Theorem reprval 34754

Description: Value of the representations of 𝑀 as the sum of 𝑆 nonnegative integers in a given set 𝐴. (Contributed by Thierry Arnoux, 1-Dec-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
reprval.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℕ)
reprval.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
reprval.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ ℕ0)

Assertion

Ref	Expression
reprval	⊢ (𝜑 → (𝐴(repr‘𝑆)𝑀) = {𝑐 ∈ (𝐴 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑀})

Distinct variable groups:   𝐴,𝑐   𝑀,𝑐   𝑆,𝑎,𝑐   𝜑,𝑐

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑎)   𝐴(𝑎)   𝑀(𝑎)

Proof of Theorem reprval

Dummy variables 𝑏 𝑚 𝑠 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-repr 34753	. . 3 ⊢ repr = (𝑠 ∈ ℕ0 ↦ (𝑏 ∈ 𝒫 ℕ, 𝑚 ∈ ℤ ↦ {𝑐 ∈ (𝑏 ↑m (0..^𝑠)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑠)(𝑐‘𝑎) = 𝑚}))
2		oveq2 7375	. . . . . 6 ⊢ (𝑠 = 𝑆 → (0..^𝑠) = (0..^𝑆))
3	2	oveq2d 7383	. . . . 5 ⊢ (𝑠 = 𝑆 → (𝑏 ↑m (0..^𝑠)) = (𝑏 ↑m (0..^𝑆)))
4	2	sumeq1d 15662	. . . . . 6 ⊢ (𝑠 = 𝑆 → Σ𝑎 ∈ (0..^𝑠)(𝑐‘𝑎) = Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎))
5	4	eqeq1d 2738	. . . . 5 ⊢ (𝑠 = 𝑆 → (Σ𝑎 ∈ (0..^𝑠)(𝑐‘𝑎) = 𝑚 ↔ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑚))
6	3, 5	rabeqbidv 3407	. . . 4 ⊢ (𝑠 = 𝑆 → {𝑐 ∈ (𝑏 ↑m (0..^𝑠)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑠)(𝑐‘𝑎) = 𝑚} = {𝑐 ∈ (𝑏 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑚})
7	6	mpoeq3dv 7446	. . 3 ⊢ (𝑠 = 𝑆 → (𝑏 ∈ 𝒫 ℕ, 𝑚 ∈ ℤ ↦ {𝑐 ∈ (𝑏 ↑m (0..^𝑠)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑠)(𝑐‘𝑎) = 𝑚}) = (𝑏 ∈ 𝒫 ℕ, 𝑚 ∈ ℤ ↦ {𝑐 ∈ (𝑏 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑚}))
8		reprval.s	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ ℕ0)
9		nnex 12180	. . . . . 6 ⊢ ℕ ∈ V
10	9	pwex 5322	. . . . 5 ⊢ 𝒫 ℕ ∈ V
11		zex 12533	. . . . 5 ⊢ ℤ ∈ V
12	10, 11	mpoex 8032	. . . 4 ⊢ (𝑏 ∈ 𝒫 ℕ, 𝑚 ∈ ℤ ↦ {𝑐 ∈ (𝑏 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑚}) ∈ V
13	12	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑏 ∈ 𝒫 ℕ, 𝑚 ∈ ℤ ↦ {𝑐 ∈ (𝑏 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑚}) ∈ V)
14	1, 7, 8, 13	fvmptd3 6971	. 2 ⊢ (𝜑 → (repr‘𝑆) = (𝑏 ∈ 𝒫 ℕ, 𝑚 ∈ ℤ ↦ {𝑐 ∈ (𝑏 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑚}))
15		simprl 771	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 = 𝐴 ∧ 𝑚 = 𝑀)) → 𝑏 = 𝐴)
16	15	oveq1d 7382	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 = 𝐴 ∧ 𝑚 = 𝑀)) → (𝑏 ↑m (0..^𝑆)) = (𝐴 ↑m (0..^𝑆)))
17		simprr 773	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 = 𝐴 ∧ 𝑚 = 𝑀)) → 𝑚 = 𝑀)
18	17	eqeq2d 2747	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 = 𝐴 ∧ 𝑚 = 𝑀)) → (Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑚 ↔ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑀))
19	16, 18	rabeqbidv 3407	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 = 𝐴 ∧ 𝑚 = 𝑀)) → {𝑐 ∈ (𝑏 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑚} = {𝑐 ∈ (𝐴 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑀})
20	9	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ℕ ∈ V)
21		reprval.a	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℕ)
22	20, 21	ssexd 5265	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ V)
23	22, 21	elpwd 4547	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝒫 ℕ)
24		reprval.m	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
25		ovex 7400	. . . 4 ⊢ (𝐴 ↑m (0..^𝑆)) ∈ V
26	25	rabex 5280	. . 3 ⊢ {𝑐 ∈ (𝐴 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑀} ∈ V
27	26	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → {𝑐 ∈ (𝐴 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑀} ∈ V)
28	14, 19, 23, 24, 27	ovmpod 7519	1 ⊢ (𝜑 → (𝐴(repr‘𝑆)𝑀) = {𝑐 ∈ (𝐴 ↑m (0..^𝑆)) ∣ Σ𝑎 ∈ (0..^𝑆)(𝑐‘𝑎) = 𝑀})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  {crab 3389  Vcvv 3429   ⊆ wss 3889  𝒫 cpw 4541  ‘cfv 6498  (class class class)co 7367   ∈ cmpo 7369   ↑_m cmap 8773  0cc0 11038  ℕcn 12174  ℕ₀cn0 12437  ℤcz 12524  ..^cfzo 13608  Σcsu 15648  reprcrepr 34752

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-addcl 11098

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-ral 3052  df-rex 3062  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-neg 11380  df-nn 12175  df-z 12525  df-seq 13964  df-sum 15649  df-repr 34753

This theorem is referenced by:  repr0  34755  reprf  34756  reprsum  34757  reprsuc  34759  reprfi  34760  reprss  34761  reprinrn  34762  reprlt  34763  reprgt  34765  reprinfz1  34766  reprpmtf1o  34770  reprdifc  34771  breprexplema  34774