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

Theorem fsumrev 14892
Description: Reversal of a finite sum. (Contributed by NM, 26-Nov-2005.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumrev.1 (𝜑𝐾 ∈ ℤ)
fsumrev.2 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
fsumrev.3 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
fsumrev.4 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
fsumrev.5 (𝑗 = (𝐾𝑘) → 𝐴 = 𝐵)
Assertion
Ref Expression
fsumrev (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = Σ𝑘 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))𝐵)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑗   𝑗,𝑘,𝐾   𝑗,𝑀,𝑘   𝑗,𝑁,𝑘   𝜑,𝑗,𝑘
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑗)   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem fsumrev
StepHypRef Expression
1 fsumrev.5 . 2 (𝑗 = (𝐾𝑘) → 𝐴 = 𝐵)
2 fzfid 13074 . 2 (𝜑 → ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∈ Fin)
3 eqid 2825 . . 3 (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗)) = (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗))
4 ovexd 6944 . . 3 ((𝜑𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))) → (𝐾𝑗) ∈ V)
5 ovexd 6944 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐾𝑘) ∈ V)
6 simprr 789 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑘 = (𝐾𝑗))
7 simprl 787 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)))
8 fsumrev.2 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
98adantr 474 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑀 ∈ ℤ)
10 fsumrev.3 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
1110adantr 474 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑁 ∈ ℤ)
12 fsumrev.1 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐾 ∈ ℤ)
1312adantr 474 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝐾 ∈ ℤ)
14 elfzelz 12642 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) → 𝑗 ∈ ℤ)
157, 14syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑗 ∈ ℤ)
16 fzrev 12704 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ)) → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↔ (𝐾𝑗) ∈ (𝑀...𝑁)))
179, 11, 13, 15, 16syl22anc 872 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↔ (𝐾𝑗) ∈ (𝑀...𝑁)))
187, 17mpbid 224 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝐾𝑗) ∈ (𝑀...𝑁))
196, 18eqeltrd 2906 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁))
206oveq2d 6926 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝐾𝑘) = (𝐾 − (𝐾𝑗)))
21 zcn 11716 . . . . . . . 8 (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℂ)
22 zcn 11716 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ ℤ → 𝑗 ∈ ℂ)
23 nncan 10638 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝐾 − (𝐾𝑗)) = 𝑗)
2421, 22, 23syl2an 589 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝐾 − (𝐾𝑗)) = 𝑗)
2512, 15, 24syl2an2r 675 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝐾 − (𝐾𝑗)) = 𝑗)
2620, 25eqtr2d 2862 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑗 = (𝐾𝑘))
2719, 26jca 507 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘)))
28 simprr 789 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑗 = (𝐾𝑘))
29 simprl 787 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁))
308adantr 474 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑀 ∈ ℤ)
3110adantr 474 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑁 ∈ ℤ)
3212adantr 474 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝐾 ∈ ℤ)
33 elfzelz 12642 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) → 𝑘 ∈ ℤ)
3429, 33syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑘 ∈ ℤ)
35 fzrev2 12705 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝐾𝑘) ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))))
3630, 31, 32, 34, 35syl22anc 872 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝐾𝑘) ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))))
3729, 36mpbid 224 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝐾𝑘) ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)))
3828, 37eqeltrd 2906 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)))
3928oveq2d 6926 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝐾𝑗) = (𝐾 − (𝐾𝑘)))
40 zcn 11716 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℤ → 𝑘 ∈ ℂ)
41 nncan 10638 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℂ) → (𝐾 − (𝐾𝑘)) = 𝑘)
4221, 40, 41syl2an 589 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝐾 − (𝐾𝑘)) = 𝑘)
4312, 34, 42syl2an2r 675 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝐾 − (𝐾𝑘)) = 𝑘)
4439, 43eqtr2d 2862 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑘 = (𝐾𝑗))
4538, 44jca 507 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗)))
4627, 45impbida 835 . . 3 (𝜑 → ((𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗)) ↔ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))))
473, 4, 5, 46f1od 7150 . 2 (𝜑 → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗)):((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))–1-1-onto→(𝑀...𝑁))
48 oveq2 6918 . . . 4 (𝑗 = 𝑘 → (𝐾𝑗) = (𝐾𝑘))
49 ovex 6942 . . . 4 (𝐾𝑘) ∈ V
5048, 3, 49fvmpt 6533 . . 3 (𝑘 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) → ((𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗))‘𝑘) = (𝐾𝑘))
5150adantl 475 . 2 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))) → ((𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗))‘𝑘) = (𝐾𝑘))
52 fsumrev.4 . 2 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
531, 2, 47, 51, 52fsumf1o 14838 1 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = Σ𝑘 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))𝐵)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 198  wa 386   = wceq 1656  wcel 2164  Vcvv 3414  cmpt 4954  cfv 6127  (class class class)co 6910  cc 10257  cmin 10592  cz 11711  ...cfz 12626  Σcsu 14800
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1894  ax-4 1908  ax-5 2009  ax-6 2075  ax-7 2112  ax-8 2166  ax-9 2173  ax-10 2192  ax-11 2207  ax-12 2220  ax-13 2389  ax-ext 2803  ax-rep 4996  ax-sep 5007  ax-nul 5015  ax-pow 5067  ax-pr 5129  ax-un 7214  ax-inf2 8822  ax-cnex 10315  ax-resscn 10316  ax-1cn 10317  ax-icn 10318  ax-addcl 10319  ax-addrcl 10320  ax-mulcl 10321  ax-mulrcl 10322  ax-mulcom 10323  ax-addass 10324  ax-mulass 10325  ax-distr 10326  ax-i2m1 10327  ax-1ne0 10328  ax-1rid 10329  ax-rnegex 10330  ax-rrecex 10331  ax-cnre 10332  ax-pre-lttri 10333  ax-pre-lttrn 10334  ax-pre-ltadd 10335  ax-pre-mulgt0 10336  ax-pre-sup 10337
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 879  df-3or 1112  df-3an 1113  df-tru 1660  df-fal 1670  df-ex 1879  df-nf 1883  df-sb 2068  df-mo 2605  df-eu 2640  df-clab 2812  df-cleq 2818  df-clel 2821  df-nfc 2958  df-ne 3000  df-nel 3103  df-ral 3122  df-rex 3123  df-reu 3124  df-rmo 3125  df-rab 3126  df-v 3416  df-sbc 3663  df-csb 3758  df-dif 3801  df-un 3803  df-in 3805  df-ss 3812  df-pss 3814  df-nul 4147  df-if 4309  df-pw 4382  df-sn 4400  df-pr 4402  df-tp 4404  df-op 4406  df-uni 4661  df-int 4700  df-iun 4744  df-br 4876  df-opab 4938  df-mpt 4955  df-tr 4978  df-id 5252  df-eprel 5257  df-po 5265  df-so 5266  df-fr 5305  df-se 5306  df-we 5307  df-xp 5352  df-rel 5353  df-cnv 5354  df-co 5355  df-dm 5356  df-rn 5357  df-res 5358  df-ima 5359  df-pred 5924  df-ord 5970  df-on 5971  df-lim 5972  df-suc 5973  df-iota 6090  df-fun 6129  df-fn 6130  df-f 6131  df-f1 6132  df-fo 6133  df-f1o 6134  df-fv 6135  df-isom 6136  df-riota 6871  df-ov 6913  df-oprab 6914  df-mpt2 6915  df-om 7332  df-1st 7433  df-2nd 7434  df-wrecs 7677  df-recs 7739  df-rdg 7777  df-1o 7831  df-oadd 7835  df-er 8014  df-en 8229  df-dom 8230  df-sdom 8231  df-fin 8232  df-sup 8623  df-oi 8691  df-card 9085  df-pnf 10400  df-mnf 10401  df-xr 10402  df-ltxr 10403  df-le 10404  df-sub 10594  df-neg 10595  df-div 11017  df-nn 11358  df-2 11421  df-3 11422  df-n0 11626  df-z 11712  df-uz 11976  df-rp 12120  df-fz 12627  df-fzo 12768  df-seq 13103  df-exp 13162  df-hash 13418  df-cj 14223  df-re 14224  df-im 14225  df-sqrt 14359  df-abs 14360  df-clim 14603  df-sum 14801
This theorem is referenced by:  fsumrev2  14895  birthdaylem2  25099
  Copyright terms: Public domain W3C validator