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

Theorem dchrsum2 27558
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 6872 . . . . . 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 27530 . . . . . . . . 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 27547 . . . . . 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 15836 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑋 = 1 ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 1)
185, 7znunithash 21831 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (♯‘𝑈) = (ϕ‘𝑁))
1911, 18syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (♯‘𝑈) = (ϕ‘𝑁))
2011phicld 16910 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℕ)
2120nnnn0d 12636 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℕ0)
2219, 21eqeltrd 2860 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘𝑈) ∈ ℕ0)
237fvexi 6887 . . . . . . . 8 𝑈 ∈ V
24 hashclb 14469 . . . . . . . 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 11229 . . . . . 6 1 ∈ ℂ
28 fsumconst 15923 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ Fin ∧ 1 ∈ ℂ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 1 = ((♯‘𝑈) · 1))
2926, 27, 28sylancl 598 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑎 ∈ 𝑈 1 = ((♯‘𝑈) · 1))
3019oveq1d 7423 . . . . 5 (𝜑 → ((♯‘𝑈) · 1) = ((ϕ‘𝑁) · 1))
3120nncnd 12320 . . . . . 6 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℂ)
3231mulridd 11297 . . . . 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 27544 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝐺 ∈ Abel)
37 ablgrp 19960 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Abel → 𝐺 ∈ Grp)
389, 6grpidcl 19137 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Grp → 1 ∈ 𝐷)
3911, 36, 37, 384syl 20 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ 𝐷)
404, 5, 9, 7, 8, 39dchreq 27548 . . . . . 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 27547 . . . . . . . 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 27532 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑋:(Base‘𝑍)⟶ℂ)
5250, 7unitss 20567 . . . . . . . . . . . . 13 𝑈 ⊆ (Base‘𝑍)
5352sseli 3926 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎 ∈ 𝑈 → 𝑎 ∈ (Base‘𝑍))
54 ffvelcdm 7069 . . . . . . . . . . . 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 15866 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) ∈ ℂ)
58 0cnd 11270 . . . . . . . . 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 3928 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 𝑘 ∈ (Base‘𝑍))
6259, 61ffvelcdmd 7073 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (𝑋‘𝑘) ∈ ℂ)
63 subcl 11527 . . . . . . . . . 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 11555 . . . . . . . . . . . 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 7416 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑎 → (𝑘(.r‘𝑍)𝑥) = (𝑘(.r‘𝑍)𝑎))
7170fveq2d 6877 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑎 → (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)) = (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎)))
7271cbvsumv 15830 . . . . . . . . . . . . . 14 Σ𝑥 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎))
734, 5, 9dchrmhm 27531 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝐷 ⊆ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld))
7473, 8sselid 3928 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 20326 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (Base‘𝑍) = (Base‘(mulGrp‘𝑍))
80 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (.r‘𝑍) = (.r‘𝑍)
8178, 80mgpplusg 20325 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (.r‘𝑍) = (+g‘(mulGrp‘𝑍))
82 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (mulGrp‘ℂfld) = (mulGrp‘ℂfld)
83 cnfldmul 21647 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 · = (.r‘ℂfld)
8482, 83mgpplusg 20325 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 · = (+g‘(mulGrp‘ℂfld))
8579, 81, 84mhmlin 18949 . . . . . . . . . . . . . . . 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 15836 . . . . . . . . . . . . . 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 6873 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = (𝑘(.r‘𝑍)𝑥) → (𝑋‘𝑎) = (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)))
9011nnnn0d 12636 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
915zncrng 21811 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑍 ∈ CRing)
92 crngring 20433 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
93 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈) = ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈)
