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

Theorem prodmolem3 16020
Description: Lemma for prodmo 16023. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
prodmo.1 𝐹 = (𝑘 ∈ ℤ ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 1))
prodmo.2 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
prodmo.3 𝐺 = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (𝑓𝑗) / 𝑘𝐵)
prodmolem3.4 𝐻 = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (𝐾𝑗) / 𝑘𝐵)
prodmolem3.5 (𝜑 → (𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
prodmolem3.6 (𝜑𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴)
prodmolem3.7 (𝜑𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto𝐴)
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 11208 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝑚 · 𝑗) ∈ ℂ)
21adantl 487 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ)) → (𝑚 · 𝑗) ∈ ℂ)
3 mulcom 11210 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝑚 · 𝑗) = (𝑗 · 𝑚))
43adantl 487 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ)) → (𝑚 · 𝑗) = (𝑗 · 𝑚))
5 mulass 11212 . . . 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 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
9 nnuz 12926 . . . 4 ℕ = (ℤ‘1)
108, 9eleqtrdi 2870 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ (ℤ‘1))
11 ssidd 3954 . . 3 (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
12 prodmolem3.6 . . . . . 6 (𝜑𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴)
13 f1ocnv 6830 . . . . . 6 (𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝑓:𝐴1-1-onto→(1...𝑀))
1412, 13syl 18 . . . . 5 (𝜑𝑓:𝐴1-1-onto→(1...𝑀))
15 prodmolem3.7 . . . . 5 (𝜑𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto𝐴)
16 f1oco 6841 . . . . 5 ((𝑓:𝐴1-1-onto→(1...𝑀) ∧ 𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto𝐴) → (𝑓𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀))
1714, 15, 16syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (𝑓𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀))
18 ovex 7446 . . . . . . . . . 10 (1...𝑁) ∈ V
1918f1oen 8978 . . . . . . . . 9 ((𝑓𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀) → (1...𝑁) ≈ (1...𝑀))
2017, 19syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1...𝑁) ≈ (1...𝑀))
21 fzfi 14036 . . . . . . . . 9 (1...𝑁) ∈ Fin
22 fzfi 14036 . . . . . . . . 9 (1...𝑀) ∈ Fin
23 hashen 14411 . . . . . . . . 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 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
2726nnnn0d 12589 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
28 hashfz1 14410 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (♯‘(1...𝑁)) = 𝑁)
2927, 28syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...𝑁)) = 𝑁)
308nnnn0d 12589 . . . . . . . 8 (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
31 hashfz1 14410 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℕ0 → (♯‘(1...𝑀)) = 𝑀)
3230, 31syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...𝑀)) = 𝑀)
3325, 29, 323eqtr3rd 2804 . . . . . 6 (𝜑𝑀 = 𝑁)
3433oveq2d 7429 . . . . 5 (𝜑 → (1...𝑀) = (1...𝑁))
3534f1oeq2d 6813 . . . 4 (𝜑 → ((𝑓𝐾):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) ↔ (𝑓𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀)))
3617, 35mpbird 260 . . 3 (𝜑 → (𝑓𝐾):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
37 prodmo.3 . . . . 5 𝐺 = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (𝑓𝑗) / 𝑘𝐵)
38 fveq2 6878 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑚 → (𝑓𝑗) = (𝑓𝑚))
3938csbeq1d 3851 . . . . 5 (𝑗 = 𝑚(𝑓𝑗) / 𝑘𝐵 = (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵)
40 elfznn 13608 . . . . . 6 (𝑚 ∈ (1...𝑀) → 𝑚 ∈ ℕ)
4140adantl 487 . . . . 5 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → 𝑚 ∈ ℕ)
42 f1of 6817 . . . . . . . 8 (𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝑓:(1...𝑀)⟶𝐴)
4312, 42syl 18 . . . . . . 7 (𝜑𝑓:(1...𝑀)⟶𝐴)
4443ffvelcdmda 7077 . . . . . 6 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓𝑚) ∈ 𝐴)
45 prodmo.2 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
4645ralrimiva 3154 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
4746adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
48 nfcsb1v 3871 . . . . . . . 8 𝑘(𝑓𝑚) / 𝑘𝐵
4948nfel1 2938 . . . . . . 7 𝑘(𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ
50 csbeq1a 3861 . . . . . . . 8 (𝑘 = (𝑓𝑚) → 𝐵 = (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵)
5150eleq1d 2845 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑓𝑚) → (𝐵 ∈ ℂ ↔ (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ))
5249, 51rspc 3564 . . . . . 6 ((𝑓𝑚) ∈ 𝐴 → (∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ → (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ))
