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

Theorem fsumiun 16000
Description: Sum over a disjoint indexed union. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Jul-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumiun.1 (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
fsumiun.2 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ Fin)
fsumiun.3 (𝜑 → Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
fsumiun.4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵)) → 𝐶 ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
fsumiun (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑘,𝐴   𝐵,𝑘   𝜑,𝑘,𝑥   𝑥,𝐶
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑘)

Proof of Theorem fsumiun
Dummy variables 𝑢 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ssid 3934 . 2 𝐴 ⊆ 𝐴
2 fsumiun.1 . . 3 (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
3 sseq1 3937 . . . . . 6 (𝑢 = ∅ → (𝑢 ⊆ 𝐴 ↔ ∅ ⊆ 𝐴))
4 iuneq1 4970 . . . . . . . . 9 (𝑢 = ∅ → ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵 = ∪ 𝑥 ∈ ∅ 𝐵)
5 0iun 5023 . . . . . . . . 9 ∪ 𝑥 ∈ ∅ 𝐵 = ∅
64, 5eqtrdi 2814 . . . . . . . 8 (𝑢 = ∅ → ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵 = ∅)
76sumeq1d 15879 . . . . . . 7 (𝑢 = ∅ → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐶)
8 sumeq1 15868 . . . . . . 7 (𝑢 = ∅ → Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = Σ𝑥 ∈ ∅ Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)
97, 8eqeq12d 2779 . . . . . 6 (𝑢 = ∅ → (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ↔ Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐶 = Σ𝑥 ∈ ∅ Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
103, 9imbi12d 347 . . . . 5 (𝑢 = ∅ → ((𝑢 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) ↔ (∅ ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐶 = Σ𝑥 ∈ ∅ Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)))
1110imbi2d 343 . . . 4 (𝑢 = ∅ → ((𝜑 → (𝑢 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)) ↔ (𝜑 → (∅ ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐶 = Σ𝑥 ∈ ∅ Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))))
12 sseq1 3937 . . . . . 6 (𝑢 = 𝑧 → (𝑢 ⊆ 𝐴 ↔ 𝑧 ⊆ 𝐴))
13 iuneq1 4970 . . . . . . . 8 (𝑢 = 𝑧 → ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵 = ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵)
1413sumeq1d 15879 . . . . . . 7 (𝑢 = 𝑧 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶)
15 sumeq1 15868 . . . . . . 7 (𝑢 = 𝑧 → Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)
1614, 15eqeq12d 2779 . . . . . 6 (𝑢 = 𝑧 → (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ↔ Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
1712, 16imbi12d 347 . . . . 5 (𝑢 = 𝑧 → ((𝑢 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) ↔ (𝑧 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)))
1817imbi2d 343 . . . 4 (𝑢 = 𝑧 → ((𝜑 → (𝑢 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)) ↔ (𝜑 → (𝑧 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))))
19 sseq1 3937 . . . . . 6 (𝑢 = (𝑧 ∪ {𝑤}) → (𝑢 ⊆ 𝐴 ↔ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴))
20 iuneq1 4970 . . . . . . . 8 (𝑢 = (𝑧 ∪ {𝑤}) → ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵 = ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵)
2120sumeq1d 15879 . . . . . . 7 (𝑢 = (𝑧 ∪ {𝑤}) → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶)
22 sumeq1 15868 . . . . . . 7 (𝑢 = (𝑧 ∪ {𝑤}) → Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)
2321, 22eqeq12d 2779 . . . . . 6 (𝑢 = (𝑧 ∪ {𝑤}) → (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ↔ Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
2419, 23imbi12d 347 . . . . 5 (𝑢 = (𝑧 ∪ {𝑤}) → ((𝑢 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) ↔ ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)))
2524imbi2d 343 . . . 4 (𝑢 = (𝑧 ∪ {𝑤}) → ((𝜑 → (𝑢 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)) ↔ (𝜑 → ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))))
26 sseq1 3937 . . . . . 6 (𝑢 = 𝐴 → (𝑢 ⊆ 𝐴 ↔ 𝐴 ⊆ 𝐴))
27 iuneq1 4970 . . . . . . . 8 (𝑢 = 𝐴 → ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵 = ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
2827sumeq1d 15879 . . . . . . 7 (𝑢 = 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵𝐶)
29 sumeq1 15868 . . . . . . 7 (𝑢 = 𝐴 → Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)
3028, 29eqeq12d 2779 . . . . . 6 (𝑢 = 𝐴 → (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ↔ Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
3126, 30imbi12d 347 . . . . 5 (𝑢 = 𝐴 → ((𝑢 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) ↔ (𝐴 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)))
