Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  eulerpartlemv Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem eulerpartlemv 30894
Description: Lemma for eulerpart 30912. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Aug-2018.)
Hypothesis
Ref Expression
eulerpart.p 𝑃 = {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 ℕ) ∣ ((𝑓 “ ℕ) ∈ Fin ∧ Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝑓𝑘) · 𝑘) = 𝑁)}
Assertion
Ref Expression
eulerpartlemv (𝐴𝑃 ↔ (𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin ∧ Σ𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁))
Distinct variable groups:   𝑓,𝑘,𝐴   𝑓,𝑁,𝑘   𝑃,𝑘
Allowed substitution hint:   𝑃(𝑓)

Proof of Theorem eulerpartlemv
StepHypRef Expression
1 eulerpart.p . . 3 𝑃 = {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 ℕ) ∣ ((𝑓 “ ℕ) ∈ Fin ∧ Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝑓𝑘) · 𝑘) = 𝑁)}
21eulerpartleme 30893 . 2 (𝐴𝑃 ↔ (𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin ∧ Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁))
3 cnvimass 5669 . . . . . . . . 9 (𝐴 “ ℕ) ⊆ dom 𝐴
4 fdm 6233 . . . . . . . . 9 (𝐴:ℕ⟶ℕ0 → dom 𝐴 = ℕ)
53, 4syl5sseq 3815 . . . . . . . 8 (𝐴:ℕ⟶ℕ0 → (𝐴 “ ℕ) ⊆ ℕ)
6 simpl 474 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)) → 𝐴:ℕ⟶ℕ0)
75sselda 3763 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)) → 𝑘 ∈ ℕ)
86, 7ffvelrnd 6554 . . . . . . . . . 10 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)) → (𝐴𝑘) ∈ ℕ0)
97nnnn0d 11602 . . . . . . . . . 10 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
108, 9nn0mulcld 11607 . . . . . . . . 9 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)) → ((𝐴𝑘) · 𝑘) ∈ ℕ0)
1110nn0cnd 11604 . . . . . . . 8 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)) → ((𝐴𝑘) · 𝑘) ∈ ℂ)
12 simpr 477 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → 𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ)))
1312eldifad 3746 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → 𝑘 ∈ ℕ)
1412eldifbd 3747 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → ¬ 𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ))
15 simpl 474 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → 𝐴:ℕ⟶ℕ0)
16 ffn 6225 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴:ℕ⟶ℕ0𝐴 Fn ℕ)
17 elpreima 6531 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 Fn ℕ → (𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ) ↔ (𝑘 ∈ ℕ ∧ (𝐴𝑘) ∈ ℕ)))
1815, 16, 173syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → (𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ) ↔ (𝑘 ∈ ℕ ∧ (𝐴𝑘) ∈ ℕ)))
1914, 18mtbid 315 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → ¬ (𝑘 ∈ ℕ ∧ (𝐴𝑘) ∈ ℕ))
20 imnan 388 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ ℕ → ¬ (𝐴𝑘) ∈ ℕ) ↔ ¬ (𝑘 ∈ ℕ ∧ (𝐴𝑘) ∈ ℕ))
2119, 20sylibr 225 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → (𝑘 ∈ ℕ → ¬ (𝐴𝑘) ∈ ℕ))
2213, 21mpd 15 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → ¬ (𝐴𝑘) ∈ ℕ)
2315, 13ffvelrnd 6554 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → (𝐴𝑘) ∈ ℕ0)
24 elnn0 11544 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴𝑘) ∈ ℕ0 ↔ ((𝐴𝑘) ∈ ℕ ∨ (𝐴𝑘) = 0))
2523, 24sylib 209 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → ((𝐴𝑘) ∈ ℕ ∨ (𝐴𝑘) = 0))
26 orel1 912 . . . . . . . . . . 11 (¬ (𝐴𝑘) ∈ ℕ → (((𝐴𝑘) ∈ ℕ ∨ (𝐴𝑘) = 0) → (𝐴𝑘) = 0))
2722, 25, 26sylc 65 . . . . . . . . . 10 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → (𝐴𝑘) = 0)
2827oveq1d 6861 . . . . . . . . 9 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → ((𝐴𝑘) · 𝑘) = (0 · 𝑘))
2913nncnd 11296 . . . . . . . . . 10 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → 𝑘 ∈ ℂ)
3029mul02d 10492 . . . . . . . . 9 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → (0 · 𝑘) = 0)