5344, 47, 52sylc 66 . . . . 5 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ)
5437, 39, 41, 53fvmptd3 7010 . . . 4 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺𝑚) = (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵)
5554, 53eqeltrd 2860 . . 3 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺𝑚) ∈ ℂ)
5634f1oeq2d 6813 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐾:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto𝐴))
5715, 56mpbird 260 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐾:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴)
58 f1of 6817 . . . . . . . . . 10 (𝐾:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴)
5957, 58syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴)
60 fvco3 6978 . . . . . . . . 9 ((𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) = (𝑓‘(𝐾𝑖)))
6159, 60sylan 592 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) = (𝑓‘(𝐾𝑖)))
6261fveq2d 6882 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) = (𝑓‘(𝑓‘(𝐾𝑖))))
6312adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → 𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴)
6459ffvelcdmda 7077 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐾𝑖) ∈ 𝐴)
65 f1ocnvfv2 7278 . . . . . . . 8 ((𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴 ∧ (𝐾𝑖) ∈ 𝐴) → (𝑓‘(𝑓‘(𝐾𝑖))) = (𝐾𝑖))
6663, 64, 65syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘(𝑓‘(𝐾𝑖))) = (𝐾𝑖))
6762, 66eqtrd 2795 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) = (𝐾𝑖))
6867csbeq1d 3851 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵 = (𝐾𝑖) / 𝑘𝐵)
6968fveq2d 6882 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ( I ‘(𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵) = ( I ‘(𝐾𝑖) / 𝑘𝐵))
70 f1of 6817 . . . . . . 7 ((𝑓𝐾):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) → (𝑓𝐾):(1...𝑀)⟶(1...𝑀))
7136, 70syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑓𝐾):(1...𝑀)⟶(1...𝑀))
7271ffvelcdmda 7077 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ (1...𝑀))
73 elfznn 13608 . . . . 5 (((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ (1...𝑀) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ ℕ)
74 fveq2 6878 . . . . . . 7 (𝑗 = ((𝑓𝐾)‘𝑖) → (𝑓𝑗) = (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)))
7574csbeq1d 3851 . . . . . 6 (𝑗 = ((𝑓𝐾)‘𝑖) → (𝑓𝑗) / 𝑘𝐵 = (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵)
7675, 37fvmpti 6985 . . . . 5 (((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ ℕ → (𝐺‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) = ( I ‘(𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵))
7772, 73, 763syl 19 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) = ( I ‘(𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵))
78 elfznn 13608 . . . . . 6 (𝑖 ∈ (1...𝑀) → 𝑖 ∈ ℕ)
7978adantl 487 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → 𝑖 ∈ ℕ)
80 fveq2 6878 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑖 → (𝐾𝑗) = (𝐾𝑖))
8180csbeq1d 3851 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑖(𝐾𝑗) / 𝑘𝐵 = (𝐾𝑖) / 𝑘𝐵)
82 prodmolem3.4 . . . . . 6 𝐻 = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (𝐾𝑗) / 𝑘𝐵)
8381, 82fvmpti 6985 . . . . 5 (𝑖 ∈ ℕ → (𝐻𝑖) = ( I ‘(𝐾𝑖) / 𝑘𝐵))
8479, 83syl 18 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐻𝑖) = ( I ‘(𝐾𝑖) / 𝑘𝐵))
8569, 77, 843eqtr4rd 2806 . . 3 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐻𝑖) = (𝐺‘((𝑓𝐾)‘𝑖)))
862, 4, 6, 10, 11, 36, 55, 85seqf1o 14107 . 2 (𝜑 → (seq1( · , 𝐻)‘𝑀) = (seq1( · , 𝐺)‘𝑀))
8733fveq2d 6882 . 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 1570  wcel 2145  wral 3076  csb 3847  ifcif 4482   class class class wbr 5103  cmpt 5186   I cid 5549  ccnv 5654  ccom 5659  wf 6529  1-1-ontowf1o 6532  cfv 6533  (class class class)co 7413  cen 8949  Fincfn 8952  cc 11122  1c1 11125   · cmul 11129  cn 12257  0cn0 12528  cz 12615  cuz 12887  ...cfz 13561  seqcseq 14065  chash 14394
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 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201
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 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 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-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 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-er 8696  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-card 9944  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11467  df-neg 11468  df-nn 12258  df-n0 12529  df-z 12616  df-uz 12888  df-fz 13562  df-fzo 13710  df-seq 14066  df-hash 14395
This theorem is used by:  prodmolem2a  16021  prodmo  16023
  Copyright terms: Public domain W3C validator