Theorem dchrisum0ff 27485

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 13974	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1...𝑛) ∈ Fin)
2		dvdsssfz1 16298	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} ⊆ (1...𝑛))
3	2	adantl 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} ⊆ (1...𝑛))
4	1, 3	ssfid 9292	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} ∈ Fin)
5		dchrisum0flb.r	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋:(Base‘𝑍)⟶ℝ)
6	5	ad2antrr 724	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛}) → 𝑋:(Base‘𝑍)⟶ℝ)
7		rpvmasum.a	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
8	7	nnnn0d 12565	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
9		rpvmasum.z	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
10		eqid 2725	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
11		rpvmasum.l	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
12	9, 10, 11	znzrhfo 21498	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝐿:ℤ–onto→(Base‘𝑍))
13		fof 6810	. . . . . . 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 479	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
16		elrabi 3673	. . . . . 6 ⊢ (𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} → 𝑚 ∈ ℕ)
17	16	nnzd 12618	. . . . 5 ⊢ (𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} → 𝑚 ∈ ℤ)
18		ffvelcdm 7090	. . . . 5 ⊢ ((𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (𝐿‘𝑚) ∈ (Base‘𝑍))
19	15, 17, 18	syl2an 594	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛}) → (𝐿‘𝑚) ∈ (Base‘𝑍))
20	6, 19	ffvelcdmd 7094	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑚 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛}) → (𝑋‘(𝐿‘𝑚)) ∈ ℝ)
21	4, 20	fsumrecl 15716	. 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 5153	. . . . . . 7 ⊢ (𝑏 = 𝑛 → (𝑞 ∥ 𝑏 ↔ 𝑞 ∥ 𝑛))
24	23	rabbidv 3426	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 𝑛 → {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} = {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛})
25	24	sumeq1d 15683	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑛 → Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)) = Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑛} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)))
26		2fveq3 6901	. . . . . 6 ⊢ (𝑣 = 𝑚 → (𝑋‘(𝐿‘𝑣)) = (𝑋‘(𝐿‘𝑚)))
27	26	cbvsumv 15678	. . . . 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 5262	. . 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 7123	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶ℝ)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  {crab 3418   ⊆ wss 3944   class class class wbr 5149   ↦ cmpt 5232  ⟶wf 6545  –onto→wfo 6547  ‘cfv 6549  (class class class)co 7419  ℝcr 11139  1c1 11141  ℕcn 12245  ℕ₀cn0 12505  ℤcz 12591  ...cfz 13519  Σcsu 15668   ∥ cdvds 16234  Basecbs 17183  0_gc0g 17424  ℤRHomczrh 21442  ℤ/nℤczn 21445  DChrcdchr 27210

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7741  ax-inf2 9666  ax-cnex 11196  ax-resscn 11197  ax-1cn 11198  ax-icn 11199  ax-addcl 11200  ax-addrcl 11201  ax-mulcl 11202  ax-mulrcl 11203  ax-mulcom 11204  ax-addass 11205  ax-mulass 11206  ax-distr 11207  ax-i2m1 11208  ax-1ne0 11209  ax-1rid 11210  ax-rnegex 11211  ax-rrecex 11212  ax-cnre 11213  ax-pre-lttri 11214  ax-pre-lttrn 11215  ax-pre-ltadd 11216  ax-pre-mulgt0 11217  ax-pre-sup 11218  ax-addf 11219  ax-mulf 11220

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2930  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3363  df-reu 3364  df-rab 3419  df-v 3463  df-sbc 3774  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3964  df-nul 4323  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-tp 4635  df-op 4637  df-uni 4910  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-se 5634  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6307  df-ord 6374  df-on 6375  df-lim 6376  df-suc 6377  df-iota 6501  df-fun 6551  df-fn 6552  df-f 6553  df-f1 6554  df-fo 6555  df-f1o 6556  df-fv 6557  df-isom 6558  df-riota 7375  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7872  df-1st 7994  df-2nd 7995  df-tpos 8232  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8392  df-rdg 8431  df-1o 8487  df-er 8725  df-ec 8727  df-qs 8731  df-map 8847  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-sup 9467  df-inf 9468  df-oi 9535  df-card 9964  df-pnf 11282  df-mnf 11283  df-xr 11284  df-ltxr 11285  df-le 11286  df-sub 11478  df-neg 11479  df-div 11904  df-nn 12246  df-2 12308  df-3 12309  df-4 12310  df-5 12311  df-6 12312  df-7 12313  df-8 12314  df-9 12315  df-n0 12506  df-z 12592  df-dec 12711  df-uz 12856  df-rp 13010  df-fz 13520  df-fzo 13663  df-seq 14003  df-exp 14063  df-hash 14326  df-cj 15082  df-re 15083  df-im 15084  df-sqrt 15218  df-abs 15219  df-clim 15468  df-sum 15669  df-dvds 16235  df-struct 17119  df-sets 17136  df-slot 17154  df-ndx 17166  df-base 17184  df-ress 17213  df-plusg 17249  df-mulr 17250  df-starv 17251  df-sca 17252  df-vsca 17253  df-ip 17254  df-tset 17255  df-ple 17256  df-ds 17258  df-unif 17259  df-0g 17426  df-imas 17493  df-qus 17494  df-mgm 18603  df-sgrp 18682  df-mnd 18698  df-mhm 18743  df-grp 18901  df-minusg 18902  df-sbg 18903  df-mulg 19032  df-subg 19086  df-nsg 19087  df-eqg 19088  df-ghm 19176  df-cmn 19749  df-abl 19750  df-mgp 20087  df-rng 20105  df-ur 20134  df-ring 20187  df-cring 20188  df-oppr 20285  df-rhm 20423  df-subrng 20495  df-subrg 20520  df-lmod 20757  df-lss 20828  df-lsp 20868  df-sra 21070  df-rgmod 21071  df-lidl 21116  df-rsp 21117  df-2idl 21157  df-cnfld 21297  df-zring 21390  df-zrh 21446  df-zn 21449

This theorem is referenced by:  dchrisum0flblem2  27487  dchrisum0fno1  27489