947, 93unitgrp 20574 . . . . . . . . . . . . . . . 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 20573 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑈 = (Base‘((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈))
9893, 81ressplusg 17423 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 19215 . . . . . . . . . . . . . . 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 19213 . . . . . . . . . . . . . . 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 15856 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = Σ𝑥 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)))
10549, 62, 56fsummulc2 15917 . . . . . . . . . . . . 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 11298 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (1 · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎))
108106, 107oveq12d 7426 . . . . . . . . . . 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 11628 . . . . . . . . . . 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 11273 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 1 ∈ ℂ)
11262, 111, 57subdird 11742 . . . . . . . . . 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 11480 . . . . . . . . . 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 11920 . . . . . . . 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 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  Vcvv 3450  ifcif 4481   ↦ cmpt 5185  ⟶wf 6523  –1-1-onto→wf1o 6526  ‘cfv 6527  (class class class)co 7408  Fincfn 8951  ℂcc 11169  0cc0 11171  1c1 11172   · cmul 11176   − cmin 11512  ℕcn 12304  ℕ0cn0 12575  ♯chash 14441  Σcsu 15820  ϕcphi 16902  Basecbs 17348   ↾s cress 17369  +gcplusg 17389  .rcmulr 17390  0gc0g 17571   MndHom cmhm 18937  Grpcgrp 19105  Abelcabl 19956  mulGrpcmgp 20321  Ringcrg 20420  CRingccrg 20421  Unitcui 20546  ℂfldccnfld 21639  ℤ/nℤczn 21769  DChrcdchr 27522
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7734  ax-inf2 9620  ax-cnex 11227  ax-resscn 11228  ax-1cn 11229  ax-icn 11230  ax-addcl 11231  ax-addrcl 11232  ax-mulcl 11233  ax-mulrcl 11234  ax-mulcom 11235  ax-addass 11236  ax-mulass 11237  ax-distr 11238  ax-i2m1 11239  ax-1ne0 11240  ax-1rid 11241  ax-rnegex 11242  ax-rrecex 11243  ax-cnre 11244  ax-pre-lttri 11245  ax-pre-lttrn 11246  ax-pre-ltadd 11247  ax-pre-mulgt0 11248  ax-pre-sup 11249  ax-addf 11250  ax-mulf 11251
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  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-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  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 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-se 5601  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6293  df-ord 6354  df-on 6355  df-lim 6356  df-suc 6357  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-isom 6536  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7676  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-tpos 8221  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8454  df-oadd 8458  df-er 8695  df-ec 8697  df-qs 8701  df-map 8827  df-en 8952  df-dom 8953  df-sdom 8954  df-fin 8955  df-sup 9412  df-inf 9413  df-oi 9482  df-card 9991  df-pnf 11316  df-mnf 11317  df-xr 11318  df-ltxr 11319  df-le 11320  df-sub 11514  df-neg 11515  df-div 11943  df-nn 12305  df-2 12374  df-3 12375  df-4 12376  df-5 12377  df-6 12378  df-7 12379  df-8 12380  df-9 12381  df-n0 12576  df-xnn0 12649  df-z 12663  df-dec 12784  df-uz 12935  df-rp 13090  df-fz 13609  df-fzo 13757  df-fl 13900  df-mod 13978  df-seq 14113  df-exp 14173  df-hash 14442  df-cj 15233  df-re 15234  df-im 15235  df-sqrt 15369  df-abs 15370  df-clim 15622  df-sum 15821  df-dvds 16390  df-gcd 16632  df-phi 16904  df-struct 17286  df-sets 17303  df-slot 17321  df-ndx 17333  df-base 17349  df-ress 17370  df-plusg 17402  df-mulr 17403  df-starv 17404  df-sca 17405  df-vsca 17406  df-ip 17407  df-tset 17408  df-ple 17409  df-ds 17411  df-unif 17412  df-0g 17573  df-imas 17641  df-qus 17642  df-mgm 18777  df-sgrp 18869  df-mnd 18885  df-mhm 18939  df-grp 19108  df-minusg 19109  df-sbg 19110  df-mulg 19239  df-subg 19294  df-nsg 19295  df-eqg 19296  df-ghm 19389  df-cmn 19957  df-abl 19958  df-mgp 20322  df-rng 20336  df-ur 20369  df-ring 20422  df-cring 20423  df-oppr 20528  df-dvdsr 20548  df-unit 20549  df-invr 20579  df-rhm 20663  df-subrng 20759  df-subrg 20783  df-lmod 21098  df-lss 21168  df-lsp 21208  df-sra 21409  df-rgmod 21410  df-lidl 21447  df-rsp 21448  df-2idl 21504  df-cnfld 21640  df-zring 21714  df-zrh 21770  df-zn 21773  df-dchr 27523
This theorem is used by:  dchrsum  27559
  Copyright terms: Public domain W3C validator