MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fsumm1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fsumm1 15926
Description: Separate out the last term in a finite sum. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumm1.1 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
fsumm1.2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
fsumm1.3 (𝑘 = 𝑁 → 𝐴 = 𝐵)
Assertion
Ref Expression
fsumm1 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))𝐴 + 𝐵))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑘   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘
Allowed substitution hint:   𝐴(𝑘)

Proof of Theorem fsumm1
StepHypRef Expression
1 fsumm1.1 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
2 eluzelz 12982 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
31, 2syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
4 fzsn 13707 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁...𝑁) = {𝑁})
53, 4syl 18 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁...𝑁) = {𝑁})
65ineq2d 4116 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∩ (𝑁...𝑁)) = ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∩ {𝑁}))
73zred 12810 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
87ltm1d 12256 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 − 1) < 𝑁)
9 fzdisj 13692 . . . . 5 ((𝑁 − 1) < 𝑁 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∩ (𝑁...𝑁)) = ∅)
108, 9syl 18 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∩ (𝑁...𝑁)) = ∅)
116, 10eqtr3d 2797 . . 3 (𝜑 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∩ {𝑁}) = ∅)
12 eluzel2 12977 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑀 ∈ ℤ)
131, 12syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
14 peano2zm 12746 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℤ → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
1513, 14syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
1613zcnd 12811 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
17 ax-1cn 11265 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℂ
18 npcan 11573 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑀 − 1) + 1) = 𝑀)
1916, 17, 18sylancl 598 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑀 − 1) + 1) = 𝑀)
2019fveq2d 6894 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℤ≥‘((𝑀 − 1) + 1)) = (ℤ≥‘𝑀))
211, 20eleqtrrd 2863 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘((𝑀 − 1) + 1)))
22 eluzp1m1 12998 . . . . . . 7 (((𝑀 − 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘((𝑀 − 1) + 1))) → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 1)))
2315, 21, 22syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 1)))
24 fzsuc2 13723 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑁 − 1) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 1))) → (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)) = ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {((𝑁 − 1) + 1)}))
2513, 23, 24syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)) = ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {((𝑁 − 1) + 1)}))
263zcnd 12811 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
27 npcan 11573 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2826, 17, 27sylancl 598 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2928oveq2d 7440 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀...((𝑁 − 1) + 1)) = (𝑀...𝑁))
3025, 29eqtr3d 2797 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {((𝑁 − 1) + 1)}) = (𝑀...𝑁))
3128sneqd 4592 . . . . 5 (𝜑 → {((𝑁 − 1) + 1)} = {𝑁})
3231uneq2d 4166 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {((𝑁 − 1) + 1)}) = ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {𝑁}))
3330, 32eqtr3d 2797 . . 3 (𝜑 → (𝑀...𝑁) = ((𝑀...(𝑁 − 1)) ∪ {𝑁}))
34 fzfid 14123 . . 3 (𝜑 → (𝑀...𝑁) ∈ Fin)
35 fsumm1.2 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
3611, 33, 34, 35fsumsplit 15916 . 2 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))𝐴 + Σ𝑘 ∈ {𝑁}𝐴))
37 fsumm1.3 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑁 → 𝐴 = 𝐵)
3837eleq1d 2845 . . . . 5 (𝑘 = 𝑁 → (𝐴 ∈ ℂ ↔ 𝐵 ∈ ℂ))
3935ralrimiva 3154 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 ∈ ℂ)
40 eluzfz2 13672 . . . . . 6 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
411, 40syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
4238, 39, 41rspcdva 3577 . . . 4 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
4337sumsn 15921 . . . 4 ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ {𝑁}𝐴 = 𝐵)
441, 42, 43syl2anc 596 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ {𝑁}𝐴 = 𝐵)
4544oveq2d 7440 . 2 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))𝐴 + Σ𝑘 ∈ {𝑁}𝐴) = (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))𝐴 + 𝐵))
4636, 45eqtrd 2795 1 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = (Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))𝐴 + 𝐵))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ∩ cin 4088   ∪ cun 4148  ∅c0 4277  {csn 4584   class class class wbr 5102  ‘cfv 6543  (class class class)co 7424  ℂcc 11205  1c1 11208   + caddc 11210   < clt 11350   − cmin 11548  ℤcz 12700  ℤ≥cuz 12972  ...cfz 13646  Σcsu 15862
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 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-inf2 9649  ax-cnex 11263  ax-resscn 11264  ax-1cn 11265  ax-icn 11266  ax-addcl 11267  ax-addrcl 11268  ax-mulcl 11269  ax-mulrcl 11270  ax-mulcom 11271  ax-addass 11272  ax-mulass 11273  ax-distr 11274  ax-i2m1 11275  ax-1ne0 11276  ax-1rid 11277  ax-rnegex 11278  ax-rrecex 11279  ax-cnre 11280  ax-pre-lttri 11281  ax-pre-lttrn 11282  ax-pre-ltadd 11283  ax-pre-mulgt0 11284  ax-pre-sup 11285
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 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6307  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6497  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-om 7882  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8387  df-rdg 8426  df-1o 8484  df-er 8725  df-en 8982  df-dom 8983  df-sdom 8984  df-fin 8985  df-sup 9441  df-oi 9511  df-card 10027  df-pnf 11352  df-mnf 11353  df-xr 11354  df-ltxr 11355  df-le 11356  df-sub 11550  df-neg 11551  df-div 11981  df-nn 12343  df-2 12412  df-3 12413  df-n0 12614  df-z 12701  df-uz 12973  df-rp 13128  df-fz 13647  df-fzo 13796  df-seq 14152  df-exp 14212  df-hash 14482  df-cj 15275  df-re 15276  df-im 15277  df-sqrt 15411  df-abs 15412  df-clim 15664  df-sum 15863
This theorem is used by:  fzosump1  15927  fsump1  15931  telfsumo  15978  fsumparts  15982  binom1dif  16011  pwdif  16046  bpolysum  16228  bpolydiflem  16229  pwp1fsum  16570  prmreclem4  17106  ovolicc2lem4  25850  dvfsumlem1  26355  abelthlem6  26772  log2ublem2  27284  harmonicbnd4  27347  ftalem1  27409  ftalem5  27413  chpp1  27491  1sgmprm  27535  chtublem  27547  logdivbnd  27892  pntrlog2bndlem1  27913  knoppndvlem15  37516  mettrifi  38828  sticksstones12a  43344  sticksstones12  43345  fzosumm1  43438  fz1sump1  43504  stoweidlem17  47163  nnsum4primeseven  49034  nnsum4primesevenALTV  49035
  Copyright terms: Public domain W3C validator