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 34971
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 ((𝜑𝑘 ∈ (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 13728 . . . . 5 ((0..^2) ∩ {2}) = ∅
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ((0..^2) ∩ {2}) = ∅)
3 2p1e3 12383 . . . . . . 7 (2 + 1) = 3
43oveq2i 7423 . . . . . 6 (0..^(2 + 1)) = (0..^3)
5 2eluzge0 12906 . . . . . . 7 2 ∈ (ℤ‘0)
6 fzosplitsn 13807 . . . . . . 7 (2 ∈ (ℤ‘0) → (0..^(2 + 1)) = ((0..^2) ∪ {2}))
75, 6ax-mp 5 . . . . . 6 (0..^(2 + 1)) = ((0..^2) ∪ {2})
84, 7eqtr3i 2788 . . . . 5 (0..^3) = ((0..^2) ∪ {2})
98a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (0..^3) = ((0..^2) ∪ {2}))
10 fzofi 14012 . . . . 5 (0..^3) ∈ Fin
1110a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (0..^3) ∈ Fin)
12 prodfzo03.a . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) → 𝐷 ∈ ℂ)
132, 9, 11, 12fprodsplit 16022 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = (∏𝑘 ∈ (0..^2)𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷))
14 0ne1 12313 . . . . . 6 0 ≠ 1
15 disjsn2 4679 . . . . . 6 (0 ≠ 1 → ({0} ∩ {1}) = ∅)
1614, 15mp1i 14 . . . . 5 (𝜑 → ({0} ∩ {1}) = ∅)
17 fzo0to2pr 13781 . . . . . . 7 (0..^2) = {0, 1}
18 df-pr 4593 . . . . . . 7 {0, 1} = ({0} ∪ {1})
1917, 18eqtri 2786 . . . . . 6 (0..^2) = ({0} ∪ {1})
2019a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^2) = ({0} ∪ {1}))
21 fzofi 14012 . . . . . 6 (0..^2) ∈ Fin
2221a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^2) ∈ Fin)
23 2z 12627 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℤ
24 3z 12628 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℤ
25 2re 12316 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
26 3re 12322 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℝ
27 2lt3 12415 . . . . . . . . . 10 2 < 3
2825, 26, 27ltleii 11334 . . . . . . . . 9 2 ≤ 3
29 eluz2 12869 . . . . . . . . 9 (3 ∈ (ℤ‘2) ↔ (2 ∈ ℤ ∧ 3 ∈ ℤ ∧ 2 ≤ 3))
3023, 24, 28, 29mpbir3an 1360 . . . . . . . 8 3 ∈ (ℤ‘2)
31 fzoss2 13718 . . . . . . . 8 (3 ∈ (ℤ‘2) → (0..^2) ⊆ (0..^3))
3230, 31ax-mp 5 . . . . . . 7 (0..^2) ⊆ (0..^3)
3332sseli 3934 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (0..^2) → 𝑘 ∈ (0..^3))
3433, 12sylan2 604 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^2)) → 𝐷 ∈ ℂ)
3516, 20, 22, 34fprodsplit 16022 . . . 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 2798 . 2 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = ((∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {1}𝐷) · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷))
38 snfi 9041 . . . . 5 {0} ∈ Fin
3938a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {0} ∈ Fin)
40 velsn 4606 . . . . 5 (𝑘 ∈ {0} ↔ 𝑘 = 0)
41 prodfzo03.1 . . . . . . 7 (𝑘 = 0 → 𝐷 = 𝐴)
4241adantl 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 0) → 𝐷 = 𝐴)
43 simpr 489 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐴) → 𝐷 = 𝐴)
4412adantr 485 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐴) → 𝐷 ∈ ℂ)
4543, 44eqeltrrd 2864 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐴) → 𝐴 ∈ ℂ)
46 c0ex 11201 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ V
4746tpid1 4735 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ {0, 1, 2}
48 fzo0to3tp 13783 . . . . . . . . . . 11 (0..^3) = {0, 1, 2}
4947, 48eleqtrri 2862 . . . . . . . . . 10 0 ∈ (0..^3)
50 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 𝐴 = 𝐴
5141eqeq1d 2765 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 0 → (𝐷 = 𝐴𝐴 = 𝐴))
5251rspcev 3582 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ (0..^3) ∧ 𝐴 = 𝐴) → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐴)
5349, 50, 52mp2an 704 . . . . . . . . 9 𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐴
5453a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐴)
5545, 54r19.29a 3173 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
5655adantr 485 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 0) → 𝐴 ∈ ℂ)
5742, 56eqeltrd 2863 . . . . 5 ((𝜑𝑘 = 0) → 𝐷 ∈ ℂ)
5840, 57sylan2b 605 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ {0}) → 𝐷 ∈ ℂ)
5939, 58fprodcl 16008 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {0}𝐷 ∈ ℂ)
60 snfi 9041 . . . . 5 {1} ∈ Fin
6160a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {1} ∈ Fin)
62 velsn 4606 . . . . 5 (𝑘 ∈ {1} ↔ 𝑘 = 1)
63 prodfzo03.2 . . . . . . 7 (𝑘 = 1 → 𝐷 = 𝐵)
6463adantl 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 1) → 𝐷 = 𝐵)
65 simpr 489 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐵) → 𝐷 = 𝐵)
6612adantr 485 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐵) → 𝐷 ∈ ℂ)
6765, 66eqeltrrd 2864 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℂ)
68 1eltp012 12312 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ {0, 1, 2}
6968, 48eleqtrri 2862 . . . . . . . . . 10 1 ∈ (0..^3)
70 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 𝐵 = 𝐵
