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

Theorem fsumrev 15761
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 13974 . 2 (𝜑 → ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∈ Fin)
3 eqid 2725 . . 3 (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗)) = (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗))
4 ovexd 7454 . . 3 ((𝜑𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))) → (𝐾𝑗) ∈ V)
5 ovexd 7454 . . 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 479 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑀 ∈ ℤ)
10 fsumrev.3 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
1110adantr 479 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑁 ∈ ℤ)
12 fsumrev.1 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐾 ∈ ℤ)
1312adantr 479 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝐾 ∈ ℤ)
147elfzelzd 13537 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑗 ∈ ℤ)
15 fzrev 13599 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ)) → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↔ (𝐾𝑗) ∈ (𝑀...𝑁)))
169, 11, 13, 14, 15syl22anc 837 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↔ (𝐾𝑗) ∈ (𝑀...𝑁)))
177, 16mpbid 231 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝐾𝑗) ∈ (𝑀...𝑁))
186, 17eqeltrd 2825 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁))
196oveq2d 7435 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝐾𝑘) = (𝐾 − (𝐾𝑗)))
20 zcn 12596 . . . . . . . 8 (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℂ)
21 zcn 12596 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ ℤ → 𝑗 ∈ ℂ)
22 nncan 11521 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝐾 − (𝐾𝑗)) = 𝑗)
2320, 21, 22syl2an 594 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝐾 − (𝐾𝑗)) = 𝑗)
2412, 14, 23syl2an2r 683 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝐾 − (𝐾𝑗)) = 𝑗)
2519, 24eqtr2d 2766 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → 𝑗 = (𝐾𝑘))
2618, 25jca 510 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗))) → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘)))
27 simprr 771 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑗 = (𝐾𝑘))
28 simprl 769 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁))
298adantr 479 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑀 ∈ ℤ)
3010adantr 479 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑁 ∈ ℤ)
3112adantr 479 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝐾 ∈ ℤ)
3228elfzelzd 13537 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑘 ∈ ℤ)
33 fzrev2 13600 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ)) → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝐾𝑘) ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))))
3429, 30, 31, 32, 33syl22anc 837 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ (𝐾𝑘) ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))))
3528, 34mpbid 231 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝐾𝑘) ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)))
3627, 35eqeltrd 2825 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)))
3727oveq2d 7435 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝐾𝑗) = (𝐾 − (𝐾𝑘)))
38 zcn 12596 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℤ → 𝑘 ∈ ℂ)
39 nncan 11521 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℂ) → (𝐾 − (𝐾𝑘)) = 𝑘)
4020, 38, 39syl2an 594 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝐾 − (𝐾𝑘)) = 𝑘)
4112, 32, 40syl2an2r 683 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝐾 − (𝐾𝑘)) = 𝑘)
4237, 41eqtr2d 2766 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → 𝑘 = (𝐾𝑗))
4336, 42jca 510 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))) → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗)))
4426, 43impbida 799 . . 3 (𝜑 → ((𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ∧ 𝑘 = (𝐾𝑗)) ↔ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑗 = (𝐾𝑘))))
453, 4, 5, 44f1od 7673 . 2 (𝜑 → (𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗)):((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))–1-1-onto→(𝑀...𝑁))
46 oveq2 7427 . . . 4 (𝑗 = 𝑘 → (𝐾𝑗) = (𝐾𝑘))
47 ovex 7452 . . . 4 (𝐾𝑘) ∈ V
4846, 3, 47fvmpt 7004 . . 3 (𝑘 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) → ((𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗))‘𝑘) = (𝐾𝑘))
4948adantl 480 . 2 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))) → ((𝑗 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀)) ↦ (𝐾𝑗))‘𝑘) = (𝐾𝑘))
50 fsumrev.4 . 2 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
511, 2, 45, 49, 50fsumf1o 15705 1 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = Σ𝑘 ∈ ((𝐾𝑁)...(𝐾𝑀))𝐵)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 394   = wceq 1533  wcel 2098  Vcvv 3461  cmpt 5232  cfv 6549  (class class class)co 7419  cc 11138  cmin 11476  cz 12591  ...cfz 13519  Σcsu 15668
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7741  ax-inf2 9666  ax-cnex 11196  ax-resscn 11197  ax-1cn 11198  ax-icn 11199  ax-addcl 11200  ax-addrcl 11201  ax-mulcl 11202  ax-mulrcl 11203  ax-mulcom 11204  ax-addass 11205  ax-mulass 11206  ax-distr 11207  ax-i2m1 11208  ax-1ne0 11209  ax-1rid 11210  ax-rnegex 11211  ax-rrecex 11212  ax-cnre 11213  ax-pre-lttri 11214  ax-pre-lttrn 11215  ax-pre-ltadd 11216  ax-pre-mulgt0 11217  ax-pre-sup 11218
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2930  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3363  df-reu 3364  df-rab 3419  df-v 3463  df-sbc 3774  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3964  df-nul 4323  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4910  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-se 5634  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6307  df-ord 6374  df-on 6375  df-lim 6376  df-suc 6377  df-iota 6501  df-fun 6551  df-fn 6552  df-f 6553  df-f1 6554  df-fo 6555  df-f1o 6556  df-fv 6557  df-isom 6558  df-riota 7375  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7872  df-1st 7994  df-2nd 7995  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8392  df-rdg 8431  df-1o 8487  df-er 8725  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-sup 9467  df-oi 9535  df-card 9964  df-pnf 11282  df-mnf 11283  df-xr 11284  df-ltxr 11285  df-le 11286  df-sub 11478  df-neg 11479  df-div 11904  df-nn 12246  df-2 12308  df-3 12309  df-n0 12506  df-z 12592  df-uz 12856  df-rp 13010  df-fz 13520  df-fzo 13663  df-seq 14003  df-exp 14063  df-hash 14326  df-cj 15082  df-re 15083  df-im 15084  df-sqrt 15218  df-abs 15219  df-clim 15468  df-sum 15669
This theorem is referenced by:  fsumrev2  15764  birthdaylem2  26929
  Copyright terms: Public domain W3C validator