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

Theorem gsumbagdiag 20084
Description: Two-dimensional commutation of a group sum over a "triangular" region. fsum0diag 15120 analogue for finite bags. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
psrbag.d 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
psrbagconf1o.1 𝑆 = {𝑦𝐷𝑦r𝐹}
gsumbagdiag.i (𝜑𝐼𝑉)
gsumbagdiag.f (𝜑𝐹𝐷)
gsumbagdiag.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
gsumbagdiag.g (𝜑𝐺 ∈ CMnd)
gsumbagdiag.x ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)})) → 𝑋𝐵)
Assertion
Ref Expression
gsumbagdiag (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑗𝑆, 𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)} ↦ 𝑋)) = (𝐺 Σg (𝑘𝑆, 𝑗 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑘)} ↦ 𝑋)))
Distinct variable groups:   𝑓,𝑗,𝑘,𝑥,𝑦,𝐹   𝑓,𝐺,𝑗,𝑘,𝑥,𝑦   𝑥,𝑉,𝑦   𝑓,𝐼,𝑥,𝑦   𝜑,𝑗,𝑘   𝑆,𝑗,𝑘,𝑥   𝐵,𝑗,𝑘   𝐷,𝑗,𝑘,𝑥,𝑦   𝑓,𝑋,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑓)   𝐵(𝑥,𝑦,𝑓)   𝐷(𝑓)   𝑆(𝑦,𝑓)   𝐼(𝑗,𝑘)   𝑉(𝑓,𝑗,𝑘)   𝑋(𝑗,𝑘)

Proof of Theorem gsumbagdiag
StepHypRef Expression
1 gsumbagdiag.b . 2 𝐵 = (Base‘𝐺)
2 eqid 2818 . 2 (0g𝐺) = (0g𝐺)
3 gsumbagdiag.g . 2 (𝜑𝐺 ∈ CMnd)
4 psrbagconf1o.1 . . 3 𝑆 = {𝑦𝐷𝑦r𝐹}
5 gsumbagdiag.i . . . 4 (𝜑𝐼𝑉)
6 gsumbagdiag.f . . . 4 (𝜑𝐹𝐷)
7 psrbag.d . . . . 5 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
87psrbaglefi 20080 . . . 4 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → {𝑦𝐷𝑦r𝐹} ∈ Fin)
95, 6, 8syl2anc 584 . . 3 (𝜑 → {𝑦𝐷𝑦r𝐹} ∈ Fin)
104, 9eqeltrid 2914 . 2 (𝜑𝑆 ∈ Fin)
11 ovex 7178 . . . 4 (ℕ0m 𝐼) ∈ V
127, 11rab2ex 5229 . . 3 {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)} ∈ V
1312a1i 11 . 2 ((𝜑𝑗𝑆) → {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)} ∈ V)
14 gsumbagdiag.x . 2 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)})) → 𝑋𝐵)
15 xpfi 8777 . . 3 ((𝑆 ∈ Fin ∧ 𝑆 ∈ Fin) → (𝑆 × 𝑆) ∈ Fin)
1610, 10, 15syl2anc 584 . 2 (𝜑 → (𝑆 × 𝑆) ∈ Fin)
17 simprl 767 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)})) → 𝑗𝑆)
187, 4, 5, 6gsumbagdiaglem 20083 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)})) → (𝑘𝑆𝑗 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑘)}))
1918simpld 495 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)})) → 𝑘𝑆)
20 brxp 5594 . . . . 5 (𝑗(𝑆 × 𝑆)𝑘 ↔ (𝑗𝑆𝑘𝑆))
2117, 19, 20sylanbrc 583 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)})) → 𝑗(𝑆 × 𝑆)𝑘)
2221pm2.24d 154 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)})) → (¬ 𝑗(𝑆 × 𝑆)𝑘𝑋 = (0g𝐺)))
2322impr 455 . 2 ((𝜑 ∧ ((𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)}) ∧ ¬ 𝑗(𝑆 × 𝑆)𝑘)) → 𝑋 = (0g𝐺))
247, 4, 5, 6gsumbagdiaglem 20083 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑘𝑆𝑗 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑘)})) → (𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)}))
