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

Theorem dchrsum2 27625
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 2775 . 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 2775 . 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 6907 . . . . . 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 27597 . . . . . . . . 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 27614 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → ( 1 ‘𝑎) = 1)
153, 14sylan9eqr 2820 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) ∧ 𝑋 = 1 ) → (𝑋‘𝑎) = 1)
1615an32s 665 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑋 = 1 ) ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → (𝑋‘𝑎) = 1)
1716sumeq2dv 15898 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑋 = 1 ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 1)
185, 7znunithash 21900 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (♯‘𝑈) = (ϕ‘𝑁))
1911, 18syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (♯‘𝑈) = (ϕ‘𝑁))
2011phicld 16978 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℕ)
2120nnnn0d 12694 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℕ0)
2219, 21eqeltrd 2864 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘𝑈) ∈ ℕ0)
237fvexi 6922 . . . . . . . 8 𝑈 ∈ V
24 hashclb 14529 . . . . . . . 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 11285 . . . . . 6 1 ∈ ℂ
28 fsumconst 15985 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ Fin ∧ 1 ∈ ℂ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 1 = ((♯‘𝑈) · 1))
2926, 27, 28sylancl 598 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑎 ∈ 𝑈 1 = ((♯‘𝑈) · 1))
3019oveq1d 7458 . . . . 5 (𝜑 → ((♯‘𝑈) · 1) = ((ϕ‘𝑁) · 1))
3120nncnd 12378 . . . . . 6 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℂ)
3231mulridd 11353 . . . . 5 (𝜑 → ((ϕ‘𝑁) · 1) = (ϕ‘𝑁))
3329, 30, 323eqtrd 2802 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑎 ∈ 𝑈 1 = (ϕ‘𝑁))
3433adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑋 = 1 ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 1 = (ϕ‘𝑁))
3517, 34eqtrd 2798 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑋 = 1 ) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = (ϕ‘𝑁))
364dchrabl 27611 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝐺 ∈ Abel)
37 ablgrp 20029 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Abel → 𝐺 ∈ Grp)
389, 6grpidcl 19205 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Grp → 1 ∈ 𝐷)
3911, 36, 37, 384syl 20 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ 𝐷)
404, 5, 9, 7, 8, 39dchreq 27615 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 = 1 ↔ ∀𝑘 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑘) = ( 1 ‘𝑘)))
4140notbid 321 . . . . 5 (𝜑 → (¬ 𝑋 = 1 ↔ ¬ ∀𝑘 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑘) = ( 1 ‘𝑘)))
42 rexnal 3118 . . . . 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 2960 . . . . . 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 27614 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ( 1 ‘𝑘) = 1)
4847neeq2d 3019 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑋‘𝑘) ≠ ( 1 ‘𝑘) ↔ (𝑋‘𝑘) ≠ 1))
4926adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 𝑈 ∈ Fin)
50 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
514, 5, 9, 50, 8dchrf 27599 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑋:(Base‘𝑍)⟶ℂ)
5250, 7unitss 20636 . . . . . . . . . . . . 13 𝑈 ⊆ (Base‘𝑍)
5352sseli 3909 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎 ∈ 𝑈 → 𝑎 ∈ (Base‘𝑍))
54 ffvelcdm 7105 . . . . . . . . . . . 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 15928 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) ∈ ℂ)
58 0cnd 11326 . . . . . . . . 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 3911 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 𝑘 ∈ (Base‘𝑍))
6259, 61ffvelcdmd 7109 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (𝑋‘𝑘) ∈ ℂ)
63 subcl 11583 . . . . . . . . . 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 11611 . . . . . . . . . . . 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 3003 . . . . . . . . . 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 7451 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑎 → (𝑘(.r‘𝑍)𝑥) = (𝑘(.r‘𝑍)𝑎))
7170fveq2d 6912 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑎 → (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)) = (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎)))
7271cbvsumv 15892 . . . . . . . . . . . . . 14 Σ𝑥 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎))
734, 5, 9dchrmhm 27598 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝐷 ⊆ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld))
7473, 8sselid 3911 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (mulGrp‘𝑍) = (mulGrp‘𝑍)
7978, 50mgpbas 20395 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (Base‘𝑍) = (Base‘(mulGrp‘𝑍))
80 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (.r‘𝑍) = (.r‘𝑍)
8178, 80mgpplusg 20394 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (.r‘𝑍) = (+g‘(mulGrp‘𝑍))
82 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (mulGrp‘ℂfld) = (mulGrp‘ℂfld)
83 cnfldmul 21716 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 · = (.r‘ℂfld)
8482, 83mgpplusg 20394 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 · = (+g‘(mulGrp‘ℂfld))
8579, 81, 84mhmlin 19017 . . . . . . . . . . . . . . . 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 1399 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) ∧ 𝑎 ∈ 𝑈) → (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎)) = ((𝑋‘𝑘) · (𝑋‘𝑎)))
