Theorem isummulc2 15685

Description: An infinite sum multiplied by a constant. (Contributed by NM, 12-Nov-2005.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Apr-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
isumcl.1	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
isumcl.2	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
isumcl.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
isumcl.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℂ)
isumcl.5	⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
summulc.6	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)

Assertion

Ref	Expression
isummulc2	⊢ (𝜑 → (𝐵 · Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴) = Σ𝑘 ∈ 𝑍 (𝐵 · 𝐴))

Distinct variable groups:   𝐵,𝑘   𝑘,𝐹   𝜑,𝑘   𝑘,𝑍   𝑘,𝑀

Allowed substitution hint:   𝐴(𝑘)

Proof of Theorem isummulc2

Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isumcl.1	. . 3 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
2		isumcl.2	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
3		eqidd 2737	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑍) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚) = ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚))
4		summulc.6	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
5	4	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℂ)
6		isumcl.4	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℂ)
7	5, 6	mulcld 11152	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐵 · 𝐴) ∈ ℂ)
8	7	fmpttd 7060	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴)):𝑍⟶ℂ)
9	8	ffvelcdmda 7029	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑍) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚) ∈ ℂ)
10		isumcl.3	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
11		isumcl.5	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
12	1, 2, 10, 6, 11	isumclim2 15681	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ⇝ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴)
13	10, 6	eqeltrd 2836	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
14	13	ralrimiva 3128	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝑍 (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
15		fveq2 6834	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑚))
16	15	eleq1d 2821	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℂ ↔ (𝐹‘𝑚) ∈ ℂ))
17	16	rspccva 3575	. . . . 5 ⊢ ((∀𝑘 ∈ 𝑍 (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ ∧ 𝑚 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑚) ∈ ℂ)
18	14, 17	sylan 580	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑚) ∈ ℂ)
19		simpr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝑘 ∈ 𝑍)
20		ovex 7391	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 · 𝐴) ∈ V
21		eqid 2736	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴)) = (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))
22	21	fvmpt2 6952	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ (𝐵 · 𝐴) ∈ V) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑘) = (𝐵 · 𝐴))
23	19, 20, 22	sylancl 586	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑘) = (𝐵 · 𝐴))
24	10	oveq2d 7374	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐵 · (𝐹‘𝑘)) = (𝐵 · 𝐴))
25	23, 24	eqtr4d 2774	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑘) = (𝐵 · (𝐹‘𝑘)))
26	25	ralrimiva 3128	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝑍 ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑘) = (𝐵 · (𝐹‘𝑘)))
27		nffvmpt1 6845	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑘((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚)
28	27	nfeq1 2914	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚) = (𝐵 · (𝐹‘𝑚))
29		fveq2 6834	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑘) = ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚))
30	15	oveq2d 7374	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → (𝐵 · (𝐹‘𝑘)) = (𝐵 · (𝐹‘𝑚)))
31	29, 30	eqeq12d 2752	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → (((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑘) = (𝐵 · (𝐹‘𝑘)) ↔ ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚) = (𝐵 · (𝐹‘𝑚))))
32	28, 31	rspc 3564	. . . . 5 ⊢ (𝑚 ∈ 𝑍 → (∀𝑘 ∈ 𝑍 ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑘) = (𝐵 · (𝐹‘𝑘)) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚) = (𝐵 · (𝐹‘𝑚))))
33	26, 32	mpan9 506	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑍) → ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚) = (𝐵 · (𝐹‘𝑚)))
34	1, 2, 4, 12, 18, 33	isermulc2 15581	. . 3 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))) ⇝ (𝐵 · Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴))
35	1, 2, 3, 9, 34	isumclim 15680	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑚 ∈ 𝑍 ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚) = (𝐵 · Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴))
36		sumfc 15632	. 2 ⊢ Σ𝑚 ∈ 𝑍 ((𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐵 · 𝐴))‘𝑚) = Σ𝑘 ∈ 𝑍 (𝐵 · 𝐴)
37	35, 36	eqtr3di 2786	1 ⊢ (𝜑 → (𝐵 · Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴) = Σ𝑘 ∈ 𝑍 (𝐵 · 𝐴))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1541   ∈ wcel 2113  ∀wral 3051  Vcvv 3440   ↦ cmpt 5179  dom cdm 5624  ‘cfv 6492  (class class class)co 7358  ℂcc 11024   + caddc 11029   · cmul 11031  ℤcz 12488  ℤ_≥cuz 12751  seqcseq 13924   ⇝ cli 15407  Σcsu 15609

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 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-inf2 9550  ax-cnex 11082  ax-resscn 11083  ax-1cn 11084  ax-icn 11085  ax-addcl 11086  ax-addrcl 11087  ax-mulcl 11088  ax-mulrcl 11089  ax-mulcom 11090  ax-addass 11091  ax-mulass 11092  ax-distr 11093  ax-i2m1 11094  ax-1ne0 11095  ax-1rid 11096  ax-rnegex 11097  ax-rrecex 11098  ax-cnre 11099  ax-pre-lttri 11100  ax-pre-lttrn 11101  ax-pre-ltadd 11102  ax-pre-mulgt0 11103  ax-pre-sup 11104

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-int 4903  df-iun 4948  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-1o 8397  df-er 8635  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-sup 9345  df-oi 9415  df-card 9851  df-pnf 11168  df-mnf 11169  df-xr 11170  df-ltxr 11171  df-le 11172  df-sub 11366  df-neg 11367  df-div 11795  df-nn 12146  df-2 12208  df-3 12209  df-n0 12402  df-z 12489  df-uz 12752  df-rp 12906  df-fz 13424  df-fzo 13571  df-seq 13925  df-exp 13985  df-hash 14254  df-cj 15022  df-re 15023  df-im 15024  df-sqrt 15158  df-abs 15159  df-clim 15411  df-sum 15610

This theorem is referenced by:  isummulc1  15686  trirecip  15786  geoisum1c  15803  binomcxplemnotnn0  44593  isumneg  45844