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

Theorem sumeven 16601
Description: If every term in a sum is even, then so is the sum. (Contributed by AV, 14-Aug-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
sumeven.a (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
sumeven.b ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℤ)
sumeven.e ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 2 ∥ 𝐵)
Assertion
Ref Expression
sumeven (𝜑 → 2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝜑,𝑘
Allowed substitution hint:   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem sumeven
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 sumeq1 15900 . . 3 (𝑥 = ∅ → Σ𝑘 ∈ 𝑥 𝐵 = Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐵)
21breq2d 5120 . 2 (𝑥 = ∅ → (2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑥 𝐵 ↔ 2 ∥ Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐵))
3 sumeq1 15900 . . 3 (𝑥 = 𝑦 → Σ𝑘 ∈ 𝑥 𝐵 = Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵)
43breq2d 5120 . 2 (𝑥 = 𝑦 → (2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑥 𝐵 ↔ 2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵))
5 sumeq1 15900 . . 3 (𝑥 = (𝑦 ∪ {𝑧}) → Σ𝑘 ∈ 𝑥 𝐵 = Σ𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵)
65breq2d 5120 . 2 (𝑥 = (𝑦 ∪ {𝑧}) → (2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑥 𝐵 ↔ 2 ∥ Σ𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵))
7 sumeq1 15900 . . 3 (𝑥 = 𝐴 → Σ𝑘 ∈ 𝑥 𝐵 = Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
87breq2d 5120 . 2 (𝑥 = 𝐴 → (2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑥 𝐵 ↔ 2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵))
9 z0even 16581 . . . 4 2 ∥ 0
10 sum0 15931 . . . 4 Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐵 = 0
119, 10breqtrri 5138 . . 3 2 ∥ Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐵
1211a1i 11 . 2 (𝜑 → 2 ∥ Σ𝑘 ∈ ∅ 𝐵)
13 2z 12768 . . . . . . . 8 2 ∈ ℤ
1413a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → 2 ∈ ℤ)
15 sumeven.a . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
16 ssfi 9226 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑦 ⊆ 𝐴) → 𝑦 ∈ Fin)
1716expcom 419 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ⊆ 𝐴 → (𝐴 ∈ Fin → 𝑦 ∈ Fin))
1817adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦)) → (𝐴 ∈ Fin → 𝑦 ∈ Fin))
1915, 18mpan9 516 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → 𝑦 ∈ Fin)
20 simpll 779 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 𝑘 ∈ 𝑦) → 𝜑)
21 ssel 3907 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ⊆ 𝐴 → (𝑘 ∈ 𝑦 → 𝑘 ∈ 𝐴))
2221adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦)) → (𝑘 ∈ 𝑦 → 𝑘 ∈ 𝐴))
2322adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → (𝑘 ∈ 𝑦 → 𝑘 ∈ 𝐴))
2423imp 412 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 𝑘 ∈ 𝑦) → 𝑘 ∈ 𝐴)
25 sumeven.b . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℤ)
2620, 24, 25syl2anc 596 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 𝑘 ∈ 𝑦) → 𝐵 ∈ ℤ)
2719, 26fsumzcl 15945 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ ℤ)
28 eldifi 4070 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦) → 𝑧 ∈ 𝐴)
2928adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦)) → 𝑧 ∈ 𝐴)
3029adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → 𝑧 ∈ 𝐴)
3125adantlr 728 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℤ)
3231ralrimiva 3158 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℤ)
33 rspcsbela 4399 . . . . . . . 8 ((𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℤ) → ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℤ)
3430, 32, 33syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℤ)
3514, 27, 343jca 1146 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → (2 ∈ ℤ ∧ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ ℤ ∧ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℤ))
3635adantr 486 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵) → (2 ∈ ℤ ∧ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ ℤ ∧ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℤ))
37 sumeven.e . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 2 ∥ 𝐵)
3837ralrimiva 3158 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 2 ∥ 𝐵)
39 nfcv 2926 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑘2
40 nfcv 2926 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑘 ∥
41 nfcsb1v 3875 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑘⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵
4239, 40, 41nfbr 5158 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑘2 ∥ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵
43 csbeq1a 3865 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑧 → 𝐵 = ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵)
4443breq2d 5120 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑧 → (2 ∥ 𝐵 ↔ 2 ∥ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵))
4542, 44rspc 3568 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ 𝐴 → (∀𝑘 ∈ 𝐴 2 ∥ 𝐵 → 2 ∥ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵))
4628, 38, 45syl2imc 42 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦) → 2 ∥ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵))
4746a1d 26 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑦 ⊆ 𝐴 → (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦) → 2 ∥ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵)))
