Theorem gsummptshft 20201

Description: Index shift of a finite group sum over a finite set of sequential integers. (Contributed by AV, 24-Aug-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
gsummptshft.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
gsummptshft.z	⊢ 0 = (0g‘𝐺)
gsummptshft.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ CMnd)
gsummptshft.k	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℤ)
gsummptshft.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
gsummptshft.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
gsummptshft.a	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ 𝐵)
gsummptshft.c	⊢ (𝑗 = (𝑘 − 𝐾) → 𝐴 = 𝐶)

Assertion

Ref	Expression
gsummptshft	⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) = (𝐺 Σg (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ 𝐶)))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑗   𝐶,𝑗   𝑗,𝑘,𝐾   𝑗,𝑀,𝑘   𝑗,𝑁,𝑘   𝜑,𝑗,𝑘

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑗)   𝐵(𝑘)   𝐶(𝑘)   𝐺(𝑗, 𝑘)   0 (𝑗, 𝑘)

Proof of Theorem gsummptshft

Step	Hyp	Ref	Expression
1		gsummptshft.b	. . 3 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
2		gsummptshft.z	. . 3 ⊢ 0 = (0g‘𝐺)
3		gsummptshft.g	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ CMnd)
4		ovexd 7486	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑁) ∈ V)
5		gsummptshft.a	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ 𝐵)
6	5	fmpttd 7147	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴):(𝑀...𝑁)⟶𝐵)
7		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) = (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)
8		fzfid 14156	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑁) ∈ Fin)
9	2	fvexi 6930	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ V
10	9	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ V)
11	7, 8, 5, 10	fsuppmptdm 9405	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) finSupp 0 )
12		gsummptshft.k	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℤ)
13		gsummptshft.m	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
14		gsummptshft.n	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
15	12, 13, 14	mptfzshft 15988	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘 − 𝐾)):((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))⟶1-1onto(𝑀...𝑁))
16	1, 2, 3, 4, 6, 11, 15	gsumf1o 20181	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) = (𝐺 Σg ((𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) ∘ (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘 − 𝐾)))))
17		elfzelz 13696	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) → 𝑘 ∈ ℤ)
18	17	zcnd 12844	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) → 𝑘 ∈ ℂ)
19	12	zcnd 12844	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℂ)
20		npcan 11605	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝐾 ∈ ℂ) → ((𝑘 − 𝐾) + 𝐾) = 𝑘)
21	18, 19, 20	syl2anr 609	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → ((𝑘 − 𝐾) + 𝐾) = 𝑘)
22		simpr 490	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)))
23	21, 22	eqeltrd 2864	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → ((𝑘 − 𝐾) + 𝐾) ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)))
24	13, 14	jca 521	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ))
25	24	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ))
26	17	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → 𝑘 ∈ ℤ)
27	12	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → 𝐾 ∈ ℤ)
28	26, 27	zsubcld 12848	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → (𝑘 − 𝐾) ∈ ℤ)
29		fzaddel 13732	. . . . . 6 ⊢ (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝑘 − 𝐾) ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ)) → ((𝑘 − 𝐾) ∈ (𝑀...𝑁) ↔ ((𝑘 − 𝐾) + 𝐾) ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))))
30	25, 28, 27, 29	syl12anc 850	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → ((𝑘 − 𝐾) ∈ (𝑀...𝑁) ↔ ((𝑘 − 𝐾) + 𝐾) ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))))
31	23, 30	mpbird 260	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → (𝑘 − 𝐾) ∈ (𝑀...𝑁))
32		eqidd 2764	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘 − 𝐾)) = (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘 − 𝐾)))
33		eqidd 2764	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) = (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴))
34		gsummptshft.c	. . . 4 ⊢ (𝑗 = (𝑘 − 𝐾) → 𝐴 = 𝐶)
35	31, 32, 33, 34	fmptco 7162	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) ∘ (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘 − 𝐾))) = (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ 𝐶))
36	35	oveq2d 7467	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg ((𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) ∘ (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘 − 𝐾)))) = (𝐺 Σg (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ 𝐶)))
37	16, 36	eqtrd 2798	1 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) = (𝐺 Σg (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ 𝐶)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  Vcvv 3454   ↦ cmpt 5192   ∘ ccom 5662  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  ℂcc 11237   + caddc 11242   − cmin 11580  ℤcz 12733  ...cfz 13679  Basecbs 17431  0_gc0g 17660   Σ_g cgsu 17661  CMndccmn 20045

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  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-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-er 8755  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-nn 12376  df-n0 12647  df-z 12734  df-uz 13006  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-seq 14185  df-hash 14516  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-cntz 19582  df-cmn 20047

This theorem is used by:  srgbinomlem4  20506  cpmadugsumlemF  23249