ax-precex 8290  ax-cnre 8291  ax-pre-ltirr 8292  ax-pre-ltwlin 8293  ax-pre-lttrn 8294  ax-pre-apti 8295  ax-pre-ltadd 8296  ax-pre-mulgt0 8297  ax-pre-mulext 8298  ax-arch 8299  ax-caucvg 8300
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 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-isom 5386  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-irdg 6641  df-frec 6662  df-1o 6687  df-oadd 6691  df-er 6807  df-en 7023  df-dom 7024  df-fin 7025  df-pnf 8363  df-mnf 8364  df-xr 8365  df-ltxr 8366  df-le 8367  df-sub 8501  df-neg 8502  df-reap 8906  df-ap 8913  df-div 9006  df-inn 9308  df-2 9366  df-3 9367  df-4 9368  df-n0 9569  df-z 9650  df-uz 9932  df-q 10030  df-rp 10066  df-fz 10423  df-fzo 10561  df-seqfrec 10900  df-exp 10991  df-ihash 11231  df-cj 11623  df-re 11624  df-im 11625  df-rsqrt 11780  df-abs 11781  df-clim 12064  df-sumdc 12139
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator