MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dchrsum2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dchrsum2 27595
Description: An orthogonality relation for Dirichlet characters: the sum of all the values of a Dirichlet character 𝑋 is 0 if 𝑋 is non-principal and ϕ(𝑛) otherwise. Part of Theorem 6.5.1 of [Shapiro] p. 230. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
dchrsum.g 𝐺 = (DChr‘𝑁)
dchrsum.z 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
dchrsum.d 𝐷 = (Base‘𝐺)
dchrsum.1 1 = (0g‘𝐺)
dchrsum.x (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐷)
dchrsum2.u 𝑈 = (Unit‘𝑍)
Assertion
Ref Expression
dchrsum2 (𝜑 → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = if(𝑋 = 1 , (ϕ‘𝑁), 0))
Distinct variable groups:   1 ,𝑎   𝜑,𝑎   𝑈,𝑎   𝑋,𝑎   𝑍,𝑎
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑎)   𝐺(𝑎)   𝑁(𝑎)

Proof of Theorem dchrsum2
Dummy variables 𝑘 𝑥 𝑏 𝑐 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqeq2 2772 . 2 ((ϕ‘𝑁) = if(𝑋 = 1 , (ϕ‘𝑁), 0) → (Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = (ϕ‘𝑁) ↔ Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = if(𝑋 = 1 , (ϕ‘𝑁), 0)))
2 eqeq2 2772 . 2 (0 = if(𝑋 = 1 , (ϕ‘𝑁), 0) → (Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = 0 ↔ Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = if(𝑋 = 1 , (ϕ‘𝑁), 0)))
3 fveq1 6884 . . . . . 6 (𝑋 = 1 → (𝑋‘𝑎) = ( 1 ‘𝑎))
4 dchrsum.g . . . . . . 7 𝐺 = (DChr‘𝑁)
5 dchrsum.z . . . . . . 7 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
6 dchrsum.1 . . . . . . 7 1 = (0g‘𝐺)
7 dchrsum2.u . . . . . . 7 𝑈 = (Unit‘𝑍)
8 dchrsum.x . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐷)
9 dchrsum.d . . . . . . . . . 10 𝐷 = (Base‘𝐺)
104, 9dchrrcl 27567 . . . . . . . . 9 (𝑋 ∈ 𝐷 → 𝑁 ∈ ℕ)
118, 10syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
1211adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → 𝑁 ∈ ℕ)
13 simpr 490 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → 𝑎 ∈ 𝑈)
144, 5, 6, 7, 12, 13dchr1 27584 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → ( 1 ‘𝑎) = 1)
153, 14sylan9eqr 2817 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) ∧ 𝑋 = 1 ) → (𝑋‘𝑎) = 1)
1615an32s 665 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑋 = 1 ) ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → (𝑋‘𝑎) = 1)
1716sumeq2dv 15869 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑋 = 1 ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 1)
185, 7znunithash 21870 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (♯‘𝑈) = (ϕ‘𝑁))
1911, 18syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (♯‘𝑈) = (ϕ‘𝑁))
2011phicld 16949 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℕ)
2120nnnn0d 12667 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℕ0)
2219, 21eqeltrd 2860 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘𝑈) ∈ ℕ0)
237fvexi 6899 . . . . . . . 8 𝑈 ∈ V
24 hashclb 14502 . . . . . . . 8 (𝑈 ∈ V → (𝑈 ∈ Fin ↔ (♯‘𝑈) ∈ ℕ0))
2523, 24ax-mp 5 . . . . . . 7 (𝑈 ∈ Fin ↔ (♯‘𝑈) ∈ ℕ0)
2622, 25sylibr 237 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑈 ∈ Fin)
27 ax-1cn 11258 . . . . . 6 1 ∈ ℂ
28 fsumconst 15956 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ Fin ∧ 1 ∈ ℂ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 1 = ((♯‘𝑈) · 1))
2926, 27, 28sylancl 598 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑎 ∈ 𝑈 1 = ((♯‘𝑈) · 1))
3019oveq1d 7435 . . . . 5 (𝜑 → ((♯‘𝑈) · 1) = ((ϕ‘𝑁) · 1))
3120nncnd 12351 . . . . . 6 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℂ)
3231mulridd 11326 . . . . 5 (𝜑 → ((ϕ‘𝑁) · 1) = (ϕ‘𝑁))
3329, 30, 323eqtrd 2799 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑎 ∈ 𝑈 1 = (ϕ‘𝑁))
3433adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑋 = 1 ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 1 = (ϕ‘𝑁))
3517, 34eqtrd 2795 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑋 = 1 ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = (ϕ‘𝑁))
364dchrabl 27581 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝐺 ∈ Abel)
37 ablgrp 19999 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Abel → 𝐺 ∈ Grp)
389, 6grpidcl 19176 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Grp → 1 ∈ 𝐷)
3911, 36, 37, 384syl 20 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ 𝐷)
404, 5, 9, 7, 8, 39dchreq 27585 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 = 1 ↔ ∀𝑘 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑘) = ( 1 ‘𝑘)))
4140notbid 321 . . . . 5 (𝜑 → (¬ 𝑋 = 1 ↔ ¬ ∀𝑘 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑘) = ( 1 ‘𝑘)))
42 rexnal 3114 . . . . 5 (∃𝑘 ∈ 𝑈 ¬ (𝑋‘𝑘) = ( 1 ‘𝑘) ↔ ¬ ∀𝑘 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑘) = ( 1 ‘𝑘))
4341, 42bitr4di 292 . . . 4 (𝜑 → (¬ 𝑋 = 1 ↔ ∃𝑘 ∈ 𝑈 ¬ (𝑋‘𝑘) = ( 1 ‘𝑘)))
44 df-ne 2956 . . . . . 6 ((𝑋‘𝑘) ≠ ( 1 ‘𝑘) ↔ ¬ (𝑋‘𝑘) = ( 1 ‘𝑘))
4511adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑁 ∈ ℕ)
46 simpr 490 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → 𝑘 ∈ 𝑈)
474, 5, 6, 7, 45, 46dchr1 27584 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ( 1 ‘𝑘) = 1)
4847neeq2d 3015 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑋‘𝑘) ≠ ( 1 ‘𝑘) ↔ (𝑋‘𝑘) ≠ 1))
4926adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 𝑈 ∈ Fin)
50 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
514, 5, 9, 50, 8dchrf 27569 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑋:(Base‘𝑍)⟶ℂ)
5250, 7unitss 20606 . . . . . . . . . . . . 13 𝑈 ⊆ (Base‘𝑍)
5352sseli 3904 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎 ∈ 𝑈 → 𝑎 ∈ (Base‘𝑍))
54 ffvelcdm 7081 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑋:(Base‘𝑍)⟶ℂ ∧ 𝑎 ∈ (Base‘𝑍)) → (𝑋‘𝑎) ∈ ℂ)
5551, 53, 54syl2an 608 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → (𝑋‘𝑎) ∈ ℂ)
5655adantlr 728 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → (𝑋‘𝑎) ∈ ℂ)
5749, 56fsumcl 15899 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) ∈ ℂ)
58 0cnd 11299 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 0 ∈ ℂ)
5951adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 𝑋:(Base‘𝑍)⟶ℂ)
60 simprl 783 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 𝑘 ∈ 𝑈)
6152, 60sselid 3906 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 𝑘 ∈ (Base‘𝑍))
6259, 61ffvelcdmd 7085 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (𝑋‘𝑘) ∈ ℂ)
63 subcl 11556 . . . . . . . . . 10 (((𝑋‘𝑘) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑋‘𝑘) − 1) ∈ ℂ)
6462, 27, 63sylancl 598 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → ((𝑋‘𝑘) − 1) ∈ ℂ)
65 simprr 785 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (𝑋‘𝑘) ≠ 1)
66 subeq0 11584 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑋‘𝑘) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((𝑋‘𝑘) − 1) = 0 ↔ (𝑋‘𝑘) = 1))
6762, 27, 66sylancl 598 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (((𝑋‘𝑘) − 1) = 0 ↔ (𝑋‘𝑘) = 1))
6867necon3bid 2999 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (((𝑋‘𝑘) − 1) ≠ 0 ↔ (𝑋‘𝑘) ≠ 1))
6965, 68mpbird 260 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → ((𝑋‘𝑘) − 1) ≠ 0)
70 oveq2 7428 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑎 → (𝑘(.r‘𝑍)𝑥) = (𝑘(.r‘𝑍)𝑎))
7170fveq2d 6889 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑎 → (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)) = (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎)))
7271cbvsumv 15863 . . . . . . . . . . . . . 14 Σ𝑥 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎))
734, 5, 9dchrmhm 27568 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝐷 ⊆ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld))
7473, 8sselid 3906 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → 𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)))
7574ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → 𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)))
7661adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → 𝑘 ∈ (Base‘𝑍))