8786sumeq2dv 15898 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑎)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 ((𝑋‘𝑘) · (𝑋‘𝑎)))
8872, 87eqtrid 2810 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑥 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 ((𝑋‘𝑘) · (𝑋‘𝑎)))
89 fveq2 6908 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = (𝑘(.r‘𝑍)𝑥) → (𝑋‘𝑎) = (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)))
9011nnnn0d 12694 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
915zncrng 21880 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑍 ∈ CRing)
92 crngring 20502 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
93 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈) = ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈)
947, 93unitgrp 20643 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑍 ∈ Ring → ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈) ∈ Grp)
9590, 91, 92, 944syl 20 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈) ∈ Grp)
96 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑏 ∈ 𝑈 ↦ (𝑐 ∈ 𝑈 ↦ (𝑏(.r‘𝑍)𝑐))) = (𝑏 ∈ 𝑈 ↦ (𝑐 ∈ 𝑈 ↦ (𝑏(.r‘𝑍)𝑐)))
977, 93unitgrpbas 20642 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑈 = (Base‘((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈))
9893, 81ressplusg 17491 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 19283 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈) ∈ Grp ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → ((𝑏 ∈ 𝑈 ↦ (𝑐 ∈ 𝑈 ↦ (𝑏(.r‘𝑍)𝑐)))‘𝑘):𝑈⟶1-1onto𝑈)
10195, 60, 100syl2an2r 698 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → ((𝑏 ∈ 𝑈 ↦ (𝑐 ∈ 𝑈 ↦ (𝑏(.r‘𝑍)𝑐)))‘𝑘):𝑈⟶1-1onto𝑈)
10296, 97grplactval 19281 . . . . . . . . . . . . . . 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 15918 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) = Σ𝑥 ∈ 𝑈 (𝑋‘(𝑘(.r‘𝑍)𝑥)))
10549, 62, 56fsummulc2 15979 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → ((𝑋‘𝑘) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 ((𝑋‘𝑘) · (𝑋‘𝑎)))
10688, 104, 1053eqtr4rd 2809 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → ((𝑋‘𝑘) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎))
10757mullidd 11354 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (1 · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎))
108106, 107oveq12d 7461 . . . . . . . . . . 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 11684 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎) − Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = 0)
110108, 109eqtrd 2798 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (((𝑋‘𝑘) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) − (1 · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎))) = 0)
111 1cnd 11329 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → 1 ∈ ℂ)
11262, 111, 57subdird 11800 . . . . . . . . . 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 11536 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (((𝑋‘𝑘) − 1) · 0) = 0)
114110, 112, 1133eqtr4d 2808 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ 𝑈 ∧ (𝑋‘𝑘) ≠ 1)) → (((𝑋‘𝑘) − 1) · Σ𝑎 ∈ 𝑈 (𝑋‘𝑎)) = (((𝑋‘𝑘) − 1) · 0))
11557, 58, 64, 69, 114mulcanad 11978 . . . . . . . 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 3167 . . . 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 4524 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 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  Vcvv 3454  ifcif 4485   ↦ cmpt 5189  ⟶wf 6554  ⟶1-1ontowf1o 6557  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  Fincfn 9001  ℂcc 11225  0cc0 11227  1c1 11228   · cmul 11232   − cmin 11568  ℕcn 12362  ℕ0cn0 12633  ♯chash 14501  Σcsu 15882  ϕcphi 16970  Basecbs 17416   ↾s cress 17437  +gcplusg 17457  .rcmulr 17458  0gc0g 17639   MndHom cmhm 19005  Grpcgrp 19173  Abelcabl 20025  mulGrpcmgp 20390  Ringcrg 20489  CRingccrg 20490  Unitcui 20615  ℂfldccnfld 21708  ℤ/nℤczn 21838  DChrcdchr 27589
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-inf2 9669  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305  ax-addf 11306  ax-mulf 11307
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-tpos 8271  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-oadd 8508  df-er 8745  df-ec 8747  df-qs 8751  df-map 8877  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-sup 9461  df-inf 9462  df-oi 9531  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-xnn0 12707  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-rp 13148  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-fl 13959  df-mod 14037  df-seq 14172  df-exp 14232  df-hash 14502  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-clim 15684  df-sum 15883  df-dvds 16452  df-gcd 16694  df-phi 16972  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-starv 17472  df-sca 17473  df-vsca 17474  df-ip 17475  df-tset 17476  df-ple 17477  df-ds 17479  df-unif 17480  df-0g 17641  df-imas 17709  df-qus 17710  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-mhm 19007  df-grp 19176  df-minusg 19177  df-sbg 19178  df-mulg 19307  df-subg 19362  df-nsg 19363  df-eqg 19364  df-ghm 19457  df-cmn 20026  df-abl 20027  df-mgp 20391  df-rng 20405  df-ur 20438  df-ring 20491  df-cring 20492  df-oppr 20597  df-dvdsr 20617  df-unit 20618  df-invr 20648  df-rhm 20732  df-subrng 20828  df-subrg 20852  df-lmod 21167  df-lss 21237  df-lsp 21277  df-sra 21478  df-rgmod 21479  df-lidl 21516  df-rsp 21517  df-2idl 21573  df-cnfld 21709  df-zring 21783  df-zrh 21839  df-zn 21842  df-dchr 27590
This theorem is used by:  dchrsum  27626
  Copyright terms: Public domain W3C validator