3231imbi2d 343 . . . 4 (𝑢 = 𝐴 → ((𝜑 → (𝑢 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑢 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑢 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)) ↔ (𝜑 → (𝐴 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))))
33 sum0 15899 . . . . . 6 Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐶 = 0
34 sum0 15899 . . . . . 6 Σ𝑥 ∈ ∅ Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = 0
3533, 34eqtr4i 2789 . . . . 5 Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐶 = Σ𝑥 ∈ ∅ Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶
36352a1i 12 . . . 4 (𝜑 → (∅ ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐶 = Σ𝑥 ∈ ∅ Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
37 id 23 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴)
3837unssad 4193 . . . . . . . . 9 ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → 𝑧 ⊆ 𝐴)
3938imim1i 64 . . . . . . . 8 ((𝑧 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) → ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
40 oveq1 7434 . . . . . . . . . . 11 (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 → (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 + Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶) = (Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 + Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶))
41 nfcv 2925 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Ⅎ𝑧𝐵
42 nfcsb1v 3874 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Ⅎ𝑥⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵
43 csbeq1a 3864 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑧 → 𝐵 = ⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵)
4441, 42, 43cbviun 4995 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ∪ 𝑥 ∈ {𝑤}𝐵 = ∪ 𝑧 ∈ {𝑤}⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵
45 vex 3457 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑤 ∈ V
46 csbeq1 3853 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 = 𝑤 → ⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵 = ⦋𝑤 / 𝑥⦌𝐵)
4745, 46iunxsn 5053 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ∪ 𝑧 ∈ {𝑤}⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵 = ⦋𝑤 / 𝑥⦌𝐵
4844, 47eqtri 2786 . . . . . . . . . . . . . . 15 ∪ 𝑥 ∈ {𝑤}𝐵 = ⦋𝑤 / 𝑥⦌𝐵
4948ineq2i 4116 . . . . . . . . . . . . . 14 (∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵 ∩ ∪ 𝑥 ∈ {𝑤}𝐵) = (∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵 ∩ ⦋𝑤 / 𝑥⦌𝐵)
50 fsumiun.3 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
5150ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
5238adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → 𝑧 ⊆ 𝐴)
53 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴)
5453unssbd 4194 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → {𝑤} ⊆ 𝐴)
55 simplr 781 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → ¬ 𝑤 ∈ 𝑧)
56 disjsn 4671 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑧 ∩ {𝑤}) = ∅ ↔ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧)
5755, 56sylibr 237 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (𝑧 ∩ {𝑤}) = ∅)
58 disjiun 5093 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∧ (𝑧 ⊆ 𝐴 ∧ {𝑤} ⊆ 𝐴 ∧ (𝑧 ∩ {𝑤}) = ∅)) → (∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵 ∩ ∪ 𝑥 ∈ {𝑤}𝐵) = ∅)
5951, 52, 54, 57, 58syl13anc 1399 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵 ∩ ∪ 𝑥 ∈ {𝑤}𝐵) = ∅)
6049, 59eqtr3id 2812 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵 ∩ ⦋𝑤 / 𝑥⦌𝐵) = ∅)
61 iunxun 5056 . . . . . . . . . . . . . . 15 ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵 = (∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵 ∪ ∪ 𝑥 ∈ {𝑤}𝐵)
6248uneq2i 4166 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵 ∪ ∪ 𝑥 ∈ {𝑤}𝐵) = (∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵 ∪ ⦋𝑤 / 𝑥⦌𝐵)
6361, 62eqtri 2786 . . . . . . . . . . . . . 14 ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵 = (∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵 ∪ ⦋𝑤 / 𝑥⦌𝐵)
6463a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵 = (∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵 ∪ ⦋𝑤 / 𝑥⦌𝐵))
652ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → 𝐴 ∈ Fin)
6665, 53ssfid 9271 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (𝑧 ∪ {𝑤}) ∈ Fin)
67 fsumiun.2 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ Fin)
6867ralrimiva 3157 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin)
6968ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin)
70 ssralv 3981 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin → ∀𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵 ∈ Fin))
7153, 69, 70sylc 66 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → ∀𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵 ∈ Fin)
72 iunfi 9343 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑧 ∪ {𝑤}) ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵 ∈ Fin) → ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵 ∈ Fin)
7366, 71, 72syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵 ∈ Fin)
74 iunss1 4968 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵 ⊆ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
7574adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵 ⊆ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
7675sselda 3912 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵) → 𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
77 eliun 4957 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑘 ∈ 𝐵)
78 fsumiun.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵)) → 𝐶 ∈ ℂ)
7978rexlimdvaa 3167 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑘 ∈ 𝐵 → 𝐶 ∈ ℂ))
8079ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑘 ∈ 𝐵 → 𝐶 ∈ ℂ))
8177, 80biimtrid 245 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 → 𝐶 ∈ ℂ))
8281imp 412 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
8376, 82syldan 603 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
8460, 64, 73, 83fsumsplit 15919 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 + Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶))
85 eqidd 2764 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (𝑧 ∪ {𝑤}) = (𝑧 ∪ {𝑤}))
8653sselda 3912 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})) → 𝑥 ∈ 𝐴)
8778anassrs 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
8867, 87fsumcl 15911 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ ℂ)
8988ralrimiva 3157 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ ℂ)
9089ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ ℂ)
9190r19.21bi 3257 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ ℂ)
9286, 91syldan 603 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})) → Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ ℂ)
9357, 85, 66, 92fsumsplit 15919 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = (Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 + Σ𝑥 ∈ {𝑤}Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
9443sumeq1d 15879 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑧 → Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑧 / 𝑥⦌𝐵𝐶)
95 nfcv 2925 . . . . . . . . . . . . . . . 16 Ⅎ𝑧Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶
96 nfcv 2925 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Ⅎ𝑥𝐶
9742, 96nfsum 15870 . . . . . . . . . . . . . . . 16 Ⅎ𝑥Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑧 / 𝑥⦌𝐵𝐶
9894, 95, 97cbvsum 15874 . . . . . . . . . . . . . . 15 Σ𝑥 ∈ {𝑤}Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = Σ𝑧 ∈ {𝑤}Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑧 / 𝑥⦌𝐵𝐶
9945snss 4744 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑤 ∈ 𝐴 ↔ {𝑤} ⊆ 𝐴)
10054, 99sylibr 237 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → 𝑤 ∈ 𝐴)
101 nfcsb1v 3874 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Ⅎ𝑥⦋𝑤 / 𝑥⦌𝐵
102101, 96nfsum 15870 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Ⅎ𝑥Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶
103102nfel1 2941 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Ⅎ𝑥Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶 ∈ ℂ
104 csbeq1a 3864 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑥 = 𝑤 → 𝐵 = ⦋𝑤 / 𝑥⦌𝐵)
105104sumeq1d 15879 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 = 𝑤 → Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶)
106105eleq1d 2848 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 = 𝑤 → (Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ ℂ ↔ Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶 ∈ ℂ))
107103, 106rspc 3567 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 ∈ 𝐴 → (∀𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ ℂ → Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶 ∈ ℂ))
108100, 90, 107sylc 66 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶 ∈ ℂ)
10946sumeq1d 15879 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 = 𝑤 → Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑧 / 𝑥⦌𝐵𝐶 = Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶)
110109sumsn 15924 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑤 ∈ V ∧ Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶 ∈ ℂ) → Σ𝑧 ∈ {𝑤}Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑧 / 𝑥⦌𝐵𝐶 = Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶)
11145, 108, 110sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → Σ𝑧 ∈ {𝑤}Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑧 / 𝑥⦌𝐵𝐶 = Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶)