7753adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → 𝑎 ∈ (Base‘𝑍))
78 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (mulGrp‘𝑍) = (mulGrp‘𝑍)
7978, 50mgpbas 20365 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (Base‘𝑍) = (Base‘(mulGrp‘𝑍))
80 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (.r‘𝑍) = (.r‘𝑍)
8178, 80mgpplusg 20364 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (.r‘𝑍) = (+g‘(mulGrp‘𝑍))
82 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (mulGrp‘ℂfld) = (mulGrp‘ℂfld)
83 cnfldmul 21686 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 · = (.r‘ℂfld)
8482, 83mgpplusg 20364 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 · = (+g‘(mulGrp‘ℂfld))
8579, 81, 84mhmlin 18988 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)) ∧ 𝑘 ∈ (Base‘𝑍) ∧ 𝑎 ∈ (Base‘𝑍)) → (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎)) = ((𝑋‘𝑘) · (𝑋‘𝑎)))
8675, 76, 77, 85syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎)) = ((𝑋‘𝑘) · (𝑋‘𝑎)))
8786sumeq2dv 15869 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 ((𝑋‘𝑘) · (𝑋‘𝑎)))
8872, 87eqtrid 2807 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑥 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 ((𝑋‘𝑘) · (𝑋‘𝑎)))
89 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = (𝑘(.r‘𝑍)𝑥) → (𝑋‘𝑎) = (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)))
9011nnnn0d 12667 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
915zncrng 21850 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑍 ∈ CRing)
92 crngring 20472 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
93 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈) = ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈)
947, 93unitgrp 20613 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑍 ∈ Ring → ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈) ∈ Grp)
9590, 91, 92, 944syl 20 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈) ∈ Grp)
96 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑏 ∈ 𝑈 ↦ (𝑐 ∈ 𝑈 ↦ (𝑏(.r‘𝑍)𝑐))) = (𝑏 ∈ 𝑈 ↦ (𝑐 ∈ 𝑈 ↦ (𝑏(.r‘𝑍)𝑐)))
977, 93unitgrpbas 20612 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑈 = (Base‘((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈))
9893, 81ressplusg 17462 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑈 ∈ V → (.r‘𝑍) = (+g‘((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈)))
9923, 98ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (.r‘𝑍) = (+g‘((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈))
10096, 97, 99grplactf1o 19254 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈) ∈ Grp ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑏 ∈ 𝑈 ↦ (𝑐 ∈ 𝑈 ↦ (𝑏(.r‘𝑍)𝑐)))‘𝑘):𝑈–1-1-onto→𝑈)
10195, 60, 100syl2an2r 698 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → ((𝑏 ∈ 𝑈 ↦ (𝑐 ∈ 𝑈 ↦ (𝑏(.r‘𝑍)𝑐)))‘𝑘):𝑈–1-1-onto→𝑈)
10296, 97grplactval 19252 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑘 ∈ 𝑈 ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (((𝑏 ∈ 𝑈 ↦ (𝑐 ∈ 𝑈 ↦ (𝑏(.r‘𝑍)𝑐)))‘𝑘)‘𝑥) = (𝑘(.r‘𝑍)𝑥))
10360, 102sylan 592 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (((𝑏 ∈ 𝑈 ↦ (𝑐 ∈ 𝑈 ↦ (𝑏(.r‘𝑍)𝑐)))‘𝑘)‘𝑥) = (𝑘(.r‘𝑍)𝑥))
10489, 49, 101, 103, 56fsumf1o 15889 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = Σ𝑥 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)))
10549, 62, 56fsummulc2 15950 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → ((𝑋‘𝑘) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 ((𝑋‘𝑘) · (𝑋‘𝑎)))
10688, 104, 1053eqtr4rd 2806 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → ((𝑋‘𝑘) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎))
10757mullidd 11327 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (1 · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎))
108106, 107oveq12d 7438 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (((𝑋‘𝑘) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) − (1 · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎))) = (Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) − Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)))
