Theorem efnnfsumcl 27340

Description: Finite sum closure in the log-integers. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Apr-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
efnnfsumcl.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
efnnfsumcl.2	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
efnnfsumcl.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (exp‘𝐵) ∈ ℕ)

Assertion

Ref	Expression
efnnfsumcl	⊢ (𝜑 → (exp‘Σ𝑘 ∈ 𝐴 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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ssrab2 4031	. . . . 5 ⊢ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ⊆ ℝ
2		ax-resscn 11184	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
3	1, 2	sstri 3943	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ⊆ ℂ
4	3	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ⊆ ℂ)
5		fveq2 6882	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (exp‘𝑥) = (exp‘𝑦))
6	5	eleq1d 2847	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ (exp‘𝑦) ∈ ℕ))
7	6	elrab 3648	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ))
8		fveq2 6882	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (exp‘𝑥) = (exp‘𝑧))
9	8	eleq1d 2847	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ (exp‘𝑧) ∈ ℕ))
10	9	elrab 3648	. . . . 5 ⊢ (𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ))
11		fveq2 6882	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → (exp‘𝑥) = (exp‘(𝑦 + 𝑧)))
12	11	eleq1d 2847	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ (exp‘(𝑦 + 𝑧)) ∈ ℕ))
13		simpll 779	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → 𝑦 ∈ ℝ)
14		simprl 783	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → 𝑧 ∈ ℝ)
15	13, 14	readdcld 11265	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → (𝑦 + 𝑧) ∈ ℝ)
16	13	recnd 11264	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
17	14	recnd 11264	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → 𝑧 ∈ ℂ)
18		efadd 16184	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (exp‘(𝑦 + 𝑧)) = ((exp‘𝑦) · (exp‘𝑧)))
19	16, 17, 18	syl2anc 596	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → (exp‘(𝑦 + 𝑧)) = ((exp‘𝑦) · (exp‘𝑧)))
20		nnmulcl 12284	. . . . . . . 8 ⊢ (((exp‘𝑦) ∈ ℕ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ) → ((exp‘𝑦) · (exp‘𝑧)) ∈ ℕ)
21	20	ad2ant2l 759	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → ((exp‘𝑦) · (exp‘𝑧)) ∈ ℕ)
22	19, 21	eqeltrd 2862	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → (exp‘(𝑦 + 𝑧)) ∈ ℕ)
23	12, 15, 22	elrabd 3650	. . . . 5 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → (𝑦 + 𝑧) ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
24	7, 10, 23	syl2anb 610	. . . 4 ⊢ ((𝑦 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ∧ 𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ}) → (𝑦 + 𝑧) ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
25	24	adantl 487	. . 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 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
27		fveq2 6882	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → (exp‘𝑥) = (exp‘𝐵))
28	27	eleq1d 2847	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ (exp‘𝐵) ∈ ℕ))
29		efnnfsumcl.2	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
30		efnnfsumcl.3	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (exp‘𝐵) ∈ ℕ)
31	28, 29, 30	elrabd 3650	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
32		0re 11237	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ ℝ
33		1nn 12271	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ ℕ
34		fveq2 6882	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 0 → (exp‘𝑥) = (exp‘0))
35		ef0 16181	. . . . . . . 8 ⊢ (exp‘0) = 1
36	34, 35	eqtrdi 2813	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 0 → (exp‘𝑥) = 1)
37	36	eleq1d 2847	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 0 → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ 1 ∈ ℕ))
38	37	elrab 3648	. . . . 5 ⊢ (0 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ↔ (0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℕ))
39	32, 33, 38	mpbir2an 724	. . . 4 ⊢ 0 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ}
40	39	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
41	4, 25, 26, 31, 40	fsumcllem 15820	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
42		fveq2 6882	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 → (exp‘𝑥) = (exp‘Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
43	42	eleq1d 2847	. . . 4 ⊢ (𝑥 = Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 → ((exp‘𝑥) ∈ ℕ ↔ (exp‘Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ ℕ))
44	43	elrab 3648	. . 3 ⊢ (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ↔ (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℝ ∧ (exp‘Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ ℕ))
45	44	simprbi 503	. 2 ⊢ (Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} → (exp‘Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ ℕ)
46	41, 45	syl 18	1 ⊢ (𝜑 → (exp‘Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) ∈ ℕ)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  {crab 3414   ⊆ wss 3902  ‘cfv 6537  (class class class)co 7416  Fincfn 8955  ℂcc 11125  ℝcr 11126  0cc0 11127  1c1 11128   + caddc 11130   · cmul 11132  ℕcn 12260  Σcsu 15775  expce 16151

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 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-inf2 9623  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204  ax-pre-sup 11205

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 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8458  df-er 8699  df-pm 8832  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-sup 9415  df-inf 9416  df-oi 9485  df-card 9947  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-div 11899  df-nn 12261  df-2 12330  df-3 12331  df-n0 12532  df-z 12619  df-uz 12891  df-rp 13045  df-ico 13406  df-fz 13564  df-fzo 13712  df-fl 13855  df-seq 14068  df-exp 14128  df-fac 14340  df-bc 14369  df-hash 14397  df-shft 15142  df-cj 15188  df-re 15189  df-im 15190  df-sqrt 15324  df-abs 15325  df-limsup 15560  df-clim 15577  df-rlim 15578  df-sum 15776  df-ef 16157

This theorem is used by:  efchtcl  27348  efchpcl  27362