7163eqeq1d 2765 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 1 → (𝐷 = 𝐵𝐵 = 𝐵))
7271rspcev 3582 . . . . . . . . . 10 ((1 ∈ (0..^3) ∧ 𝐵 = 𝐵) → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐵)
7369, 70, 72mp2an 704 . . . . . . . . 9 𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐵
7473a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐵)
7567, 74r19.29a 3173 . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
7675adantr 485 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 1) → 𝐵 ∈ ℂ)
7764, 76eqeltrd 2863 . . . . 5 ((𝜑𝑘 = 1) → 𝐷 ∈ ℂ)
7862, 77sylan2b 605 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ {1}) → 𝐷 ∈ ℂ)
7961, 78fprodcl 16008 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {1}𝐷 ∈ ℂ)
80 snfi 9041 . . . . 5 {2} ∈ Fin
8180a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {2} ∈ Fin)
82 velsn 4606 . . . . 5 (𝑘 ∈ {2} ↔ 𝑘 = 2)
83 prodfzo03.3 . . . . . . 7 (𝑘 = 2 → 𝐷 = 𝐶)
8483adantl 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 2) → 𝐷 = 𝐶)
85 simpr 489 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐶) → 𝐷 = 𝐶)
8612adantr 485 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐶) → 𝐷 ∈ ℂ)
8785, 86eqeltrrd 2864 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐶) → 𝐶 ∈ ℂ)
88 2ex 12319 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ V
8988tpid3 4740 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ {0, 1, 2}
9089, 48eleqtrri 2862 . . . . . . . . . 10 2 ∈ (0..^3)
91 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 𝐶 = 𝐶
9283eqeq1d 2765 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐷 = 𝐶𝐶 = 𝐶))
9392rspcev 3582 . . . . . . . . . 10 ((2 ∈ (0..^3) ∧ 𝐶 = 𝐶) → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐶)
9490, 91, 93mp2an 704 . . . . . . . . 9 𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐶
9594a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∃𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = 𝐶)
9687, 95r19.29a 3173 . . . . . . 7 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
9796adantr 485 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 2) → 𝐶 ∈ ℂ)
9884, 97eqeltrd 2863 . . . . 5 ((𝜑𝑘 = 2) → 𝐷 ∈ ℂ)
9982, 98sylan2b 605 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ {2}) → 𝐷 ∈ ℂ)
10081, 99fprodcl 16008 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {2}𝐷 ∈ ℂ)
10159, 79, 100mulassd 11233 . 2 (𝜑 → ((∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {1}𝐷) · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷) = (∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · (∏𝑘 ∈ {1}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷)))
102 0nn0 12520 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
103102a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 0 ∈ ℕ0)
10441prodsn 16018 . . . 4 ((0 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℂ) → ∏𝑘 ∈ {0}𝐷 = 𝐴)
105103, 55, 104syl2anc 595 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {0}𝐷 = 𝐴)
106 1nn0 12521 . . . . . 6 1 ∈ ℕ0
107106a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
10863prodsn 16018 . . . . 5 ((1 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℂ) → ∏𝑘 ∈ {1}𝐷 = 𝐵)
109107, 75, 108syl2anc 595 . . . 4 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {1}𝐷 = 𝐵)
110 2nn0 12522 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
111110a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
11283prodsn 16018 . . . . 5 ((2 ∈ ℕ0𝐶 ∈ ℂ) → ∏𝑘 ∈ {2}𝐷 = 𝐶)
113111, 96, 112syl2anc 595 . . . 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 2802 1 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = (𝐴 · (𝐵 · 𝐶)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 400   = wceq 1570  wcel 2143  wne 2958  wrex 3089  cun 3904  cin 3905  wss 3906  c0 4287  {csn 4590  {cpr 4592  {ctp 4594   class class class wbr 5110  cfv 6538  (class class class)co 7412  Fincfn 8944  cc 11099  0cc0 11101  1c1 11102   + caddc 11104   · cmul 11106  cle 11245  2c2 12296  3c3 12297  0cn0 12505  cz 12592  cuz 12863  ..^cfzo 13684  cprod 15959
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-inf2 9611  ax-cnex 11157  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178  ax-pre-sup 11179
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-tp 4595  df-op 4597  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-1o 8454  df-er 8695  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-fin 8948  df-sup 9403  df-oi 9473  df-card 9926  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445  df-div 11873  df-nn 12235  df-2 12304  df-3 12305  df-n0 12506  df-z 12593  df-uz 12864  df-rp 13018  df-fz 13537  df-fzo 13685  df-seq 14040  df-exp 14100  df-hash 14369  df-cj 15152  df-re 15153  df-im 15154  df-sqrt 15288  df-abs 15289  df-clim 15541  df-prod 15960
This theorem is referenced by:  circlevma  35010  circlemethhgt  35011
  Copyright terms: Public domain W3C validator