4847imp32 424 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → 2 ∥ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵)
4948anim1ci 628 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵) → (2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 ∧ 2 ∥ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵))
50 dvds2add 16504 . . . . 5 ((2 ∈ ℤ ∧ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ ℤ ∧ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℤ) → ((2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 ∧ 2 ∥ ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵) → 2 ∥ (Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 + ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵)))
5136, 49, 50sylc 66 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵) → 2 ∥ (Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 + ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵))
52 vex 3458 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
5352a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → 𝑧 ∈ V)
54 eldif 4052 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑧 ∈ 𝑦))
55 df-nel 3066 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∉ 𝑦 ↔ ¬ 𝑧 ∈ 𝑦)
5655biimpri 231 . . . . . . . . 9 (¬ 𝑧 ∈ 𝑦 → 𝑧 ∉ 𝑦)
5754, 56simplbiim 514 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦) → 𝑧 ∉ 𝑦)
5857adantl 487 . . . . . . 7 ((𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦)) → 𝑧 ∉ 𝑦)
5958adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → 𝑧 ∉ 𝑦)
60 simpll 779 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})) → 𝜑)
61 elun 4155 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧}) ↔ (𝑘 ∈ 𝑦 ∨ 𝑘 ∈ {𝑧}))
6222com12 33 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦)) → 𝑘 ∈ 𝐴))
63 elsni 4601 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ {𝑧} → 𝑘 = 𝑧)
64 eleq1w 2847 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 = 𝑧 → (𝑘 ∈ 𝐴 ↔ 𝑧 ∈ 𝐴))
6529, 64imbitrrid 249 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝑧 → ((𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦)) → 𝑘 ∈ 𝐴))
6663, 65syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ {𝑧} → ((𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦)) → 𝑘 ∈ 𝐴))
6762, 66jaoi 871 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ 𝑦 ∨ 𝑘 ∈ {𝑧}) → ((𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦)) → 𝑘 ∈ 𝐴))
6867com12 33 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦)) → ((𝑘 ∈ 𝑦 ∨ 𝑘 ∈ {𝑧}) → 𝑘 ∈ 𝐴))
6961, 68biimtrid 245 . . . . . . . . . 10 ((𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦)) → (𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧}) → 𝑘 ∈ 𝐴))
7069adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → (𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧}) → 𝑘 ∈ 𝐴))
7170imp 412 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})) → 𝑘 ∈ 𝐴)
7260, 71, 25syl2anc 596 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})) → 𝐵 ∈ ℤ)
7372ralrimiva 3158 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → ∀𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵 ∈ ℤ)
74 fsumsplitsnun 15965 . . . . . 6 ((𝑦 ∈ Fin ∧ (𝑧 ∈ V ∧ 𝑧 ∉ 𝑦) ∧ ∀𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵 ∈ ℤ) → Σ𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵 = (Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 + ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵))
7519, 53, 59, 73, 74syl121anc 1403 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → Σ𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵 = (Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 + ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵))
7675adantr 486 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵) → Σ𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵 = (Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 + ⦋𝑧 / 𝑘⦌𝐵))
7751, 76breqtrrd 5139 . . 3 (((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ 2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵) → 2 ∥ Σ𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵)
7877ex 418 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → (2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝑦 𝐵 → 2 ∥ Σ𝑘 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵))
792, 4, 6, 8, 12, 78, 15findcard2d 9220 1 (𝜑 → 2 ∥ Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ∉ wnel 3065  ∀wral 3080  Vcvv 3454  ⦋csb 3851   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048   ∪ cun 4152  ∅c0 4281  {csn 4588   class class class wbr 5108  (class class class)co 7451  Fincfn 9011  0cc0 11239   + caddc 11242  2c2 12437  ℤcz 12733  Σcsu 15897   ∥ cdvds 16466
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-inf2 9679  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-er 8755  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-sup 9471  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-n0 12647  df-z 12734  df-uz 13006  df-rp 13161  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-seq 14185  df-exp 14245  df-hash 14516  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-clim 15699  df-sum 15898  df-dvds 16467
This theorem is used by:  vtxdgoddnumeven  30191
  Copyright terms: Public domain W3C validator