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

Theorem fsumrev 15136
 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 13344 . 2 (𝜑 → ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∈ Fin)
3 eqid 2823 . . 3 (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗)) = (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗))
4 ovexd 7193 . . 3 ((𝜑𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))) → (𝐾𝑗) ∈ V)
5 ovexd 7193 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐾𝑘) ∈ V)
6 simprr 771 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑘 = (𝐾𝑗))
7 simprl 769 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)))
8 fsumrev.2 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
98adantr 483 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑀 ∈ ℤ)
10 fsumrev.3 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
1110adantr 483 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑁 ∈ ℤ)
12 fsumrev.1 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐾 ∈ ℤ)
1312adantr 483 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝐾 ∈ ℤ)
14 elfzelz 12911 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) → 𝑗 ∈ ℤ)
157, 14syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑗 ∈ ℤ)
16 fzrev 12973 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ)) → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↔ (𝐾𝑗) ∈ (𝑀...𝑁)))
179, 11, 13, 15, 16syl22anc 836 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↔ (𝐾𝑗) ∈ (𝑀...𝑁)))
187, 17mpbid 234 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝐾𝑗) ∈ (𝑀...𝑁))
196, 18eqeltrd 2915 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁))
206oveq2d 7174 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝐾𝑘) = (𝐾 − (𝐾𝑗)))
21 zcn 11989 . . . . . . . 8 (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℂ)
22 zcn 11989 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ ℤ → 𝑗 ∈ ℂ)
23 nncan 10917 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝐾 − (𝐾𝑗)) = 𝑗)
2421, 22, 23syl2an 597 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝐾 − (𝐾𝑗)) = 𝑗)
2512, 15, 24syl2an2r 683 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝐾 − (𝐾𝑗)) = 𝑗)
2620, 25eqtr2d 2859 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑗 = (𝐾𝑘))
2719, 26jca 514 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘)))
28 simprr 771 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑗 = (𝐾𝑘))
29 simprl 769 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁))
308adantr 483 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑀 ∈ ℤ)
3110adantr 483 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑁 ∈ ℤ)
3212adantr 483 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝐾 ∈ ℤ)
33 elfzelz 12911 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) → 𝑘 ∈ ℤ)
3429, 33syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑘 ∈ ℤ)
35 fzrev2 12974 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝐾𝑘) ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))))
3630, 31, 32, 34, 35syl22anc 836 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝐾𝑘) ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))))
3729, 36mpbid 234 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝐾𝑘) ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)))
3828, 37eqeltrd 2915 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)))
3928oveq2d 7174 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝐾𝑗) = (𝐾 − (𝐾𝑘)))
40 zcn 11989 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℤ → 𝑘 ∈ ℂ)
41 nncan 10917 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℂ) → (𝐾 − (𝐾𝑘)) = 𝑘)
4221, 40, 41syl2an 597 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝐾 − (𝐾𝑘)) = 𝑘)
4312, 34, 42syl2an2r 683 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝐾 − (𝐾𝑘)) = 𝑘)
4439, 43eqtr2d 2859 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑘 = (𝐾𝑗))
4538, 44jca 514 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗)))
4627, 45impbida 799 . . 3 (𝜑 → ((𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗)) ↔ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))))
473, 4, 5, 46f1od 7399 . 2 (𝜑 → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗)):((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))–1-1-onto→(𝑀...𝑁))
48 oveq2 7166 . . . 4 (𝑗 = 𝑘 → (𝐾𝑗) = (𝐾𝑘))
49 ovex 7191 . . . 4 (𝐾𝑘) ∈ V
5048, 3, 49fvmpt 6770 . . 3 (𝑘 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) → ((𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗))‘𝑘) = (𝐾𝑘))
5150adantl 484 . 2 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))) → ((𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗))‘𝑘) = (𝐾𝑘))
52 fsumrev.4 . 2 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
531, 2, 47, 51, 52fsumf1o 15082 1 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = Σ𝑘 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))𝐵)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  Vcvv 3496   ↦ cmpt 5148  ‘cfv 6357  (class class class)co 7158  ℂcc 10537   − cmin 10872  ℤcz 11984  ...cfz 12895  Σcsu 15044 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-rep 5192  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-inf2 9106  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616  ax-pre-sup 10617 This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-int 4879  df-iun 4923  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-se 5517  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-isom 6366  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-1o 8104  df-oadd 8108  df-er 8291  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-fin 8515  df-sup 8908  df-oi 8976  df-card 9370  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-div 11300  df-nn 11641  df-2 11703  df-3 11704  df-n0 11901  df-z 11985  df-uz 12247  df-rp 12393  df-fz 12896  df-fzo 13037  df-seq 13373  df-exp 13433  df-hash 13694  df-cj 14460  df-re 14461  df-im 14462  df-sqrt 14596  df-abs 14597  df-clim 14847  df-sum 15045 This theorem is referenced by:  fsumrev2  15139  birthdaylem2  25532
 Copyright terms: Public domain W3C validator