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 35003
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 13737 . . . . 5 ((0..^2) ∩ {2}) = ∅
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ((0..^2) ∩ {2}) = ∅)
3 2p1e3 12392 . . . . . . 7 (2 + 1) = 3
43oveq2i 7427 . . . . . 6 (0..^(2 + 1)) = (0..^3)
5 2eluzge0 12915 . . . . . . 7 2 ∈ (ℤ‘0)
6 fzosplitsn 13816 . . . . . . 7 (2 ∈ (ℤ‘0) → (0..^(2 + 1)) = ((0..^2) ∪ {2}))
75, 6ax-mp 5 . . . . . 6 (0..^(2 + 1)) = ((0..^2) ∪ {2})
84, 7eqtr3i 2791 . . . . 5 (0..^3) = ((0..^2) ∪ {2})
98a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (0..^3) = ((0..^2) ∪ {2}))
10 fzofi 14021 . . . . 5 (0..^3) ∈ Fin
1110a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (0..^3) ∈ Fin)
12 prodfzo03.a . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) → 𝐷 ∈ ℂ)
132, 9, 11, 12fprodsplit 16031 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = (∏𝑘 ∈ (0..^2)𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷))
14 0ne1 12322 . . . . . 6 0 ≠ 1
15 disjsn2 4681 . . . . . 6 (0 ≠ 1 → ({0} ∩ {1}) = ∅)
1614, 15mp1i 14 . . . . 5 (𝜑 → ({0} ∩ {1}) = ∅)
17 fzo0to2pr 13790 . . . . . . 7 (0..^2) = {0, 1}
18 df-pr 4595 . . . . . . 7 {0, 1} = ({0} ∪ {1})
1917, 18eqtri 2789 . . . . . 6 (0..^2) = ({0} ∪ {1})
2019a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^2) = ({0} ∪ {1}))
21 fzofi 14021 . . . . . 6 (0..^2) ∈ Fin
2221a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^2) ∈ Fin)
23 2z 12636 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℤ
24 3z 12637 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℤ
25 2re 12325 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
26 3re 12331 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℝ
27 2lt3 12424 . . . . . . . . . 10 2 < 3
2825, 26, 27ltleii 11343 . . . . . . . . 9 2 ≤ 3
29 eluz2 12878 . . . . . . . . 9 (3 ∈ (ℤ‘2) ↔ (2 ∈ ℤ ∧ 3 ∈ ℤ ∧ 2 ≤ 3))
3023, 24, 28, 29mpbir3an 1360 . . . . . . . 8 3 ∈ (ℤ‘2)
31 fzoss2 13727 . . . . . . . 8 (3 ∈ (ℤ‘2) → (0..^2) ⊆ (0..^3))
3230, 31ax-mp 5 . . . . . . 7 (0..^2) ⊆ (0..^3)
3332sseli 3936 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (0..^2) → 𝑘 ∈ (0..^3))
3433, 12sylan2 605 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^2)) → 𝐷 ∈ ℂ)
3516, 20, 22, 34fprodsplit 16031 . . . 4 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^2)𝐷 = (∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {1}𝐷))
3635oveq1d 7431 . . 3 (𝜑 → (∏𝑘 ∈ (0..^2)𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷) = ((∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {1}𝐷) · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷))
3713, 36eqtrd 2801 . 2 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (0..^3)𝐷 = ((∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {1}𝐷) · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷))
38 snfi 9042 . . . . 5 {0} ∈ Fin
3938a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {0} ∈ Fin)
40 velsn 4608 . . . . 5 (𝑘 ∈ {0} ↔ 𝑘 = 0)
41 prodfzo03.1 . . . . . . 7 (𝑘 = 0 → 𝐷 = 𝐴)
4241adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 0) → 𝐷 = 𝐴)
43 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐴) → 𝐷 = 𝐴)
4412adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐴) → 𝐷 ∈ ℂ)
4543, 44eqeltrrd 2867 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐴) → 𝐴 ∈ ℂ)
46 c0ex 11210 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ V
4746tpid1 4737 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ {0, 1, 2}
48 fzo0to3tp 13792 . . . . . . . . . . 11 (0..^3) = {0, 1, 2}
4947, 48eleqtrri 2865 . . . . . . . . . 10 0 ∈ (0..^3)
50 eqid 2766 . . . . . . . . . 10 𝐴 = 𝐴
5141eqeq1d 2768 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 0 → (𝐷 = 𝐴𝐴 = 𝐴))
5251rspcev 3584 . . . . . . . . . 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 3176 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
5655adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 0) → 𝐴 ∈ ℂ)
5742, 56eqeltrd 2866 . . . . 5 ((𝜑𝑘 = 0) → 𝐷 ∈ ℂ)
5840, 57sylan2b 606 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ {0}) → 𝐷 ∈ ℂ)
5939, 58fprodcl 16017 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {0}𝐷 ∈ ℂ)
60 snfi 9042 . . . . 5 {1} ∈ Fin
6160a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {1} ∈ Fin)
62 velsn 4608 . . . . 5 (𝑘 ∈ {1} ↔ 𝑘 = 1)
63 prodfzo03.2 . . . . . . 7 (𝑘 = 1 → 𝐷 = 𝐵)
6463adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 1) → 𝐷 = 𝐵)
65 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐵) → 𝐷 = 𝐵)
6612adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐵) → 𝐷 ∈ ℂ)
6765, 66eqeltrrd 2867 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℂ)
68 1eltp012 12321 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ {0, 1, 2}
6968, 48eleqtrri 2865 . . . . . . . . . 10 1 ∈ (0..^3)
70 eqid 2766 . . . . . . . . . 10 𝐵 = 𝐵
