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

Theorem efnnfsumcl 27066
Description: Finite sum closure in the log-integers. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
efnnfsumcl.1 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
efnnfsumcl.2 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
efnnfsumcl.3 ((𝜑𝑘𝐴) → (exp‘𝐵) ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
efnnfsumcl (𝜑 → (exp‘Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ ℕ)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝜑,𝑘
Allowed substitution hint:   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem efnnfsumcl
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ssrab2 4021 . . . . 5 {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ⊆ ℝ
2 ax-resscn 11095 . . . . 5 ℝ ⊆ ℂ
31, 2sstri 3932 . . . 4 {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ⊆ ℂ
43a1i 11 . . 3 (𝜑 → {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ⊆ ℂ)
5 fveq2 6841 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (exp‘𝑥) = (exp‘𝑦))
65eleq1d 2822 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ (exp‘𝑦) ∈ ℕ))
76elrab 3635 . . . . 5 (𝑦 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ))
8 fveq2 6841 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → (exp‘𝑥) = (exp‘𝑧))
98eleq1d 2822 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑧 → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ (exp‘𝑧) ∈ ℕ))
109elrab 3635 . . . . 5 (𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ))
11 fveq2 6841 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → (exp‘𝑥) = (exp‘(𝑦 + 𝑧)))
1211eleq1d 2822 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ (exp‘(𝑦 + 𝑧)) ∈ ℕ))
13 simpll 767 . . . . . . 7 (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → 𝑦 ∈ ℝ)
14 simprl 771 . . . . . . 7 (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → 𝑧 ∈ ℝ)
1513, 14readdcld 11174 . . . . . 6 (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → (𝑦 + 𝑧) ∈ ℝ)
1613recnd 11173 . . . . . . . 8 (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
1714recnd 11173 . . . . . . . 8 (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → 𝑧 ∈ ℂ)
18 efadd 16059 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (exp‘(𝑦 + 𝑧)) = ((exp‘𝑦) · (exp‘𝑧)))
1916, 17, 18syl2anc 585 . . . . . . 7 (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → (exp‘(𝑦 + 𝑧)) = ((exp‘𝑦) · (exp‘𝑧)))
20 nnmulcl 12198 . . . . . . . 8 (((exp‘𝑦) ∈ ℕ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ) → ((exp‘𝑦) · (exp‘𝑧)) ∈ ℕ)
2120ad2ant2l 747 . . . . . . 7 (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → ((exp‘𝑦) · (exp‘𝑧)) ∈ ℕ)
2219, 21eqeltrd 2837 . . . . . 6 (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → (exp‘(𝑦 + 𝑧)) ∈ ℕ)
2312, 15, 22elrabd 3637 . . . . 5 (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → (𝑦 + 𝑧) ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
247, 10, 23syl2anb 599 . . . 4 ((𝑦 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ∧ 𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ}) → (𝑦 + 𝑧) ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
2524adantl 481 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ∧ 𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})) → (𝑦 + 𝑧) ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
26 efnnfsumcl.1 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
27 fveq2 6841 . . . . 5 (𝑥 = 𝐵 → (exp‘𝑥) = (exp‘𝐵))
2827eleq1d 2822 . . . 4 (𝑥 = 𝐵 → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ (exp‘𝐵) ∈ ℕ))
29 efnnfsumcl.2 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
30 efnnfsumcl.3 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐴) → (exp‘𝐵) ∈ ℕ)
3128, 29, 30elrabd 3637 . . 3 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
32 0re 11146 . . . . 5 0 ∈ ℝ
33 1nn 12185 . . . . 5 1 ∈ ℕ
34 fveq2 6841 . . . . . . . 8 (𝑥 = 0 → (exp‘𝑥) = (exp‘0))
35 ef0 16056 . . . . . . . 8 (exp‘0) = 1
3634, 35eqtrdi 2788 . . . . . . 7 (𝑥 = 0 → (exp‘𝑥) = 1)
3736eleq1d 2822 . . . . . 6 (𝑥 = 0 → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ 1 ∈ ℕ))
3837elrab 3635 . . . . 5 (0 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ↔ (0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℕ))
3932, 33, 38mpbir2an 712 . . . 4 0 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ}
4039a1i 11 . . 3 (𝜑 → 0 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
414, 25, 26, 31, 40fsumcllem 15694 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 𝐵 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
42 fveq2 6841 . . . . 5 (𝑥 = Σ𝑘𝐴 𝐵 → (exp‘𝑥) = (exp‘Σ𝑘𝐴 𝐵))
4342eleq1d 2822 . . . 4 (𝑥 = Σ𝑘𝐴 𝐵 → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ (exp‘Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ ℕ))
4443elrab 3635 . . 3 𝑘𝐴 𝐵 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ↔ (Σ𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℝ ∧ (exp‘Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ ℕ))
4544simprbi 497 . 2 𝑘𝐴 𝐵 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} → (exp‘Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ ℕ)
4641, 45syl 17 1 (𝜑 → (exp‘Σ𝑘𝐴 𝐵) ∈ ℕ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1542  wcel 2114  {crab 3390  wss 3890  cfv 6499  (class class class)co 7367  Fincfn 8893  cc 11036  cr 11037  0cc0 11038  1c1 11039   + caddc 11041   · cmul 11043  cn 12174  Σcsu 15648  expce 16026
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-rep 5213  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5308  ax-pr 5376  ax-un 7689  ax-inf2 9562  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  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-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6266  df-ord 6327  df-on 6328  df-lim 6329  df-suc 6330  df-iota 6455  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-isom 6508  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-er 8643  df-pm 8776  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-sup 9355  df-inf 9356  df-oi 9425  df-card 9863  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-div 11808  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-n0 12438  df-z 12525  df-uz 12789  df-rp 12943  df-ico 13304  df-fz 13462  df-fzo 13609  df-fl 13751  df-seq 13964  df-exp 14024  df-fac 14236  df-bc 14265  df-hash 14293  df-shft 15029  df-cj 15061  df-re 15062  df-im 15063  df-sqrt 15197  df-abs 15198  df-limsup 15433  df-clim 15450  df-rlim 15451  df-sum 15649  df-ef 16032
This theorem is referenced by:  efchtcl  27074  efchpcl  27088
  Copyright terms: Public domain W3C validator