11298, 111eqtrid 2810 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → Σ𝑥 ∈ {𝑤}Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶)
113112oveq2d 7443 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 + Σ𝑥 ∈ {𝑤}Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) = (Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 + Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶))
11493, 113eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 = (Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 + Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶))
11584, 114eqeq12d 2779 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 ↔ (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 + Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶) = (Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 + Σ𝑘 ∈ ⦋ 𝑤 / 𝑥⦌𝐵𝐶)))
11640, 115imbitrrid 249 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) ∧ (𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴) → (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
117116ex 418 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) → ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → (Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)))
118117a2d 30 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) → (((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) → ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)))
11939, 118syl5 35 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) → ((𝑧 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) → ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)))
120119expcom 419 . . . . . 6 (¬ 𝑤 ∈ 𝑧 → (𝜑 → ((𝑧 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶) → ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))))
121120a2d 30 . . . . 5 (¬ 𝑤 ∈ 𝑧 → ((𝜑 → (𝑧 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)) → (𝜑 → ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))))
122121adantl 487 . . . 4 ((𝑧 ∈ Fin ∧ ¬ 𝑤 ∈ 𝑧) → ((𝜑 → (𝑧 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝑧 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝑧 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)) → (𝜑 → ((𝑧 ∪ {𝑤}) ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ (𝑧 ∪ {𝑤})Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))))
12311, 18, 25, 32, 36, 122findcard2s 9192 . . 3 (𝐴 ∈ Fin → (𝜑 → (𝐴 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)))
1242, 123mpcom 39 . 2 (𝜑 → (𝐴 ⊆ 𝐴 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶))
1251, 124mpi 21 1 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵𝐶 = Σ𝑥 ∈ 𝐴 Σ𝑘 ∈ 𝐵 𝐶)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2146  ∀wral 3079  ∃wrex 3089  Vcvv 3453  ⦋csb 3850   ⊆ wss 3899   ∩ cin 4091   ∪ cun 4151  ∅c0 4280  {csn 4587  ∪ ciun 4953  Disj wdisj 5072  (class class class)co 7427  Fincfn 8984  ℂcc 11208  0cc0 11210   + caddc 11213  Σcsu 15865
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5262  ax-pow 5330  ax-pr 5394  ax-un 7758  ax-inf2 9652  ax-cnex 11266  ax-resscn 11267  ax-1cn 11268  ax-icn 11269  ax-addcl 11270  ax-addrcl 11271  ax-mulcl 11272  ax-mulrcl 11273  ax-mulcom 11274  ax-addass 11275  ax-mulass 11276  ax-distr 11277  ax-i2m1 11278  ax-1ne0 11279  ax-1rid 11280  ax-rnegex 11281  ax-rrecex 11282  ax-cnre 11283  ax-pre-lttri 11284  ax-pre-lttrn 11285  ax-pre-ltadd 11286  ax-pre-mulgt0 11287  ax-pre-sup 11288
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3455  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-ss 3900  df-pss 4016  df-dif 4049  df-in 4093  df-un 4153  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4838  df-uni 4870  df-int 4910  df-iun 4955  df-disj 5073  df-br 5106  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5549  df-eprel 5554  df-po 5562  df-so 5563  df-fr 5607  df-se 5608  df-we 5609  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6310  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6500  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-isom 6555  df-riota 7384  df-ov 7430  df-oprab 7431  df-mpo 7432  df-om 7885  df-1st 8008  df-2nd 8009  df-frecs 8310  df-wrecs 8341  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8487  df-er 8728  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-sup 9444  df-oi 9514  df-card 10030  df-pnf 11355  df-mnf 11356  df-xr 11357  df-ltxr 11358  df-le 11359  df-sub 11553  df-neg 11554  df-div 11984  df-nn 12346  df-2 12415  df-3 12416  df-n0 12617  df-z 12704  df-uz 12976  df-rp 13131  df-fz 13650  df-fzo 13799  df-seq 14155  df-exp 14215  df-hash 14485  df-cj 15278  df-re 15279  df-im 15280  df-sqrt 15414  df-abs 15415  df-clim 15667  df-sum 15866
This theorem is used by:  hashiun  16001  incexc2  16019  musum  27530  breprexplema  35312  fsumiunss  46726
  Copyright terms: Public domain W3C validator