7163eqeq1d 2768 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 1 → (𝐷 = 𝐵𝐵 = 𝐵))
7271rspcev 3584 . . . . . . . . . 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 3176 . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
7675adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 1) → 𝐵 ∈ ℂ)
7764, 76eqeltrd 2866 . . . . 5 ((𝜑𝑘 = 1) → 𝐷 ∈ ℂ)
7862, 77sylan2b 606 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ {1}) → 𝐷 ∈ ℂ)
7961, 78fprodcl 16017 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {1}𝐷 ∈ ℂ)
80 snfi 9042 . . . . 5 {2} ∈ Fin
8180a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {2} ∈ Fin)
82 velsn 4608 . . . . 5 (𝑘 ∈ {2} ↔ 𝑘 = 2)
83 prodfzo03.3 . . . . . . 7 (𝑘 = 2 → 𝐷 = 𝐶)
8483adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 2) → 𝐷 = 𝐶)
85 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐶) → 𝐷 = 𝐶)
8612adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐶) → 𝐷 ∈ ℂ)
8785, 86eqeltrrd 2867 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (0..^3)) ∧ 𝐷 = 𝐶) → 𝐶 ∈ ℂ)
88 2ex 12328 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ V
8988tpid3 4742 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ {0, 1, 2}
9089, 48eleqtrri 2865 . . . . . . . . . 10 2 ∈ (0..^3)
91 eqid 2766 . . . . . . . . . 10 𝐶 = 𝐶
9283eqeq1d 2768 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐷 = 𝐶𝐶 = 𝐶))
9392rspcev 3584 . . . . . . . . . 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 3176 . . . . . . 7 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
9796adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = 2) → 𝐶 ∈ ℂ)
9884, 97eqeltrd 2866 . . . . 5 ((𝜑𝑘 = 2) → 𝐷 ∈ ℂ)
9982, 98sylan2b 606 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ {2}) → 𝐷 ∈ ℂ)
10081, 99fprodcl 16017 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {2}𝐷 ∈ ℂ)
10159, 79, 100mulassd 11242 . 2 (𝜑 → ((∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {1}𝐷) · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷) = (∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · (∏𝑘 ∈ {1}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷)))
102 0nn0 12529 . . . . 5 0 ∈ ℕ0
103102a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 0 ∈ ℕ0)
10441prodsn 16027 . . . 4 ((0 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℂ) → ∏𝑘 ∈ {0}𝐷 = 𝐴)
105103, 55, 104syl2anc 596 . . 3 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {0}𝐷 = 𝐴)
106 1nn0 12530 . . . . . 6 1 ∈ ℕ0
107106a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
10863prodsn 16027 . . . . 5 ((1 ∈ ℕ0𝐵 ∈ ℂ) → ∏𝑘 ∈ {1}𝐷 = 𝐵)
109107, 75, 108syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {1}𝐷 = 𝐵)
110 2nn0 12531 . . . . . 6 2 ∈ ℕ0
111110a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
11283prodsn 16027 . . . . 5 ((2 ∈ ℕ0𝐶 ∈ ℂ) → ∏𝑘 ∈ {2}𝐷 = 𝐶)
113111, 96, 112syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ {2}𝐷 = 𝐶)
114109, 113oveq12d 7434 . . 3 (𝜑 → (∏𝑘 ∈ {1}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷) = (𝐵 · 𝐶))
115105, 114oveq12d 7434 . 2 (𝜑 → (∏𝑘 ∈ {0}𝐷 · (∏𝑘 ∈ {1}𝐷 · ∏𝑘 ∈ {2}𝐷)) = (𝐴 · (𝐵 · 𝐶)))
11637, 101, 1153eqtrd 2805 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 2146  wne 2961  wrex 3092  cun 3906  cin 3907  wss 3908  c0 4289  {csn 4592  {cpr 4594  {ctp 4596   class class class wbr 5112  cfv 6540  (class class class)co 7416  Fincfn 8945  cc 11108  0cc0 11110  1c1 11111   + caddc 11113   · cmul 11115  cle 11254  2c2 12305  3c3 12306  0cn0 12514  cz 12601  cuz 12872  ..^cfzo 13693  cprod 15968
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5241  ax-sep 5260  ax-nul 5272  ax-pow 5339  ax-pr 5407  ax-un 7738  ax-inf2 9612  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188
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 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4593  df-pr 4595  df-tp 4597  df-op 4599  df-uni 4876  df-int 4916  df-iun 4961  df-br 5113  df-opab 5177  df-mpt 5196  df-tr 5222  df-id 5559  df-eprel 5564  df-po 5572  df-so 5573  df-fr 5617  df-se 5618  df-we 5619  df-xp 5670  df-rel 5671  df-cnv 5672  df-co 5673  df-dm 5674  df-rn 5675  df-res 5676  df-ima 5677  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7865  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-er 8696  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-sup 9404  df-oi 9474  df-card 9936  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11453  df-neg 11454  df-div 11882  df-nn 12244  df-2 12313  df-3 12314  df-n0 12515  df-z 12602  df-uz 12873  df-rp 13027  df-fz 13546  df-fzo 13694  df-seq 14049  df-exp 14109  df-hash 14378  df-cj 15161  df-re 15162  df-im 15163  df-sqrt 15297  df-abs 15298  df-clim 15550  df-prod 15969
This theorem is used by:  circlevma  35042  circlemethhgt  35043
  Copyright terms: Public domain W3C validator