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

Theorem fsumvma 27555
Description: Rewrite a sum over the von Mangoldt function as a sum over prime powers. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumvma.1 (𝑥 = (𝑝↑𝑘) → 𝐵 = 𝐶)
fsumvma.2 (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
fsumvma.3 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℕ)
fsumvma.4 (𝜑 → 𝑃 ∈ Fin)
fsumvma.5 (𝜑 → ((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) ↔ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴)))
fsumvma.6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
fsumvma.7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0)) → 𝐵 = 0)
Assertion
Ref Expression
fsumvma (𝜑 → Σ𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 = Σ𝑝 ∈ 𝑃 Σ𝑘 ∈ 𝐾 𝐶)
Distinct variable groups:   𝑘,𝑝,𝑥,𝐴   𝑥,𝐶   𝑘,𝐾,𝑥   𝜑,𝑘,𝑝,𝑥   𝐵,𝑘,𝑝   𝑃,𝑘,𝑝,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑘, 𝑝)   𝐾(𝑝)

Proof of Theorem fsumvma
Dummy variables 𝑎 𝑧 𝑏 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fvexd 6911 . . . 4 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) ∈ V)
2 fveq2 6896 . . . . . . . 8 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) = (↑‘⟨𝑝, 𝑘⟩))
3 df-ov 7433 . . . . . . . 8 (𝑝↑𝑘) = (↑‘⟨𝑝, 𝑘⟩)
42, 3eqtr4di 2816 . . . . . . 7 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑧) = (𝑝↑𝑘))
54eqeq2d 2774 . . . . . 6 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (𝑥 = (↑‘𝑧) ↔ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)))
65biimpa 482 . . . . 5 ((𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ 𝑥 = (↑‘𝑧)) → 𝑥 = (𝑝↑𝑘))
7 fsumvma.1 . . . . 5 (𝑥 = (𝑝↑𝑘) → 𝐵 = 𝐶)
86, 7syl 18 . . . 4 ((𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ 𝑥 = (↑‘𝑧)) → 𝐵 = 𝐶)
91, 8csbied 3887 . . 3 (𝑧 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → ⦋(↑‘𝑧) / 𝑥⦌𝐵 = 𝐶)
10 fsumvma.4 . . 3 (𝜑 → 𝑃 ∈ Fin)
11 fsumvma.2 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
1211adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → 𝐴 ∈ Fin)
13 fsumvma.5 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) ↔ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴)))
1413biimpd 232 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴)))
1514impl 461 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) → ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴))
1615simprd 501 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) → (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴)
1716ex 418 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑘 ∈ 𝐾 → (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴))
1815simpld 500 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) → (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))
1918simpld 500 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) → 𝑝 ∈ ℙ)
2019adantrr 730 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝑘 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾)) → 𝑝 ∈ ℙ)
2118simprd 501 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) → 𝑘 ∈ ℕ)
2221adantrr 730 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝑘 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾)) → 𝑘 ∈ ℕ)
2321ex 418 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑘 ∈ 𝐾 → 𝑘 ∈ ℕ))
2423ssrdv 3919 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → 𝐾 ⊆ ℕ)
2524sselda 3913 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) → 𝑧 ∈ ℕ)
2625adantrl 729 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝑘 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾)) → 𝑧 ∈ ℕ)
27 eqid 2763 . . . . . . . 8 𝑝 = 𝑝
