Theorem dchrisum0fval 27476

Description: Value of the function 𝐹, the divisor sum of a Dirichlet character. (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)))

Assertion

Ref	Expression
dchrisum0fval	⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐹‘𝐴) = Σ𝑡 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝐴} (𝑋‘(𝐿‘𝑡)))

Distinct variable groups:   𝑡, 1   𝑡,𝐹   𝑞,𝑏,𝑡,𝑣,𝐴   𝑁,𝑞,𝑡   𝜑,𝑡   𝑡,𝐷   𝐿,𝑏,𝑡,𝑣   𝑋,𝑏,𝑡,𝑣

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

Proof of Theorem dchrisum0fval

Step	Hyp	Ref	Expression
1		breq2 5103	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝐴 → (𝑞 ∥ 𝑏 ↔ 𝑞 ∥ 𝐴))
2	1	rabbidv 3407	. . . 4 ⊢ (𝑏 = 𝐴 → {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} = {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝐴})
3	2	sumeq1d 15627	. . 3 ⊢ (𝑏 = 𝐴 → Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)) = Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝐴} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)))
4		2fveq3 6840	. . . 4 ⊢ (𝑣 = 𝑡 → (𝑋‘(𝐿‘𝑣)) = (𝑋‘(𝐿‘𝑡)))
5	4	cbvsumv 15623	. . 3 ⊢ Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝐴} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)) = Σ𝑡 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝐴} (𝑋‘(𝐿‘𝑡))
6	3, 5	eqtrdi 2788	. 2 ⊢ (𝑏 = 𝐴 → Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)) = Σ𝑡 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝐴} (𝑋‘(𝐿‘𝑡)))
7		dchrisum0f.f	. 2 ⊢ 𝐹 = (𝑏 ∈ ℕ ↦ Σ𝑣 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝑏} (𝑋‘(𝐿‘𝑣)))
8		sumex 15615	. 2 ⊢ Σ𝑡 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝐴} (𝑋‘(𝐿‘𝑡)) ∈ V
9	6, 7, 8	fvmpt 6942	1 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐹‘𝐴) = Σ𝑡 ∈ {𝑞 ∈ ℕ ∣ 𝑞 ∥ 𝐴} (𝑋‘(𝐿‘𝑡)))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  {crab 3400   class class class wbr 5099   ↦ cmpt 5180  ‘cfv 6493  ℕcn 12149  Σcsu 15613   ∥ cdvds 16183  Basecbs 17140  0_gc0g 17363  ℤRHomczrh 21458  ℤ/nℤczn 21461  DChrcdchr 27203

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5242  ax-nul 5252  ax-pr 5378

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3062  df-rab 3401  df-v 3443  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-nul 4287  df-if 4481  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-id 5520  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6260  df-iota 6449  df-fun 6495  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-seq 13929  df-sum 15614

This theorem is referenced by:  dchrisum0fmul  27477  dchrisum0flblem1  27479  dchrisum0  27491