2518, 24impbida 797 . 2 (𝜑 → ((𝑗𝑆𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)}) ↔ (𝑘𝑆𝑗 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑘)})))
261, 2, 3, 10, 13, 14, 16, 23, 10, 25gsumcom2 19024 1 (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑗𝑆, 𝑘 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑗)} ↦ 𝑋)) = (𝐺 Σg (𝑘𝑆, 𝑗 ∈ {𝑥𝐷𝑥r ≤ (𝐹f𝑘)} ↦ 𝑋)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 396   = wceq 1528  wcel 2105  {crab 3139  Vcvv 3492   class class class wbr 5057   × cxp 5546  ccnv 5547  cima 5551  cfv 6348  (class class class)co 7145  cmpo 7147  f cof 7396  r cofr 7397  m cmap 8395  Fincfn 8497  cle 10664  cmin 10858  cn 11626  0cn0 11885  Basecbs 16471  0gc0g 16701   Σg cgsu 16702  CMndccmn 18835
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1787  ax-4 1801  ax-5 1902  ax-6 1961  ax-7 2006  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2151  ax-12 2167  ax-ext 2790  ax-rep 5181  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7450  ax-cnex 10581  ax-resscn 10582  ax-1cn 10583  ax-icn 10584  ax-addcl 10585  ax-addrcl 10586  ax-mulcl 10587  ax-mulrcl 10588  ax-mulcom 10589  ax-addass 10590  ax-mulass 10591  ax-distr 10592  ax-i2m1 10593  ax-1ne0 10594  ax-1rid 10595  ax-rnegex 10596  ax-rrecex 10597  ax-cnre 10598  ax-pre-lttri 10599  ax-pre-lttrn 10600  ax-pre-ltadd 10601  ax-pre-mulgt0 10602
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 842  df-3or 1080  df-3an 1081  df-tru 1531  df-ex 1772  df-nf 1776  df-sb 2061  df-mo 2615  df-eu 2647  df-clab 2797  df-cleq 2811  df-clel 2890  df-nfc 2960  df-ne 3014  df-nel 3121  df-ral 3140  df-rex 3141  df-reu 3142  df-rmo 3143  df-rab 3144  df-v 3494  df-sbc 3770  df-csb 3881  df-dif 3936  df-un 3938  df-in 3940  df-ss 3949  df-pss 3951  df-nul 4289  df-if 4464  df-pw 4537  df-sn 4558  df-pr 4560  df-tp 4562  df-op 4564  df-uni 4831  df-int 4868  df-iun 4912  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-se 5508  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-isom 6357  df-riota 7103  df-ov 7148  df-oprab 7149  df-mpo 7150  df-of 7398  df-ofr 7399  df-om 7570  df-1st 7678  df-2nd 7679  df-supp 7820  df-wrecs 7936  df-recs 7997  df-rdg 8035  df-1o 8091  df-2o 8092  df-oadd 8095  df-er 8278  df-map 8397  df-pm 8398  df-ixp 8450  df-en 8498  df-dom 8499  df-sdom 8500  df-fin 8501  df-fsupp 8822  df-oi 8962  df-card 9356  df-pnf 10665  df-mnf 10666  df-xr 10667  df-ltxr 10668  df-le 10669  df-sub 10860  df-neg 10861  df-nn 11627  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-fz 12881  df-fzo 13022  df-seq 13358  df-hash 13679  df-0g 16703  df-gsum 16704  df-mgm 17840  df-sgrp 17889  df-mnd 17900  df-cntz 18385  df-cmn 18837
This theorem is referenced by:  psrass1lem  20085
  Copyright terms: Public domain W3C validator