28 prmexpb 16910 . . . . . . . . 9 (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ)) → ((𝑝↑𝑘) = (𝑝↑𝑧) ↔ (𝑝 = 𝑝 ∧ 𝑘 = 𝑧)))
2928baibd 549 . . . . . . . 8 ((((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ)) ∧ 𝑝 = 𝑝) → ((𝑝↑𝑘) = (𝑝↑𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧))
3027, 29mpan2 704 . . . . . . 7 (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑝 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℕ)) → ((𝑝↑𝑘) = (𝑝↑𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧))
3120, 20, 22, 26, 30syl22anc 852 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝑘 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾)) → ((𝑝↑𝑘) = (𝑝↑𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧))
3231ex 418 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → ((𝑘 ∈ 𝐾 ∧ 𝑧 ∈ 𝐾) → ((𝑝↑𝑘) = (𝑝↑𝑧) ↔ 𝑘 = 𝑧)))
3317, 32dom2lem 9033 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑘 ∈ 𝐾 ↦ (𝑝↑𝑘)):𝐾–1-1→𝐴)
34 f1fi 9320 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑘 ∈ 𝐾 ↦ (𝑝↑𝑘)):𝐾–1-1→𝐴) → 𝐾 ∈ Fin)
3512, 33, 34syl2anc 596 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → 𝐾 ∈ Fin)
367eleq1d 2849 . . . 4 (𝑥 = (𝑝↑𝑘) → (𝐵 ∈ ℂ ↔ 𝐶 ∈ ℂ))
37 fsumvma.6 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
3837ralrimiva 3158 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
3938adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
4013simplbda 505 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴)
4136, 39, 40rspcdva 3581 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → 𝐶 ∈ ℂ)
429, 10, 35, 41fsum2d 15952 . 2 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ 𝑃 Σ𝑘 ∈ 𝐾 𝐶 = Σ𝑧 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)⦋(↑‘𝑧) / 𝑥⦌𝐵)
43 csbeq1a 3865 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → 𝐵 = ⦋𝑦 / 𝑥⦌𝐵)
44 nfcv 2926 . . . 4 Ⅎ𝑦𝐵
45 nfcsb1v 3875 . . . 4 Ⅎ𝑥⦋𝑦 / 𝑥⦌𝐵
4643, 44, 45cbvsum 15877 . . 3 Σ𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝐵 = Σ𝑦 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))⦋𝑦 / 𝑥⦌𝐵
47 csbeq1 3854 . . . 4 (𝑦 = (↑‘𝑧) → ⦋𝑦 / 𝑥⦌𝐵 = ⦋(↑‘𝑧) / 𝑥⦌𝐵)
48 snfi 9085 . . . . . . 7 {𝑝} ∈ Fin
49 xpfi 9325 . . . . . . 7 (({𝑝} ∈ Fin ∧ 𝐾 ∈ Fin) → ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
5048, 35, 49sylancr 599 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
5150ralrimiva 3158 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
52 iunfi 9346 . . . . 5 ((𝑃 ∈ Fin ∧ ∀𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin) → ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
5310, 51, 52syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∈ Fin)
54 fvex 6909 . . . . . . 7 (↑‘𝑎) ∈ V
55542a1i 12 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → (↑‘𝑎) ∈ V))
56 eliunxp 5819 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↔ ∃𝑝∃𝑘(𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)))
5713simprbda 504 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))
58 opelxp 5691 . . . . . . . . . . . . . 14 (⟨𝑝, 𝑘⟩ ∈ (ℙ × ℕ) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))
5957, 58sylibr 237 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∈ (ℙ × ℕ))
60 eleq1 2852 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ↔ ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∈ (ℙ × ℕ)))
6159, 60syl5ibrcom 250 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6261impancom 457 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩) → ((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6362expimpd 459 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6463exlimdvv 1968 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∃𝑝∃𝑘(𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6556, 64biimtrid 245 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → 𝑎 ∈ (ℙ × ℕ)))
