Theorem fsumf1of 46216

Description: Re-index a finite sum using a bijection. Same as fsumf1o 15774, but using bound-variable hypotheses instead of distinct variable conditions. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
fsumf1of.1	⊢ Ⅎ𝑘𝜑
fsumf1of.2	⊢ Ⅎ𝑛𝜑
fsumf1of.3	⊢ (𝑘 = 𝐺 → 𝐵 = 𝐷)
fsumf1of.4	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Fin)
fsumf1of.5	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐶–1-1-onto→𝐴)
fsumf1of.6	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝐶) → (𝐹‘𝑛) = 𝐺)
fsumf1of.7	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)

Assertion

Ref	Expression
fsumf1of	⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 = Σ𝑛 ∈ 𝐶 𝐷)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑛   𝐶,𝑛   𝐷,𝑘   𝑛,𝐹   𝑘,𝐺   𝑘,𝑛

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘,𝑛)   𝐴(𝑛)   𝐵(𝑘)   𝐶(𝑘)   𝐷(𝑛)   𝐹(𝑘)   𝐺(𝑛)

Proof of Theorem fsumf1of

Dummy variables 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		csbeq1a 3875	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → 𝐵 = ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵)
2		nfcv 2931	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑖𝐵
3		nfcsb1v 3885	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵
4	1, 2, 3	cbvsum 15746	. . 3 ⊢ Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 = Σ𝑖 ∈ 𝐴 ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵
5	4	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 = Σ𝑖 ∈ 𝐴 ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵)
6		nfv 1941	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘 𝑖 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺
7		nfcv 2931	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷
8	3, 7	nfeq 2944	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷
9	6, 8	nfim 1923	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘(𝑖 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺 → ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷)
10		eqeq1 2773	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺 ↔ 𝑖 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺))
11	1	eqeq1d 2771	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷 ↔ ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷))
12	10, 11	imbi12d 347	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → ((𝑘 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺 → 𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷) ↔ (𝑖 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺 → ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷)))
13		nfcv 2931	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑛𝑘
14		nfcsb1v 3885	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑛⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺
15	13, 14	nfeq 2944	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑛 𝑘 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺
16		nfcv 2931	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑛𝐵
17		nfcsb1v 3885	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑛⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷
18	16, 17	nfeq 2944	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑛 𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷
19	15, 18	nfim 1923	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑛(𝑘 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺 → 𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷)
20		csbeq1a 3875	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → 𝐺 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺)
21	20	eqeq2d 2780	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → (𝑘 = 𝐺 ↔ 𝑘 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺))
22		csbeq1a 3875	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → 𝐷 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷)
23	22	eqeq2d 2780	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → (𝐵 = 𝐷 ↔ 𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷))
24	21, 23	imbi12d 347	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → ((𝑘 = 𝐺 → 𝐵 = 𝐷) ↔ (𝑘 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺 → 𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷)))
25		fsumf1of.3	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝐺 → 𝐵 = 𝐷)
26	19, 24, 25	chvarfv 2282	. . . 4 ⊢ (𝑘 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺 → 𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷)
27	9, 12, 26	chvarfv 2282	. . 3 ⊢ (𝑖 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺 → ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷)
28		fsumf1of.4	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Fin)
29		fsumf1of.5	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐶–1-1-onto→𝐴)
30		fsumf1of.2	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑛𝜑
31		nfv 1941	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑛 𝑗 ∈ 𝐶
32	30, 31	nfan 1926	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑛(𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐶)
33		nfcv 2931	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑛(𝐹‘𝑗)
34	33, 14	nfeq 2944	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑛(𝐹‘𝑗) = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺
35	32, 34	nfim 1923	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑛((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐶) → (𝐹‘𝑗) = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺)
36		eleq1w 2852	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → (𝑛 ∈ 𝐶 ↔ 𝑗 ∈ 𝐶))
37	36	anbi2d 641	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝐶) ↔ (𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐶)))
38		fveq2 6882	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → (𝐹‘𝑛) = (𝐹‘𝑗))
39	38, 20	eqeq12d 2785	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → ((𝐹‘𝑛) = 𝐺 ↔ (𝐹‘𝑗) = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺))
40	37, 39	imbi12d 347	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝐶) → (𝐹‘𝑛) = 𝐺) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐶) → (𝐹‘𝑗) = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺)))
41		fsumf1of.6	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝐶) → (𝐹‘𝑛) = 𝐺)
42	35, 40, 41	chvarfv 2282	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐶) → (𝐹‘𝑗) = ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐺)
43		fsumf1of.1	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘𝜑
44		nfv 1941	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘 𝑖 ∈ 𝐴
45	43, 44	nfan 1926	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘(𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐴)
46	3	nfel1 2947	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℂ
47	45, 46	nfim 1923	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐴) → ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℂ)
48		eleq1w 2852	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 ∈ 𝐴 ↔ 𝑖 ∈ 𝐴))
49	48	anbi2d 641	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐴)))
50	1	eleq1d 2854	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝐵 ∈ ℂ ↔ ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℂ))
51	49, 50	imbi12d 347	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐴) → ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℂ)))
52		fsumf1of.7	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
53	47, 51, 52	chvarfv 2282	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐴) → ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℂ)
54	27, 28, 29, 42, 53	fsumf1o 15774	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑖 ∈ 𝐴 ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐵 = Σ𝑗 ∈ 𝐶 ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷)
55		nfcv 2931	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑗𝐷
56	22, 55, 17	cbvsum 15746	. . . 4 ⊢ Σ𝑛 ∈ 𝐶 𝐷 = Σ𝑗 ∈ 𝐶 ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷
57	56	eqcomi 2778	. . 3 ⊢ Σ𝑗 ∈ 𝐶 ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷 = Σ𝑛 ∈ 𝐶 𝐷
58	57	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑗 ∈ 𝐶 ⦋𝑗 / 𝑛⦌𝐷 = Σ𝑛 ∈ 𝐶 𝐷)
59	5, 54, 58	3eqtrd 2808	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 = Σ𝑛 ∈ 𝐶 𝐷)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1567  Ⅎwnf 1810   ∈ wcel 2149  ⦋csb 3861  –1-1-onto→wf1o 6536  ‘cfv 6537  Fincfn 8943  ℂcc 11098  Σcsu 15737

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-inf2 9610  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-1cn 11158  ax-icn 11159  ax-addcl 11160  ax-addrcl 11161  ax-mulcl 11162  ax-mulrcl 11163  ax-mulcom 11164  ax-addass 11165  ax-mulass 11166  ax-distr 11167  ax-i2m1 11168  ax-1ne0 11169  ax-1rid 11170  ax-rnegex 11171  ax-rrecex 11172  ax-cnre 11173  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175  ax-pre-ltadd 11176  ax-pre-mulgt0 11177  ax-pre-sup 11178

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4877  df-int 4917  df-iun 4962  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-se 5616  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  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 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-er 8694  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-sup 9402  df-oi 9472  df-card 9925  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11872  df-nn 12234  df-2 12303  df-3 12304  df-n0 12505  df-z 12592  df-uz 12863  df-rp 13017  df-fz 13536  df-fzo 13683  df-seq 14038  df-exp 14098  df-hash 14367  df-cj 15150  df-re 15151  df-im 15152  df-sqrt 15286  df-abs 15287  df-clim 15539  df-sum 15738

This theorem is referenced by:  sge0f1o  47022