Theorem efnnfsumcl 27460

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 4008	. . . . 5 ⊢ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ⊆ ℝ
2		ax-resscn 11284	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
3	1, 2	sstri 3922	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ⊆ ℂ
4	3	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ} ⊆ ℂ)
5		fveq2 6908	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (exp‘𝑥) = (exp‘𝑦))
6	5	eleq1d 2849	. . . . . 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 6908	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (exp‘𝑥) = (exp‘𝑧))
9	8	eleq1d 2849	. . . . . 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 6908	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → (exp‘𝑥) = (exp‘(𝑦 + 𝑧)))
12	11	eleq1d 2849	. . . . . 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 11365	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → (𝑦 + 𝑧) ∈ ℝ)
16	13	recnd 11364	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
17	14	recnd 11364	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑦 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑦) ∈ ℕ) ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (exp‘𝑧) ∈ ℕ)) → 𝑧 ∈ ℂ)
18		efadd 16289	. . . . . . . 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 12386	. . . . . . . 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 2864	. . . . . 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 6908	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → (exp‘𝑥) = (exp‘𝐵))
28	27	eleq1d 2849	. . . 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 11337	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ ℝ
33		1nn 12373	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ ℕ
34		fveq2 6908	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 0 → (exp‘𝑥) = (exp‘0))
35		ef0 16286	. . . . . . . 8 ⊢ (exp‘0) = 1
36	34, 35	eqtrdi 2814	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 0 → (exp‘𝑥) = 1)
37	36	eleq1d 2849	. . . . . 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 15927	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (exp‘𝑥) ∈ ℕ})
42		fveq2 6908	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 → (exp‘𝑥) = (exp‘Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
43	42	eleq1d 2849	. . . 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 2147  {crab 3416   ⊆ wss 3900  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  Fincfn 9001  ℂcc 11225  ℝcr 11226  0cc0 11227  1c1 11228   + caddc 11230   · cmul 11232  ℕcn 12362  Σcsu 15882  expce 16256

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

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-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-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-er 8745  df-pm 8878  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-n0 12634  df-z 12721  df-uz 12993  df-rp 13148  df-ico 13509  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-fl 13959  df-seq 14172  df-exp 14232  df-fac 14445  df-bc 14474  df-hash 14502  df-shft 15249  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-limsup 15667  df-clim 15684  df-rlim 15685  df-sum 15883  df-ef 16262

This theorem is used by:  efchtcl  27468  efchpcl  27482