6665ssrdv 3919 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ⊆ (ℙ × ℕ))
6766sseld 3912 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑏 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)))
6865, 67anim12d 621 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∧ 𝑏 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ))))
69 1st2nd2 8050 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → 𝑎 = ⟨(1st ‘𝑎), (2nd ‘𝑎)⟩)
7069fveq2d 6900 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑎) = (↑‘⟨(1st ‘𝑎), (2nd ‘𝑎)⟩))
71 df-ov 7433 . . . . . . . . . 10 ((1st ‘𝑎)↑(2nd ‘𝑎)) = (↑‘⟨(1st ‘𝑎), (2nd ‘𝑎)⟩)
7270, 71eqtr4di 2816 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑎) = ((1st ‘𝑎)↑(2nd ‘𝑎)))
73 1st2nd2 8050 . . . . . . . . . . 11 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → 𝑏 = ⟨(1st ‘𝑏), (2nd ‘𝑏)⟩)
7473fveq2d 6900 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑏) = (↑‘⟨(1st ‘𝑏), (2nd ‘𝑏)⟩))
75 df-ov 7433 . . . . . . . . . 10 ((1st ‘𝑏)↑(2nd ‘𝑏)) = (↑‘⟨(1st ‘𝑏), (2nd ‘𝑏)⟩)
7674, 75eqtr4di 2816 . . . . . . . . 9 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (↑‘𝑏) = ((1st ‘𝑏)↑(2nd ‘𝑏)))
7772, 76eqeqan12d 2777 . . . . . . . 8 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → ((↑‘𝑎) = (↑‘𝑏) ↔ ((1st ‘𝑎)↑(2nd ‘𝑎)) = ((1st ‘𝑏)↑(2nd ‘𝑏))))
78 xp1st 8043 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (1st ‘𝑎) ∈ ℙ)
79 xp2nd 8044 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → (2nd ‘𝑎) ∈ ℕ)
8078, 79jca 521 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) → ((1st ‘𝑎) ∈ ℙ ∧ (2nd ‘𝑎) ∈ ℕ))
81 xp1st 8043 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (1st ‘𝑏) ∈ ℙ)
82 xp2nd 8044 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → (2nd ‘𝑏) ∈ ℕ)
8381, 82jca 521 . . . . . . . . 9 (𝑏 ∈ (ℙ × ℕ) → ((1st ‘𝑏) ∈ ℙ ∧ (2nd ‘𝑏) ∈ ℕ))
84 prmexpb 16910 . . . . . . . . . 10 ((((1st ‘𝑎) ∈ ℙ ∧ (1st ‘𝑏) ∈ ℙ) ∧ ((2nd ‘𝑎) ∈ ℕ ∧ (2nd ‘𝑏) ∈ ℕ)) → (((1st ‘𝑎)↑(2nd ‘𝑎)) = ((1st ‘𝑏)↑(2nd ‘𝑏)) ↔ ((1st ‘𝑎) = (1st ‘𝑏) ∧ (2nd ‘𝑎) = (2nd ‘𝑏))))
8584an4s 673 . . . . . . . . 9 ((((1st ‘𝑎) ∈ ℙ ∧ (2nd ‘𝑎) ∈ ℕ) ∧ ((1st ‘𝑏) ∈ ℙ ∧ (2nd ‘𝑏) ∈ ℕ)) → (((1st ‘𝑎)↑(2nd ‘𝑎)) = ((1st ‘𝑏)↑(2nd ‘𝑏)) ↔ ((1st ‘𝑎) = (1st ‘𝑏) ∧ (2nd ‘𝑎) = (2nd ‘𝑏))))
8680, 83, 85syl2an 608 . . . . . . . 8 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → (((1st ‘𝑎)↑(2nd ‘𝑎)) = ((1st ‘𝑏)↑(2nd ‘𝑏)) ↔ ((1st ‘𝑎) = (1st ‘𝑏) ∧ (2nd ‘𝑎) = (2nd ‘𝑏))))
87 xpopth 8052 . . . . . . . 8 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → (((1st ‘𝑎) = (1st ‘𝑏) ∧ (2nd ‘𝑎) = (2nd ‘𝑏)) ↔ 𝑎 = 𝑏))
8877, 86, 873bitrd 308 . . . . . . 7 ((𝑎 ∈ (ℙ × ℕ) ∧ 𝑏 ∈ (ℙ × ℕ)) → ((↑‘𝑎) = (↑‘𝑏) ↔ 𝑎 = 𝑏))
8968, 88syl6 36 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ∧ 𝑏 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → ((↑‘𝑎) = (↑‘𝑏) ↔ 𝑎 = 𝑏)))
9055, 89dom2lem 9033 . . . . 5 (𝜑 → (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)):∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1→V)
91 f1f1orn 6847 . . . . 5 ((𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)):∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1→V → (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)):∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1-onto→ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))
9290, 91syl 18 . . . 4 (𝜑 → (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)):∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)–1-1-onto→ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))
93 fveq2 6896 . . . . . 6 (𝑎 = 𝑧 → (↑‘𝑎) = (↑‘𝑧))