3128, 30eqtrd 2799 . . . . . . . 8 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0𝑘 ∈ (ℕ ∖ (𝐴 “ ℕ))) → ((𝐴𝑘) · 𝑘) = 0)
32 nnuz 11928 . . . . . . . . . 10 ℕ = (ℤ‘1)
3332eqimssi 3821 . . . . . . . . 9 ℕ ⊆ (ℤ‘1)
3433a1i 11 . . . . . . . 8 (𝐴:ℕ⟶ℕ0 → ℕ ⊆ (ℤ‘1))
355, 11, 31, 34sumss 14754 . . . . . . 7 (𝐴:ℕ⟶ℕ0 → Σ𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)((𝐴𝑘) · 𝑘) = Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐴𝑘) · 𝑘))
3635eqcomd 2771 . . . . . 6 (𝐴:ℕ⟶ℕ0 → Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐴𝑘) · 𝑘) = Σ𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)((𝐴𝑘) · 𝑘))
3736adantr 472 . . . . 5 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin) → Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐴𝑘) · 𝑘) = Σ𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)((𝐴𝑘) · 𝑘))
3837eqeq1d 2767 . . . 4 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin) → (Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁 ↔ Σ𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁))
3938pm5.32i 570 . . 3 (((𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin) ∧ Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁) ↔ ((𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin) ∧ Σ𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁))
40 df-3an 1109 . . 3 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin ∧ Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁) ↔ ((𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin) ∧ Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁))
41 df-3an 1109 . . 3 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin ∧ Σ𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁) ↔ ((𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin) ∧ Σ𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁))
4239, 40, 413bitr4i 294 . 2 ((𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin ∧ Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁) ↔ (𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin ∧ Σ𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁))
432, 42bitri 266 1 (𝐴𝑃 ↔ (𝐴:ℕ⟶ℕ0 ∧ (𝐴 “ ℕ) ∈ Fin ∧ Σ𝑘 ∈ (𝐴 “ ℕ)((𝐴𝑘) · 𝑘) = 𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  wo 873  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  {crab 3059  cdif 3731  wss 3734  ccnv 5278  dom cdm 5279  cima 5282   Fn wfn 6065  wf 6066  cfv 6070  (class class class)co 6846  𝑚 cmap 8064  Fincfn 8164  0cc0 10193  1c1 10194   · cmul 10198  cn 11278  0cn0 11542  cuz 11891  Σcsu 14715
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7151  ax-inf2 8757  ax-cnex 10249  ax-resscn 10250  ax-1cn 10251  ax-icn 10252  ax-addcl 10253  ax-addrcl 10254  ax-mulcl 10255  ax-mulrcl 10256  ax-mulcom 10257  ax-addass 10258  ax-mulass 10259  ax-distr 10260  ax-i2m1 10261  ax-1ne0 10262  ax-1rid 10263  ax-rnegex 10264  ax-rrecex 10265  ax-cnre 10266  ax-pre-lttri 10267  ax-pre-lttrn 10268  ax-pre-ltadd 10269  ax-pre-mulgt0 10270
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-se 5239  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-isom 6079  df-riota 6807  df-ov 6849  df-oprab 6850  df-mpt2 6851  df-om 7268  df-1st 7370  df-2nd 7371  df-wrecs 7614  df-recs 7676  df-rdg 7714  df-1o 7768  df-oadd 7772  df-er 7951  df-map 8066  df-en 8165  df-dom 8166  df-sdom 8167  df-fin 8168  df-oi 8626  df-card 9020  df-pnf 10334  df-mnf 10335  df-xr 10336  df-ltxr 10337  df-le 10338  df-sub 10526  df-neg 10527  df-div 10943  df-nn 11279  df-2 11339  df-n0 11543  df-z 11629  df-uz 11892  df-rp 12034  df-fz 12539  df-fzo 12679  df-seq 13014  df-exp 13073  df-hash 13327  df-cj 14138  df-re 14139  df-im 14140  df-sqrt 14274  df-abs 14275  df-clim 14518  df-sum 14716
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator