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

Theorem sumsplitdc 11421
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 = (ℤ𝑀)
sumsplit.2 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
sumsplit.3 (𝜑 → (𝐴𝐵) = ∅)
sumsplit.4 (𝜑 → (𝐴𝐵) ⊆ 𝑍)
sumsplitdc.a ((𝜑𝑘𝑍) → DECID 𝑘𝐴)
sumsplitdc.b ((𝜑𝑘𝑍) → DECID 𝑘𝐵)
sumsplit.5 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) = if(𝑘𝐴, 𝐶, 0))
sumsplit.6 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐺𝑘) = if(𝑘𝐵, 𝐶, 0))
sumsplit.7 ((𝜑𝑘 ∈ (𝐴𝐵)) → 𝐶 ∈ ℂ)
sumsplit.8 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
sumsplit.9 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐺) ∈ dom ⇝ )
Assertion
Ref Expression
sumsplitdc (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝐴𝐵)𝐶 = (Σ𝑘𝐴 𝐶 + Σ𝑘𝐵 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 → (𝐴𝐵) ⊆ 𝑍)
2 sumsplitdc.a . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑍) → DECID 𝑘𝐴)
3 sumsplitdc.b . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑍) → DECID 𝑘𝐵)
42, 3dcun 3533 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑍) → DECID 𝑘 ∈ (𝐴𝐵))
54ralrimiva 2550 . . 3 (𝜑 → ∀𝑘𝑍 DECID 𝑘 ∈ (𝐴𝐵))
6 sumsplit.7 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ (𝐴𝐵)) → 𝐶 ∈ ℂ)
76ralrimiva 2550 . . 3 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝐴𝐵)𝐶 ∈ ℂ)
8 sumsplit.2 . . . . 5 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
9 sumsplit.1 . . . . . . 7 𝑍 = (ℤ𝑀)
109eqimssi 3211 . . . . . 6 𝑍 ⊆ (ℤ𝑀)
1110a1i 9 . . . . 5 (𝜑𝑍 ⊆ (ℤ𝑀))
129eleq2i 2244 . . . . . . . . . 10 (𝑘𝑍𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
1312biimpri 133 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑘𝑍)
1413orcd 733 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (ℤ𝑀) → (𝑘𝑍 ∨ ¬ 𝑘𝑍))
15 df-dc 835 . . . . . . . 8 (DECID 𝑘𝑍 ↔ (𝑘𝑍 ∨ ¬ 𝑘𝑍))
1614, 15sylibr 134 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (ℤ𝑀) → DECID 𝑘𝑍)
1716adantl 277 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ𝑀)) → DECID 𝑘𝑍)
1817ralrimiva 2550 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑀)DECID 𝑘𝑍)
198, 11, 183jca 1177 . . . 4 (𝜑 → (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑍 ⊆ (ℤ𝑀) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑀)DECID 𝑘𝑍))
2019orcd 733 . . 3 (𝜑 → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑍 ⊆ (ℤ𝑀) ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ𝑀)DECID 𝑘𝑍) ∨ 𝑍 ∈ Fin))
211, 5, 7, 20isumss2 11382 . 2 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝐴𝐵)𝐶 = Σ𝑘𝑍 if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0))
22 sumsplit.5 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) = if(𝑘𝐴, 𝐶, 0))
23 elun1 3302 . . . . . . 7 (𝑘𝐴𝑘 ∈ (𝐴𝐵))
2423, 6sylan2 286 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
2524adantlr 477 . . . . 5 (((𝜑𝑘𝑍) ∧ 𝑘𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
26 0cnd 7938 . . . . 5 (((𝜑𝑘𝑍) ∧ ¬ 𝑘𝐴) → 0 ∈ ℂ)
2725, 26, 2ifcldadc 3563 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑍) → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
28 sumsplit.6 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐺𝑘) = if(𝑘𝐵, 𝐶, 0))
29 elun2 3303 . . . . . . 7 (𝑘𝐵𝑘 ∈ (𝐴𝐵))
3029, 6sylan2 286 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
3130adantlr 477 . . . . 5 (((𝜑𝑘𝑍) ∧ 𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
32 0cnd 7938 . . . . 5 (((𝜑𝑘𝑍) ∧ ¬ 𝑘𝐵) → 0 ∈ ℂ)
3331, 32, 3ifcldadc 3563 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑍) → if(𝑘𝐵, 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 11420 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘𝑍 (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = (Σ𝑘𝑍 if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + Σ𝑘𝑍 if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