94 eqid 2763 . . . . . 6 (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) = (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))
95 fvex 6909 . . . . . 6 (↑‘𝑧) ∈ V
9693, 94, 95fvmpt 7004 . . . . 5 (𝑧 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → ((𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))‘𝑧) = (↑‘𝑧))
9796adantl 487 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → ((𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))‘𝑧) = (↑‘𝑧))
98 fveq2 6896 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑎) = (↑‘⟨𝑝, 𝑘⟩))
9998, 3eqtr4di 2816 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑎) = (𝑝↑𝑘))
10099eleq1d 2849 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → ((↑‘𝑎) ∈ 𝐴 ↔ (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴))
10140, 100syl5ibrcom 250 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
102101impancom 457 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩) → ((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
103102expimpd 459 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
104103exlimdvv 1968 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (∃𝑝∃𝑘(𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
10556, 104biimtrid 245 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴))
106105imp 412 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)) → (↑‘𝑎) ∈ 𝐴)
107106fmpttd 7126 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)):∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)⟶𝐴)
108107frnd 6729 . . . . . 6 (𝜑 → ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ⊆ 𝐴)
109108sselda 3913 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝑦 ∈ 𝐴)
11045nfel1 2942 . . . . . . 7 Ⅎ𝑥⦋𝑦 / 𝑥⦌𝐵 ∈ ℂ
11143eleq1d 2849 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (𝐵 ∈ ℂ ↔ ⦋𝑦 / 𝑥⦌𝐵 ∈ ℂ))
112110, 111rspc 3568 . . . . . 6 (𝑦 ∈ 𝐴 → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ → ⦋𝑦 / 𝑥⦌𝐵 ∈ ℂ))
11338, 112mpan9 516 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → ⦋𝑦 / 𝑥⦌𝐵 ∈ ℂ)
114109, 113syldan 603 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → ⦋𝑦 / 𝑥⦌𝐵 ∈ ℂ)
11547, 53, 92, 97, 114fsumf1o 15904 . . 3 (𝜑 → Σ𝑦 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))⦋𝑦 / 𝑥⦌𝐵 = Σ𝑧 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)⦋(↑‘𝑧) / 𝑥⦌𝐵)
11646, 115eqtrid 2810 . 2 (𝜑 → Σ𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝐵 = Σ𝑧 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)⦋(↑‘𝑧) / 𝑥⦌𝐵)
117108sselda 3913 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝑥 ∈ 𝐴)
118117, 37syldan 603 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝐵 ∈ ℂ)
119 eldif 4052 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝐴 ∖ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))))
12094, 54elrnmpti 5949 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ↔ ∃𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)𝑥 = (↑‘𝑎))
12199eqeq2d 2774 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 = ⟨𝑝, 𝑘⟩ → (𝑥 = (↑‘𝑎) ↔ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)))
122121rexiunxp 5822 . . . . . . . . . 10 (∃𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾)𝑥 = (↑‘𝑎) ↔ ∃𝑝 ∈ 𝑃 ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑥 = (𝑝↑𝑘))
123120, 122bitri 278 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ↔ ∃𝑝 ∈ 𝑃 ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑥 = (𝑝↑𝑘))
124 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)) → 𝑥 = (𝑝↑𝑘))
125 simplr 781 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)) → 𝑥 ∈ 𝐴)
126124, 125eqeltrrd 2865 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)) → (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴)
12713rbaibd 550 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴) → ((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
128127adantlr 728 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝑝↑𝑘) ∈ 𝐴) → ((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
129126, 128syldan 603 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)) → ((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) ↔ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
130129pm5.32da 590 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝑥 = (𝑝↑𝑘) ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)) ↔ (𝑥 = (𝑝↑𝑘) ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ))))
131 ancom 466 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)) ↔ (𝑥 = (𝑝↑𝑘) ∧ (𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾)))
132 ancom 466 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)) ↔ (𝑥 = (𝑝↑𝑘) ∧ (𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ)))
133130, 131, 1323bitr4g 317 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)) ↔ ((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘))))
1341332exbidv 1958 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∃𝑝∃𝑘((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)) ↔ ∃𝑝∃𝑘((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘))))
135 r2ex 3203 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑝 ∈ 𝑃 ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑥 = (𝑝↑𝑘) ↔ ∃𝑝∃𝑘((𝑝 ∈ 𝑃 ∧ 𝑘 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)))
136 r2ex 3203 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝↑𝑘) ↔ ∃𝑝∃𝑘((𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)))
137134, 135, 1363bitr4g 317 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∃𝑝 ∈ 𝑃 ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑥 = (𝑝↑𝑘) ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)))
138 fsumvma.3 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℕ)
139138sselda 3913 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ ℕ)
140 isppw2 27457 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℕ → ((Λ‘𝑥) ≠ 0 ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)))
141139, 140syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((Λ‘𝑥) ≠ 0 ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥 = (𝑝↑𝑘)))
142137, 141bitr4d 285 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∃𝑝 ∈ 𝑃 ∃𝑘 ∈ 𝐾 𝑥 = (𝑝↑𝑘) ↔ (Λ‘𝑥) ≠ 0))
143123, 142bitrid 286 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)) ↔ (Λ‘𝑥) ≠ 0))
144143necon2bbid 3002 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((Λ‘𝑥) = 0 ↔ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))))
145144pm5.32da 590 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))))
146 fsumvma.7 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0)) → 𝐵 = 0)
147146ex 418 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ (Λ‘𝑥) = 0) → 𝐵 = 0))
148145, 147sylbird 263 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝐵 = 0))
149119, 148biimtrid 245 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴 ∖ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))) → 𝐵 = 0))
150149imp 412 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∖ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎)))) → 𝐵 = 0)
151108, 118, 150, 11fsumss 15906 . 2 (𝜑 → Σ𝑥 ∈ ran (𝑎 ∈ ∪ 𝑝 ∈ 𝑃 ({𝑝} × 𝐾) ↦ (↑‘𝑎))𝐵 = Σ𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
