Theorem dchrisum0ff 27424

Description: The function 𝐹 is a real function. (Contributed by Mario Carneiro, 5-May-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
rpvmasum.z	⊢ 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
rpvmasum.l	⊢ 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
rpvmasum.a	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
rpvmasum2.g	⊢ 𝐺 = (DChr‘𝑁)
rpvmasum2.d	⊢ 𝐷 = (Base‘𝐺)
rpvmasum2.1	⊢ 1 = (0g‘𝐺)
dchrisum0f.f	⊢ 𝐹 = (𝑏 ∈ ℕ ↦ Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)))
dchrisum0f.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐷)
dchrisum0flb.r	⊢ (𝜑 → 𝑋:(Base‘𝑍)⟶ℝ)

Assertion

Ref	Expression
dchrisum0ff	⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶ℝ)

Distinct variable groups:   𝑞,𝑏,𝑣   𝑁,𝑞   𝐿,𝑏,𝑣   𝑋,𝑏,𝑣

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑣,𝑞,𝑏)   𝐷(𝑣,𝑞,𝑏)   1 (𝑣,𝑞,𝑏)   𝐹(𝑣,𝑞,𝑏)   𝐺(𝑣,𝑞,𝑏)   𝐿(𝑞)   𝑁(𝑣,𝑏)   𝑋(𝑞)   𝑍(𝑣,𝑞,𝑏)

Proof of Theorem dchrisum0ff

Dummy variables 𝑚 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fzfid 13944	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1...𝑛) ∈ Fin)
2		dvdsssfz1 16294	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} ⊆ (1...𝑛))
3	2	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} ⊆ (1...𝑛))
4	1, 3	ssfid 9218	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} ∈ Fin)
5		dchrisum0flb.r	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋:(Base‘𝑍)⟶ℝ)
6	5	ad2antrr 726	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛}) → 𝑋:(Base‘𝑍)⟶ℝ)
7		rpvmasum.a	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
8	7	nnnn0d 12509	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
9		rpvmasum.z	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
10		eqid 2730	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
11		rpvmasum.l	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
12	9, 10, 11	znzrhfo 21463	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝐿:ℤ–onto→(Base‘𝑍))
13		fof 6774	. . . . . . 7 ⊢ (𝐿:ℤ–onto→(Base‘𝑍) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
14	8, 12, 13	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
15	14	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
16		elrabi 3656	. . . . . 6 ⊢ (𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} → 𝑚 ∈ ℕ)
17	16	nnzd 12562	. . . . 5 ⊢ (𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} → 𝑚 ∈ ℤ)
18		ffvelcdm 7055	. . . . 5 ⊢ ((𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (𝐿‘𝑚) ∈ (Base‘𝑍))
19	15, 17, 18	syl2an 596	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛}) → (𝐿‘𝑚) ∈ (Base‘𝑍))
20	6, 19	ffvelcdmd 7059	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛}) → (𝑋‘(𝐿‘𝑚)) ∈ ℝ)
21	4, 20	fsumrecl 15706	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → Σ𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} (𝑋‘(𝐿‘𝑚)) ∈ ℝ)
22		dchrisum0f.f	. . 3 ⊢ 𝐹 = (𝑏 ∈ ℕ ↦ Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)))
23		breq2 5113	. . . . . . 7 ⊢ (𝑏 = 𝑛 → (𝑞 ∥ 𝑏 ↔ 𝑞 ∥ 𝑛))
24	23	rabbidv 3416	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 𝑛 → {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} = {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛})
25	24	sumeq1d 15672	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑛 → Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)) = Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)))
26		2fveq3 6865	. . . . . 6 ⊢ (𝑣 = 𝑚 → (𝑋‘(𝐿‘𝑣)) = (𝑋‘(𝐿‘𝑚)))
27	26	cbvsumv 15668	. . . . 5 ⊢ Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)) = Σ𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} (𝑋‘(𝐿‘𝑚))
28	25, 27	eqtrdi 2781	. . . 4 ⊢ (𝑏 = 𝑛 → Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)) = Σ𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} (𝑋‘(𝐿‘𝑚)))
29	28	cbvmptv 5213	. . 3 ⊢ (𝑏 ∈ ℕ ↦ Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} (𝑋‘(𝐿‘𝑣))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} (𝑋‘(𝐿‘𝑚)))
30	22, 29	eqtri 2753	. 2 ⊢ 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} (𝑋‘(𝐿‘𝑚)))
31	21, 30	fmptd 7088	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶ℝ)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  {crab 3408   ⊆ wss 3916   class class class wbr 5109   ↦ cmpt 5190  ⟶wf 6509  –onto→wfo 6511  ‘cfv 6513  (class class class)co 7389  ℝcr 11073  1c1 11075  ℕcn 12187  ℕ₀cn0 12448  ℤcz 12535  ...cfz 13474  Σcsu 15658   ∥ cdvds 16228  Basecbs 17185  0_gc0g 17408  ℤRHomczrh 21415  ℤ/nℤczn 21418  DChrcdchr 27149