10957subidd 11657 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) − Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = 0)
110108, 109eqtrd 2795 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (((𝑋‘𝑘) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) − (1 · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎))) = 0)
111 1cnd 11302 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 1 ∈ ℂ)
11262, 111, 57subdird 11773 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (((𝑋‘𝑘) − 1) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = (((𝑋‘𝑘) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) − (1 · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎))))
11364mul01d 11509 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (((𝑋‘𝑘) − 1) · 0) = 0)
114110, 112, 1133eqtr4d 2805 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (((𝑋‘𝑘) − 1) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = (((𝑋‘𝑘) − 1) · 0))
11557, 58, 64, 69, 114mulcanad 11951 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = 0)
116115expr 462 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑋‘𝑘) ≠ 1 → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = 0))
11748, 116sylbid 243 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑋‘𝑘) ≠ ( 1 ‘𝑘) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = 0))
11844, 117biimtrrid 246 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (¬ (𝑋‘𝑘) = ( 1 ‘𝑘) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = 0))
119118rexlimdva 3163 . . . 4 (𝜑 → (∃𝑘 ∈ 𝑈 ¬ (𝑋‘𝑘) = ( 1 ‘𝑘) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = 0))
12043, 119sylbid 243 . . 3 (𝜑 → (¬ 𝑋 = 1 → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = 0))
121120imp 412 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑋 = 1 ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = 0)
1221, 2, 35, 121ifbothda 4520 1 (𝜑 → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = if(𝑋 = 1 , (ϕ‘𝑁), 0))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  Vcvv 3450  ifcif 4481   ↦ cmpt 5185  ⟶wf 6534  –1-1-onto→wf1o 6537  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Fincfn 8973  ℂcc 11198  0cc0 11200  1c1 11201   · cmul 11205   − cmin 11541  ℕcn 12335  ℕ0cn0 12606  ♯chash 14474  Σcsu 15853  ϕcphi 16941  Basecbs 17387   ↾s cress 17408  +gcplusg 17428  .rcmulr 17429  0gc0g 17610   MndHom cmhm 18976  Grpcgrp 19144  Abelcabl 19995  mulGrpcmgp 20360  Ringcrg 20459  CRingccrg 20460  Unitcui 20585  ℂfldccnfld 21678  ℤ/nℤczn 21808  DChrcdchr 27559
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9642  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278  ax-addf 11279  ax-mulf 11280
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-tpos 8243  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-oadd 8480  df-er 8717  df-ec 8719  df-qs 8723  df-map 8849  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-xnn0 12680  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-rp 13121  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-fl 13932  df-mod 14010  df-seq 14145  df-exp 14205  df-hash 14475  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-clim 15655  df-sum 15854  df-dvds 16423  df-gcd 16665  df-phi 16943  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-0g 17612  df-imas 17680  df-qus 17681  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-mulg 19278  df-subg 19333  df-nsg 19334  df-eqg 19335  df-ghm 19428  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-cring 20462  df-oppr 20567  df-dvdsr 20587  df-unit 20588  df-invr 20618  df-rhm 20702  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-lmod 21137  df-lss 21207  df-lsp 21247  df-sra 21448  df-rgmod 21449  df-lidl 21486  df-rsp 21487  df-2idl 21543  df-cnfld 21679  df-zring 21753  df-zrh 21809  df-zn 21812  df-dchr 27560
This theorem is used by:  dchrsum  27596
  Copyright terms: Public domain W3C validator