15242, 116, 1513eqtr2rd 2805 1 (𝜑 → Σ𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 = Σ𝑝 ∈ 𝑃 Σ𝑘 ∈ 𝐾 𝐶)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569  ∃wex 1811   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  Vcvv 3454  ⦋csb 3851   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048  {csn 4588  ⟨cop 4838  ∪ ciun 4954   ↦ cmpt 5189   × cxp 5653  ran crn 5656  –1-1→wf1 6544  –1-1-onto→wf1o 6546  ‘cfv 6547  (class class class)co 7430  1st c1st 8009  2nd c2nd 8010  Fincfn 8987  ℂcc 11211  0cc0 11213  ℕcn 12348  ↑cexp 14217  Σcsu 15868  ℙcprime 16861  Λcvma 27434
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 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7761  ax-inf2 9655  ax-cnex 11269  ax-resscn 11270  ax-1cn 11271  ax-icn 11272  ax-addcl 11273  ax-addrcl 11274  ax-mulcl 11275  ax-mulrcl 11276  ax-mulcom 11277  ax-addass 11278  ax-mulass 11279  ax-distr 11280  ax-i2m1 11281  ax-1ne0 11282  ax-1rid 11283  ax-rnegex 11284  ax-rrecex 11285  ax-cnre 11286  ax-pre-lttri 11287  ax-pre-lttrn 11288  ax-pre-ltadd 11289  ax-pre-mulgt0 11290  ax-pre-sup 11291  ax-addf 11292
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 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6311  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6501  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-isom 6556  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-of 7703  df-om 7888  df-1st 8011  df-2nd 8012  df-supp 8191  df-frecs 8313  df-wrecs 8344  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-1o 8490  df-2o 8491  df-oadd 8494  df-er 8731  df-map 8863  df-pm 8864  df-ixp 8940  df-en 8988  df-dom 8989  df-sdom 8990  df-fin 8991  df-fsupp 9368  df-fi 9416  df-sup 9447  df-inf 9448  df-oi 9517  df-dju 9995  df-card 10033  df-pnf 11358  df-mnf 11359  df-xr 11360  df-ltxr 11361  df-le 11362  df-sub 11556  df-neg 11557  df-div 11987  df-nn 12349  df-2 12418  df-3 12419  df-4 12420  df-5 12421  df-6 12422  df-7 12423  df-8 12424  df-9 12425  df-n0 12620  df-z 12707  df-dec 12828  df-uz 12979  df-q 13089  df-rp 13134  df-xneg 13254  df-xadd 13255  df-xmul 13256  df-ioo 13493  df-ioc 13494  df-ico 13495  df-icc 13496  df-fz 13653  df-fzo 13802  df-fl 13945  df-mod 14023  df-seq 14158  df-exp 14218  df-fac 14431  df-bc 14460  df-hash 14488  df-shft 15235  df-cj 15281  df-re 15282  df-im 15283  df-sqrt 15417  df-abs 15418  df-limsup 15653  df-clim 15670  df-rlim 15671  df-sum 15869  df-ef 16248  df-sin 16250  df-cos 16251  df-pi 16253  df-dvds 16438  df-gcd 16680  df-prm 16862  df-pc 17030  df-struct 17340  df-sets 17357  df-slot 17375  df-ndx 17387  df-base 17403  df-ress 17424  df-plusg 17456  df-mulr 17457  df-starv 17458  df-sca 17459  df-vsca 17460  df-ip 17461  df-tset 17462  df-ple 17463  df-ds 17465  df-unif 17466  df-hom 17467  df-cco 17468  df-rest 17608  df-topn 17609  df-0g 17627  df-gsum 17628  df-topgen 17629  df-pt 17630  df-prds 17633  df-xrs 17689  df-qtop 17694  df-imas 17695  df-xps 17697  df-mre 17771  df-mrc 17772  df-acs 17774  df-mgm 18831  df-sgrp 18923  df-mnd 18939  df-submnd 18994  df-mulg 19293  df-cntz 19546  df-cmn 20011  df-psmet 21685  df-xmet 21686  df-met 21687  df-bl 21688  df-mopn 21689  df-fbas 21690  df-fg 21691  df-cnfld 21694  df-top 23227  df-topon 23244  df-topsp 23266  df-bases 23279  df-cld 23352  df-ntr 23353  df-cls 23354  df-nei 23431  df-lp 23469  df-perf 23470  df-cn 23560  df-cnp 23561  df-haus 23648  df-tx 23896  df-hmeo 24089  df-fil 24180  df-fm 24272  df-flim 24273  df-flf 24274  df-xms 24654  df-ms 24655  df-tms 24656  df-cncf 25214  df-limc 26201  df-dv 26202  df-log 26899  df-vma 27440
This theorem is used by:  fsumvma2  27556  vmasum  27558
  Copyright terms: Public domain W3C validator