MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  prodmolem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem prodmolem3 16109
Description: Lemma for prodmo 16112. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
prodmo.1 𝐹 = (𝑘 ∈ ℤ ↦ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 1))
prodmo.2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
prodmo.3 𝐺 = (𝑗 ∈ ℕ ↦ ⦋(𝑓‘𝑗) / 𝑘⦌𝐵)
prodmolem3.4 𝐻 = (𝑗 ∈ ℕ ↦ ⦋(𝐾‘𝑗) / 𝑘⦌𝐵)
prodmolem3.5 (𝜑 → (𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
prodmolem3.6 (𝜑 → 𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto→𝐴)
prodmolem3.7 (𝜑 → 𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto→𝐴)
Assertion
Ref Expression
prodmolem3 (𝜑 → (seq1( · , 𝐺)‘𝑀) = (seq1( · , 𝐻)‘𝑁))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝑘,𝐹   𝜑,𝑘   𝐵,𝑗   𝑓,𝑗,𝑘   𝜑,𝑗   𝑗,𝐺   𝑗,𝐾   𝑗,𝑀
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝐴(𝑓, 𝑗)   𝐵(𝑓, 𝑘)   𝐹(𝑓, 𝑗)   𝐺(𝑓, 𝑘)   𝐻(𝑓, 𝑗, 𝑘)   𝐾(𝑓, 𝑘)   𝑀(𝑓, 𝑘)   𝑁(𝑓, 𝑗, 𝑘)

Proof of Theorem prodmolem3
Dummy variables 𝑚 𝑖 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mulcl 11291 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝑚 · 𝑗) ∈ ℂ)
21adantl 487 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ)) → (𝑚 · 𝑗) ∈ ℂ)
3 mulcom 11293 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝑚 · 𝑗) = (𝑗 · 𝑚))
43adantl 487 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ)) → (𝑚 · 𝑗) = (𝑗 · 𝑚))
5 mulass 11295 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → ((𝑚 · 𝑗) · 𝑧) = (𝑚 · (𝑗 · 𝑧)))
65adantl 487 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ)) → ((𝑚 · 𝑗) · 𝑧) = (𝑚 · (𝑗 · 𝑧)))
7 prodmolem3.5 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
87simpld 500 . . . 4 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
9 nnuz 13011 . . . 4 ℕ = (ℤ≥‘1)
108, 9eleqtrdi 2870 . . 3 (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘1))
11 ssidd 3932 . . 3 (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
12 prodmolem3.6 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto→𝐴)
13 f1ocnv 6842 . . . . . 6 (𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto→𝐴 → ◡𝑓:𝐴–1-1-onto→(1...𝑀))
1412, 13syl 18 . . . . 5 (𝜑 → ◡𝑓:𝐴–1-1-onto→(1...𝑀))
15 prodmolem3.7 . . . . 5 (𝜑 → 𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto→𝐴)
16 f1oco 6853 . . . . 5 ((◡𝑓:𝐴–1-1-onto→(1...𝑀) ∧ 𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto→𝐴) → (◡𝑓 ∘ 𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀))
1714, 15, 16syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (◡𝑓 ∘ 𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀))
18 ovex 7457 . . . . . . . . . 10 (1...𝑁) ∈ V
1918f1oen 9006 . . . . . . . . 9 ((◡𝑓 ∘ 𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀) → (1...𝑁) ≈ (1...𝑀))
2017, 19syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1...𝑁) ≈ (1...𝑀))
21 fzfi 14122 . . . . . . . . 9 (1...𝑁) ∈ Fin
22 fzfi 14122 . . . . . . . . 9 (1...𝑀) ∈ Fin
23 hashen 14498 . . . . . . . . 9 (((1...𝑁) ∈ Fin ∧ (1...𝑀) ∈ Fin) → ((♯‘(1...𝑁)) = (♯‘(1...𝑀)) ↔ (1...𝑁) ≈ (1...𝑀)))
2421, 22, 23mp2an 705 . . . . . . . 8 ((♯‘(1...𝑁)) = (♯‘(1...𝑀)) ↔ (1...𝑁) ≈ (1...𝑀))
2520, 24sylibr 237 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...𝑁)) = (♯‘(1...𝑀)))
267simprd 501 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
2726nnnn0d 12674 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
28 hashfz1 14497 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (♯‘(1...𝑁)) = 𝑁)
2927, 28syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...𝑁)) = 𝑁)
308nnnn0d 12674 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ0)
31 hashfz1 14497 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℕ0 → (♯‘(1...𝑀)) = 𝑀)
