Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  prodfzo03 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem prodfzo03 35215
Description: A product of three factors, indexed starting with zero. (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Dec-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
prodfzo03.1 (𝑘 = 0 → 𝐷 = 𝐴)
prodfzo03.2 (𝑘 = 1 → 𝐷 = 𝐵)
prodfzo03.3 (𝑘 = 2 → 𝐷 = 𝐶)
prodfzo03.a ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) → 𝐷 ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
prodfzo03 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = (𝐴 · (𝐵 · 𝐶)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑘   𝐶,𝑘   𝜑,𝑘
Allowed substitution hint:   𝐷(𝑘)

Proof of Theorem prodfzo03
StepHypRef Expression
1 fzodisjsn 13812 . . . . 5 ((0..^2) ∩ {2}) = ∅
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ((0..^2) ∩ {2}) = ∅)
3 2p1e3 12465 . . . . . . 7 (2 + 1) = 3
43oveq2i 7423 . . . . . 6 (0..^(2 + 1)) = (0..^3)
5 2eluzge0 12989 . . . . . . 7 2 ∈ (ℤ≥‘0)
6 fzosplitsn 13891 . . . . . . 7 (2 ∈ (ℤ≥‘0) → (0..^(2 + 1)) = ((0..^2) ∪ {2}))
75, 6ax-mp 5 . . . . . 6 (0..^(2 + 1)) = ((0..^2) ∪ {2})
84, 7eqtr3i 2786 . . . . 5 (0..^3) = ((0..^2) ∪ {2})
98a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (0..^3) = ((0..^2) ∪ {2}))
10 fzofi 14097 . . . . 5 (0..^3) ∈ Fin
1110a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (0..^3) ∈ Fin)
12 prodfzo03.a . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) → 𝐷 ∈ ℂ)
132, 9, 11, 12fprodsplit 16113 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = (∏𝑘 ∈ (0..^2)𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷))
14 0ne1 12395 . . . . . 6 0 ≠ 1
15 disjsn2 4673 . . . . . 6 (0 ≠ 1 → ({0} ∩ {1}) = ∅)
1614, 15mp1i 14 . . . . 5 (𝜑 → ({0} ∩ {1}) = ∅)
17 fzo0to2pr 13865 . . . . . . 7 (0..^2) = {0, 1}
18 df-pr 4587 . . . . . . 7 {0, 1} = ({0} ∪ {1})
1917, 18eqtri 2784 . . . . . 6 (0..^2) = ({0} ∪ {1})
2019a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^2) = ({0} ∪ {1}))
21 fzofi 14097 . . . . . 6 (0..^2) ∈ Fin
2221a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^2) ∈ Fin)
23 2z 12709 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℤ
24 3z 12710 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℤ
25 2re 12398 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
26 3re 12404 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℝ
27 2lt3 12497 . . . . . . . . . 10 2 < 3
2825, 26, 27ltleii 11414 . . . . . . . . 9 2 ≤ 3
29 eluz2 12952 . . . . . . . . 9 (3 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ (2 ∈ ℤ ∧ 3 ∈ ℤ ∧ 2 ≤ 3))
3023, 24, 28, 29mpbir3an 1360 . . . . . . . 8 3 ∈ (ℤ≥‘2)
31 fzoss2 13802 . . . . . . . 8 (3 ∈ (ℤ≥‘2) → (0..^2) ⊆ (0..^3))
3230, 31ax-mp 5 . . . . . . 7 (0..^2) ⊆ (0..^3)
3332sseli 3927 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (0..^2) → 𝑘 ∈ (0..^3))
3433, 12sylan2 605 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^2)) → 𝐷 ∈ ℂ)
3516, 20, 22, 34fprodsplit 16113 . . . 4 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^2)𝐷 = (∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {1}𝐷))
3635oveq1d 7427 . . 3 (𝜑 → (∏𝑘 ∈ (0..^2)𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷) = ((∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {1}𝐷) · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷))
3713, 36eqtrd 2796 . 2 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = ((∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {1}𝐷) · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷))
38 snfi 9055 . . . . 5 {0} ∈ Fin
3938a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {0} ∈ Fin)
40 velsn 4600 . . . . 5 (𝑘 ∈ {0} ↔ 𝑘 = 0)
41 prodfzo03.1 . . . . . . 7 (𝑘 = 0 → 𝐷 = 𝐴)
4241adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 = 0) → 𝐷 = 𝐴)
43 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐴) → 𝐷 = 𝐴)
4412adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐴) → 𝐷 ∈ ℂ)
4543, 44eqeltrrd 2862 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐴) → 𝐴 ∈ ℂ)
46 c0ex 11281 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ V
4746tpid1 4729 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ {0, 1, 2}
48 fzo0to3tp 13867 . . . . . . . . . . 11 (0..^3) = {0, 1, 2}
4947, 48eleqtrri 2860 . . . . . . . . . 10 0 ∈ (0..^3)
50 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 𝐴 = 𝐴
5141eqeq1d 2763 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 0 → (𝐷 = 𝐴 ↔ 𝐴 = 𝐴))
5251rspcev 3577 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ (0..^3) ∧ 𝐴 = 𝐴) → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐴)
5349, 50, 52mp2an 705 . . . . . . . . 9 ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐴
5453a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐴)
5545, 54r19.29a 3171 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
5655adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 = 0) → 𝐴 ∈ ℂ)
5742, 56eqeltrd 2861 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 = 0) → 𝐷 ∈ ℂ)
5840, 57sylan2b 606 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ {0}) → 𝐷 ∈ ℂ)
5939, 58fprodcl 16099 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {0}𝐷 ∈ ℂ)
60 snfi 9055 . . . . 5 {1} ∈ Fin
6160a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {1} ∈ Fin)
62 velsn 4600 . . . . 5 (𝑘 ∈ {1} ↔ 𝑘 = 1)
63 prodfzo03.2 . . . . . . 7 (𝑘 = 1 → 𝐷 = 𝐵)
6463adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → 𝐷 = 𝐵)
65 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐵) → 𝐷 = 𝐵)
6612adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐵) → 𝐷 ∈ ℂ)
6765, 66eqeltrrd 2862 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℂ)
68 1eltp012 12394 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ {0, 1, 2}
6968, 48eleqtrri 2860 . . . . . . . . . 10 1 ∈ (0..^3)
70 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 𝐵 = 𝐵
7163eqeq1d 2763 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 1 → (𝐷 = 𝐵 ↔ 𝐵 = 𝐵))
7271rspcev 3577 . . . . . . . . . 10 ((1 ∈ (0..^3) ∧ 𝐵 = 𝐵) → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐵)
7369, 70, 72mp2an 705 . . . . . . . . 9 ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐵
7473a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐵)
7567, 74r19.29a 3171 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
7675adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → 𝐵 ∈ ℂ)
7764, 76eqeltrd 2861 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 = 1) → 𝐷 ∈ ℂ)
7862, 77sylan2b 606 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ {1}) → 𝐷 ∈ ℂ)
7961, 78fprodcl 16099 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {1}𝐷 ∈ ℂ)
80 snfi 9055 . . . . 5 {2} ∈ Fin
8180a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {2} ∈ Fin)
82 velsn 4600 . . . . 5 (𝑘 ∈ {2} ↔ 𝑘 = 2)
83 prodfzo03.3 . . . . . . 7 (𝑘 = 2 → 𝐷 = 𝐶)
8483adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 = 2) → 𝐷 = 𝐶)
85 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐶) → 𝐷 = 𝐶)
8612adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐶) → 𝐷 ∈ ℂ)
8785, 86eqeltrrd 2862 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐶) → 𝐶 ∈ ℂ)
88 2ex 12401 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ V
8988tpid3 4734 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ {0, 1, 2}
9089, 48eleqtrri 2860 . . . . . . . . . 10 2 ∈ (0..^3)
91 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 𝐶 = 𝐶
9283eqeq1d 2763 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐷 = 𝐶 ↔ 𝐶 = 𝐶))
9392rspcev 3577 . . . . . . . . . 10 ((2 ∈ (0..^3) ∧ 𝐶 = 𝐶) → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐶)
9490, 91, 93mp2an 705 . . . . . . . . 9 ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐶
9594a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐶)
9687, 95r19.29a 3171 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
9796adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 = 2) → 𝐶 ∈ ℂ)
9884, 97eqeltrd 2861 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 = 2) → 𝐷 ∈ ℂ)
9982, 98sylan2b 606 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ {2}) → 𝐷 ∈ ℂ)
10081, 99fprodcl 16099 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {2}𝐷 ∈ ℂ)
10159, 79, 100mulassd 11313 . 2 (𝜑 → ((∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {1}𝐷) · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷) = (∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · (∏𝑘 ∈ {1}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷)))
102 0nn0 12602 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
103102a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 0 ∈ ℕ0)
10441prodsn 16109 . . . 4 ((0 ∈ ℕ0 ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ∏𝑘 ∈ {0}𝐷 = 𝐴)
105103, 55, 104syl2anc 596 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {0}𝐷 = 𝐴)
106 1nn0 12603 . . . . . 6 1 ∈ ℕ0
107106a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
10863prodsn 16109 . . . . 5 ((1 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ∏𝑘 ∈ {1}𝐷 = 𝐵)
109107, 75, 108syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {1}𝐷 = 𝐵)
110 2nn0 12604 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
111110a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
11283prodsn 16109 . . . . 5 ((2 ∈ ℕ0 ∧ 𝐶 ∈ ℂ) → ∏𝑘 ∈ {2}𝐷 = 𝐶)
113111, 96, 112syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {2}𝐷 = 𝐶)
114109, 113oveq12d 7430 . . 3 (𝜑 → (∏𝑘 ∈ {1}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷) = (𝐵 · 𝐶))
115105, 114oveq12d 7430 . 2 (𝜑 → (∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · (∏𝑘 ∈ {1}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷)) = (𝐴 · (𝐵 · 𝐶)))
11637, 101, 1153eqtrd 2800 1 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = (𝐴 · (𝐵 · 𝐶)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∃wrex 3087   ∪ cun 3897   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  {csn 4584  {cpr 4586  {ctp 4588   class class class wbr 5103  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  Fincfn 8957  ℂcc 11179  0cc0 11181  1c1 11182   + caddc 11184   · cmul 11186   ≤ cle 11325  2c2 12378  3c3 12379  ℕ0cn0 12587  ℤcz 12674  ℤ≥cuz 12946  ..^cfzo 13768  ∏cprod 16052
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-inf2 9626  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-er 8701  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-sup 9418  df-oi 9488  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-n0 12588  df-z 12675  df-uz 12947  df-rp 13102  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-seq 14125  df-exp 14185  df-hash 14455  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-clim 15635  df-prod 16053
This theorem is used by:  circlevma  35254  circlemethhgt  35255
  Copyright terms: Public domain W3C validator