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5263  ax-pow 5322  ax-pr 5389  ax-un 7713  ax-inf2 9600  ax-cnex 11130  ax-resscn 11131  ax-1cn 11132  ax-icn 11133  ax-addcl 11134  ax-addrcl 11135  ax-mulcl 11136  ax-mulrcl 11137  ax-mulcom 11138  ax-addass 11139  ax-mulass 11140  ax-distr 11141  ax-i2m1 11142  ax-1ne0 11143  ax-1rid 11144  ax-rnegex 11145  ax-rrecex 11146  ax-cnre 11147  ax-pre-lttri 11148  ax-pre-lttrn 11149  ax-pre-ltadd 11150  ax-pre-mulgt0 11151  ax-pre-sup 11152  ax-addf 11153  ax-mulf 11154

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3756  df-csb 3865  df-dif 3919  df-un 3921  df-in 3923  df-ss 3933  df-pss 3936  df-nul 4299  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4874  df-int 4913  df-iun 4959  df-br 5110  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5535  df-eprel 5540  df-po 5548  df-so 5549  df-fr 5593  df-se 5594  df-we 5595  df-xp 5646  df-rel 5647  df-cnv 5648  df-co 5649  df-dm 5650  df-rn 5651  df-res 5652  df-ima 5653  df-pred 6276  df-ord 6337  df-on 6338  df-lim 6339  df-suc 6340  df-iota 6466  df-fun 6515  df-fn 6516  df-f 6517  df-f1 6518  df-fo 6519  df-f1o 6520  df-fv 6521  df-isom 6522  df-riota 7346  df-ov 7392  df-oprab 7393  df-mpo 7394  df-om 7845  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-tpos 8207  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8380  df-1o 8436  df-er 8673  df-ec 8675  df-qs 8679  df-map 8803  df-en 8921  df-dom 8922  df-sdom 8923  df-fin 8924  df-sup 9399  df-inf 9400  df-oi 9469  df-card 9898  df-pnf 11216  df-mnf 11217  df-xr 11218  df-ltxr 11219  df-le 11220  df-sub 11413  df-neg 11414  df-div 11842  df-nn 12188  df-2 12250  df-3 12251  df-4 12252  df-5 12253  df-6 12254  df-7 12255  df-8 12256  df-9 12257  df-n0 12449  df-z 12536  df-dec 12656  df-uz 12800  df-rp 12958  df-fz 13475  df-fzo 13622  df-seq 13973  df-exp 14033  df-hash 14302  df-cj 15071  df-re 15072  df-im 15073  df-sqrt 15207  df-abs 15208  df-clim 15460  df-sum 15659  df-dvds 16229  df-struct 17123  df-sets 17140  df-slot 17158  df-ndx 17170  df-base 17186  df-ress 17207  df-plusg 17239  df-mulr 17240  df-starv 17241  df-sca 17242  df-vsca 17243  df-ip 17244  df-tset 17245  df-ple 17246  df-ds 17248  df-unif 17249  df-0g 17410  df-imas 17477  df-qus 17478  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-mhm 18716  df-grp 18874  df-minusg 18875  df-sbg 18876  df-mulg 19006  df-subg 19061  df-nsg 19062  df-eqg 19063  df-ghm 19151  df-cmn 19718  df-abl 19719  df-mgp 20056  df-rng 20068  df-ur 20097  df-ring 20150  df-cring 20151  df-oppr 20252  df-rhm 20387  df-subrng 20461  df-subrg 20485  df-lmod 20774  df-lss 20844  df-lsp 20884  df-sra 21086  df-rgmod 21087  df-lidl 21124  df-rsp 21125  df-2idl 21166  df-cnfld 21271  df-zring 21363  df-zrh 21419  df-zn 21422

This theorem is referenced by:  dchrisum0flblem2  27426  dchrisum0fno1  27428