3724addid1d 8093 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐶 + 0) = 𝐶)
38 iftrue 3539 . . . . . . . . 9 (𝑘𝐴 → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) = 𝐶)
3938adantl 277 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) = 𝐶)
40 noel 3426 . . . . . . . . . . . 12 ¬ 𝑘 ∈ ∅
41 sumsplit.3 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐴𝐵) = ∅)
4241eleq2d 2247 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ 𝑘 ∈ ∅))
43 elin 3318 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
4442, 43bitr3di 195 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘 ∈ ∅ ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵)))
4540, 44mtbii 674 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ¬ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
46 imnan 690 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘𝐴 → ¬ 𝑘𝐵) ↔ ¬ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
4745, 46sylibr 134 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑘𝐴 → ¬ 𝑘𝐵))
4847imp 124 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐴) → ¬ 𝑘𝐵)
4948iffalsed 3544 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) = 0)
5039, 49oveq12d 5887 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐴) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = (𝐶 + 0))
51 iftrue 3539 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) → if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0) = 𝐶)
5223, 51syl 14 . . . . . . . 8 (𝑘𝐴 → if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0) = 𝐶)
5352adantl 277 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0) = 𝐶)
5437, 50, 533eqtr4rd 2221 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0) = (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
5554adantlr 477 . . . . 5 (((𝜑𝑘𝑍) ∧ 𝑘𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0) = (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
5633adantr 276 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝑍) ∧ ¬ 𝑘𝐴) → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
5756addid2d 8094 . . . . . 6 (((𝜑𝑘𝑍) ∧ ¬ 𝑘𝐴) → (0 + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = if(𝑘𝐵, 𝐶, 0))
58 iffalse 3542 . . . . . . . . 9 𝑘𝐴 → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) = 0)
5958adantl 277 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑘𝐴) → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) = 0)
6059oveq1d 5884 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑘𝐴) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = (0 + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
6160adantlr 477 . . . . . 6 (((𝜑𝑘𝑍) ∧ ¬ 𝑘𝐴) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = (0 + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
62 elun 3276 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
63 biorf 744 . . . . . . . . . 10 𝑘𝐴 → (𝑘𝐵 ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵)))
6462, 63bitr4id 199 . . . . . . . . 9 𝑘𝐴 → (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ 𝑘𝐵))
6564adantl 277 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑘𝐴) → (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ 𝑘𝐵))
6665ifbid 3555 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑘𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0) = if(𝑘𝐵, 𝐶, 0))
6766adantlr 477 . . . . . 6 (((𝜑𝑘𝑍) ∧ ¬ 𝑘𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0) = if(𝑘𝐵, 𝐶, 0))
6857, 61, 673eqtr4rd 2221 . . . . 5 (((𝜑𝑘𝑍) ∧ ¬ 𝑘𝐴) → if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0) = (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
69 exmiddc 836 . . . . . 6 (DECID 𝑘𝐴 → (𝑘𝐴 ∨ ¬ 𝑘𝐴))