3230, 31syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...𝑀)) = 𝑀)
3325, 29, 323eqtr3rd 2804 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑀 = 𝑁)
3433oveq2d 7440 . . . . 5 (𝜑 → (1...𝑀) = (1...𝑁))
3534f1oeq2d 6825 . . . 4 (𝜑 → ((◡𝑓 ∘ 𝐾):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) ↔ (◡𝑓 ∘ 𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀)))
3617, 35mpbird 260 . . 3 (𝜑 → (◡𝑓 ∘ 𝐾):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
37 prodmo.3 . . . . 5 𝐺 = (𝑗 ∈ ℕ ↦ ⦋(𝑓‘𝑗) / 𝑘⦌𝐵)
38 fveq2 6890 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑚 → (𝑓‘𝑗) = (𝑓‘𝑚))
3938csbeq1d 3851 . . . . 5 (𝑗 = 𝑚 → ⦋(𝑓‘𝑗) / 𝑘⦌𝐵 = ⦋(𝑓‘𝑚) / 𝑘⦌𝐵)
40 elfznn 13694 . . . . . 6 (𝑚 ∈ (1...𝑀) → 𝑚 ∈ ℕ)
4140adantl 487 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (1...𝑀)) → 𝑚 ∈ ℕ)
42 f1of 6829 . . . . . . . 8 (𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto→𝐴 → 𝑓:(1...𝑀)⟶𝐴)
4312, 42syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑓:(1...𝑀)⟶𝐴)
4443ffvelcdmda 7089 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘𝑚) ∈ 𝐴)
45 prodmo.2 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
4645ralrimiva 3154 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
4746adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (1...𝑀)) → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
48 nfcsb1v 3871 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑘⦋(𝑓‘𝑚) / 𝑘⦌𝐵
4948nfel1 2938 . . . . . . 7 Ⅎ𝑘⦋(𝑓‘𝑚) / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℂ
50 csbeq1a 3861 . . . . . . . 8 (𝑘 = (𝑓‘𝑚) → 𝐵 = ⦋(𝑓‘𝑚) / 𝑘⦌𝐵)
5150eleq1d 2845 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑓‘𝑚) → (𝐵 ∈ ℂ ↔ ⦋(𝑓‘𝑚) / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℂ))
5249, 51rspc 3564 . . . . . 6 ((𝑓‘𝑚) ∈ 𝐴 → (∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ → ⦋(𝑓‘𝑚) / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℂ))
5344, 47, 52sylc 66 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (1...𝑀)) → ⦋(𝑓‘𝑚) / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℂ)
5437, 39, 41, 53fvmptd3 7022 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺‘𝑚) = ⦋(𝑓‘𝑚) / 𝑘⦌𝐵)
5554, 53eqeltrd 2860 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺‘𝑚) ∈ ℂ)
5634f1oeq2d 6825 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐾:(1...𝑀)–1-1-onto→𝐴 ↔ 𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto→𝐴))
5715, 56mpbird 260 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐾:(1...𝑀)–1-1-onto→𝐴)
58 f1of 6829 . . . . . . . . . 10 (𝐾:(1...𝑀)–1-1-onto→𝐴 → 𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴)
5957, 58syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴)
60 fvco3 6990 . . . . . . . . 9 ((𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖) = (◡𝑓‘(𝐾‘𝑖)))
6159, 60sylan 592 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖) = (◡𝑓‘(𝐾‘𝑖)))
6261fveq2d 6894 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)) = (𝑓‘(◡𝑓‘(𝐾‘𝑖))))
6312adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → 𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto→𝐴)
6459ffvelcdmda 7089 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐾‘𝑖) ∈ 𝐴)
65 f1ocnvfv2 7289 . . . . . . . 8 ((𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto→𝐴 ∧ (𝐾‘𝑖) ∈ 𝐴) → (𝑓‘(◡𝑓‘(𝐾‘𝑖))) = (𝐾‘𝑖))
6663, 64, 65syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘(◡𝑓‘(𝐾‘𝑖))) = (𝐾‘𝑖))
6762, 66eqtrd 2795 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)) = (𝐾‘𝑖))
6867csbeq1d 3851 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ⦋(𝑓‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)) / 𝑘⦌𝐵 = ⦋(𝐾‘𝑖) / 𝑘⦌𝐵)
6968fveq2d 6894 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ( I ‘⦋(𝑓‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)) / 𝑘⦌𝐵) = ( I ‘⦋(𝐾‘𝑖) / 𝑘⦌𝐵))
70 f1of 6829 . . . . . . 7 ((◡𝑓 ∘ 𝐾):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) → (◡𝑓 ∘ 𝐾):(1...𝑀)⟶(1...𝑀))
7136, 70syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (◡𝑓 ∘ 𝐾):(1...𝑀)⟶(1...𝑀))
7271ffvelcdmda 7089 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖) ∈ (1...𝑀))
73 elfznn 13694 . . . . 5 (((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖) ∈ (1...𝑀) → ((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖) ∈ ℕ)
74 fveq2 6890 . . . . . . 7 (𝑗 = ((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖) → (𝑓‘𝑗) = (𝑓‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)))
7574csbeq1d 3851 . . . . . 6 (𝑗 = ((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖) → ⦋(𝑓‘𝑗) / 𝑘⦌𝐵 = ⦋(𝑓‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)) / 𝑘⦌𝐵)
7675, 37fvmpti 6997 . . . . 5 (((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖) ∈ ℕ → (𝐺‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)) = ( I ‘⦋(𝑓‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)) / 𝑘⦌𝐵))
7772, 73, 763syl 19 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)) = ( I ‘⦋(𝑓‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)) / 𝑘⦌𝐵))
78 elfznn 13694 . . . . . 6 (𝑖 ∈ (1...𝑀) → 𝑖 ∈ ℕ)
7978adantl 487 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → 𝑖 ∈ ℕ)
80 fveq2 6890 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑖 → (𝐾‘𝑗) = (𝐾‘𝑖))
8180csbeq1d 3851 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑖 → ⦋(𝐾‘𝑗) / 𝑘⦌𝐵 = ⦋(𝐾‘𝑖) / 𝑘⦌𝐵)
82 prodmolem3.4 . . . . . 6 𝐻 = (𝑗 ∈ ℕ ↦ ⦋(𝐾‘𝑗) / 𝑘⦌𝐵)
8381, 82fvmpti 6997 . . . . 5 (𝑖 ∈ ℕ → (𝐻‘𝑖) = ( I ‘⦋(𝐾‘𝑖) / 𝑘⦌𝐵))
8479, 83syl 18 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐻‘𝑖) = ( I ‘⦋(𝐾‘𝑖) / 𝑘⦌𝐵))
8569, 77, 843eqtr4rd 2806 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐻‘𝑖) = (𝐺‘((◡𝑓 ∘ 𝐾)‘𝑖)))
862, 4, 6, 10, 11, 36, 55, 85seqf1o 14193 . 2 (𝜑 → (seq1( · , 𝐻)‘𝑀) = (seq1( · , 𝐺)‘𝑀))
8733fveq2d 6894 . 2 (𝜑 → (seq1( · , 𝐻)‘𝑀) = (seq1( · , 𝐻)‘𝑁))
8886, 87eqtr3d 2797 1 (𝜑 → (seq1( · , 𝐺)‘𝑀) = (seq1( · , 𝐻)‘𝑁))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ⦋csb 3847  ifcif 4481   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185   I cid 5545  ◡ccnv 5650   ∘ ccom 5655  ⟶wf 6539  –1-1-onto→wf1o 6542  ‘cfv 6543  (class class class)co 7424   ≈ cen 8977  Fincfn 8980  ℂcc 11205  1c1 11208   · cmul 11212  ℕcn 12342  ℕ0cn0 12613  ℤcz 12700  ℤ≥cuz 12972  ...cfz 13646  seqcseq 14151  ♯chash 14481
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-cnex 11263  ax-resscn 11264  ax-1cn 11265  ax-icn 11266  ax-addcl 11267  ax-addrcl 11268  ax-mulcl 11269  ax-mulrcl 11270  ax-mulcom 11271  ax-addass 11272  ax-mulass 11273  ax-distr 11274  ax-i2m1 11275  ax-1ne0 11276  ax-1rid 11277  ax-rnegex 11278  ax-rrecex 11279  ax-cnre 11280  ax-pre-lttri 11281  ax-pre-lttrn 11282  ax-pre-ltadd 11283  ax-pre-mulgt0 11284
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  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 6307  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6497  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-om 7882  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8386  df-rdg 8425  df-1o 8483  df-er 8724  df-en 8981  df-dom 8982  df-sdom 8983  df-fin 8984  df-card 10027  df-pnf 11352  df-mnf 11353  df-xr 11354  df-ltxr 11355  df-le 11356  df-sub 11550  df-neg 11551  df-nn 12343  df-n0 12614  df-z 12701  df-uz 12973  df-fz 13647  df-fzo 13796  df-seq 14152  df-hash 14482
This theorem is used by:  prodmolem2a  16110  prodmo  16112
  Copyright terms: Public domain W3C validator