702, 69syl 14 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝑘𝐴 ∨ ¬ 𝑘𝐴))
7155, 68, 70mpjaodan 798 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑍) → if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0) = (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
7271sumeq2dv 11357 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘𝑍 if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0) = Σ𝑘𝑍 (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
731unssad 3312 . . . . 5 (𝜑𝐴𝑍)
742ralrimiva 2550 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘𝑍 DECID 𝑘𝐴)
7524ralrimiva 2550 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐶 ∈ ℂ)
7673, 74, 75, 20isumss2 11382 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 𝐶 = Σ𝑘𝑍 if(𝑘𝐴, 𝐶, 0))
771unssbd 3313 . . . . 5 (𝜑𝐵𝑍)
783ralrimiva 2550 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘𝑍 DECID 𝑘𝐵)
7930ralrimiva 2550 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘𝐵 𝐶 ∈ ℂ)
8077, 78, 79, 20isumss2 11382 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑘𝐵 𝐶 = Σ𝑘𝑍 if(𝑘𝐵, 𝐶, 0))
8176, 80oveq12d 5887 . . 3 (𝜑 → (Σ𝑘𝐴 𝐶 + Σ𝑘𝐵 𝐶) = (Σ𝑘𝑍 if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + Σ𝑘𝑍 if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
8236, 72, 813eqtr4rd 2221 . 2 (𝜑 → (Σ𝑘𝐴 𝐶 + Σ𝑘𝐵 𝐶) = Σ𝑘𝑍 if(𝑘 ∈ (𝐴𝐵), 𝐶, 0))
8321, 82eqtr4d 2213 1 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝐴𝐵)𝐶 = (Σ𝑘𝐴 𝐶 + Σ𝑘𝐵 𝐶))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 104  wb 105  wo 708  DECID wdc 834  w3a 978   = wceq 1353  wcel 2148  wral 2455  cun 3127  cin 3128  wss 3129  c0 3422  ifcif 3534  dom cdm 4623  cfv 5212  (class class class)co 5869  Fincfn 6734  cc 7797  0cc0 7799   + caddc 7802  cz 9239  cuz 9514  seqcseq 10428  cli 11267  Σcsu 11342
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4115  ax-sep 4118  ax-nul 4126  ax-pow 4171  ax-pr 4206  ax-un 4430  ax-setind 4533  ax-iinf 4584  ax-cnex 7890  ax-resscn 7891  ax-1cn 7892  ax-1re 7893  ax-icn 7894  ax-addcl 7895  ax-addrcl 7896  ax-mulcl 7897  ax-mulrcl 7898  ax-addcom 7899  ax-mulcom 7900  ax-addass 7901  ax-mulass 7902  ax-distr 7903  ax-i2m1 7904  ax-0lt1 7905  ax-1rid 7906  ax-0id 7907  ax-rnegex 7908  ax-precex 7909  ax-cnre 7910  ax-pre-ltirr 7911  ax-pre-ltwlin 7912  ax-pre-lttrn 7913  ax-pre-apti 7914  ax-pre-ltadd 7915  ax-pre-mulgt0 7916  ax-pre-mulext 7917  ax-arch 7918  ax-caucvg 7919
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2739  df-sbc 2963  df-csb 3058  df-dif 3131  df-un 3133  df-in 3135  df-ss 3142  df-nul 3423  df-if 3535  df-pw 3576  df-sn 3597  df-pr 3598  df-op 3600  df-uni 3808  df-int 3843  df-iun 3886  df-br 4001  df-opab 4062  df-mpt 4063  df-tr 4099  df-id 4290  df-po 4293  df-iso 4294  df-iord 4363  df-on 4365  df-ilim 4366  df-suc 4368  df-iom 4587  df-xp 4629  df-rel 4630  df-cnv 4631  df-co 4632  df-dm 4633  df-rn 4634  df-res 4635  df-ima 4636  df-iota 5174  df-fun 5214  df-fn 5215  df-f 5216  df-f1 5217  df-fo 5218  df-f1o 5219  df-fv 5220  df-isom 5221  df-riota 5825  df-ov 5872  df-oprab 5873  df-mpo 5874  df-1st 6135  df-2nd 6136  df-recs 6300  df-irdg 6365  df-frec 6386  df-1o 6411  df-oadd 6415  df-er 6529  df-en 6735  df-dom 6736  df-fin 6737  df-pnf 7981  df-mnf 7982  df-xr 7983  df-ltxr 7984  df-le 7985  df-sub 8117  df-neg 8118  df-reap 8519  df-ap 8526  df-div 8616  df-inn 8906  df-2 8964  df-3 8965  df-4 8966  df-n0 9163  df-z 9240  df-uz 9515  df-q 9606  df-rp 9638  df-fz 9993  df-fzo 10126  df-seqfrec 10429  df-exp 10503  df-ihash 10737  df-cj 10832  df-re 10833  df-im 10834  df-rsqrt 10988  df-abs 10989  df-clim 11268  df-sumdc 11343
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator