MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  summolem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem summolem3 15642
Description: Lemma for summo 15645. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Mar-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
summo.1 𝐹 = (𝑘 ∈ ℤ ↦ if(𝑘𝐴, 𝐵, 0))
summo.2 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
summo.3 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑓𝑛) / 𝑘𝐵)
summolem3.4 𝐻 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐾𝑛) / 𝑘𝐵)
summolem3.5 (𝜑 → (𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
summolem3.6 (𝜑𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴)
summolem3.7 (𝜑𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto𝐴)
Assertion
Ref Expression
summolem3 (𝜑 → (seq1( + , 𝐺)‘𝑀) = (seq1( + , 𝐻)‘𝑁))
Distinct variable groups:   𝑓,𝑘,𝑛,𝐴   𝑓,𝐹,𝑘,𝑛   𝑘,𝐺,𝑛   𝑘,𝐾,𝑛   𝑘,𝑁,𝑛   𝜑,𝑘,𝑛   𝐵,𝑓,𝑛   𝑘,𝑀,𝑛
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝐵(𝑘)   𝐺(𝑓)   𝐻(𝑓,𝑘,𝑛)   𝐾(𝑓)   𝑀(𝑓)   𝑁(𝑓)

Proof of Theorem summolem3
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑚 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 addcl 11174 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝑚 + 𝑗) ∈ ℂ)
21adantl 482 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ)) → (𝑚 + 𝑗) ∈ ℂ)
3 addcom 11382 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝑚 + 𝑗) = (𝑗 + 𝑚))
43adantl 482 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ)) → (𝑚 + 𝑗) = (𝑗 + 𝑚))
5 addass 11179 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑚 + 𝑗) + 𝑦) = (𝑚 + (𝑗 + 𝑦)))
65adantl 482 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ)) → ((𝑚 + 𝑗) + 𝑦) = (𝑚 + (𝑗 + 𝑦)))
7 summolem3.5 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
87simpld 495 . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
9 nnuz 12847 . . . 4 ℕ = (ℤ‘1)
108, 9eleqtrdi 2842 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ (ℤ‘1))
11 ssidd 4001 . . 3 (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
12 summolem3.6 . . . . . 6 (𝜑𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴)
13 f1ocnv 6832 . . . . . 6 (𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝑓:𝐴1-1-onto→(1...𝑀))
1412, 13syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑓:𝐴1-1-onto→(1...𝑀))
15 summolem3.7 . . . . 5 (𝜑𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto𝐴)
16 f1oco 6843 . . . . 5 ((𝑓:𝐴1-1-onto→(1...𝑀) ∧ 𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto𝐴) → (𝑓𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀))
1714, 15, 16syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (𝑓𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀))
18 ovex 7426 . . . . . . . . . 10 (1...𝑁) ∈ V
1918f1oen 8952 . . . . . . . . 9 ((𝑓𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀) → (1...𝑁) ≈ (1...𝑀))
2017, 19syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1...𝑁) ≈ (1...𝑀))
21 fzfi 13919 . . . . . . . . 9 (1...𝑁) ∈ Fin
22 fzfi 13919 . . . . . . . . 9 (1...𝑀) ∈ Fin
23 hashen 14289 . . . . . . . . 9 (((1...𝑁) ∈ Fin ∧ (1...𝑀) ∈ Fin) → ((♯‘(1...𝑁)) = (♯‘(1...𝑀)) ↔ (1...𝑁) ≈ (1...𝑀)))
2421, 22, 23mp2an 690 . . . . . . . 8 ((♯‘(1...𝑁)) = (♯‘(1...𝑀)) ↔ (1...𝑁) ≈ (1...𝑀))
2520, 24sylibr 233 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...𝑁)) = (♯‘(1...𝑀)))
267simprd 496 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
27 nnnn0 12461 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
28 hashfz1 14288 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (♯‘(1...𝑁)) = 𝑁)
2926, 27, 283syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...𝑁)) = 𝑁)
30 nnnn0 12461 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℕ0)
31 hashfz1 14288 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℕ0 → (♯‘(1...𝑀)) = 𝑀)
328, 30, 313syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...𝑀)) = 𝑀)
3325, 29, 323eqtr3rd 2780 . . . . . 6 (𝜑𝑀 = 𝑁)
3433oveq2d 7409 . . . . 5 (𝜑 → (1...𝑀) = (1...𝑁))
3534f1oeq2d 6816 . . . 4 (𝜑 → ((𝑓𝐾):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) ↔ (𝑓𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀)))
3617, 35mpbird 256 . . 3 (𝜑 → (𝑓𝐾):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
37 summo.3 . . . . 5 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑓𝑛) / 𝑘𝐵)
38 fveq2 6878 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑚 → (𝑓𝑛) = (𝑓𝑚))
3938csbeq1d 3893 . . . . 5 (𝑛 = 𝑚(𝑓𝑛) / 𝑘𝐵 = (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵)
40 elfznn 13512 . . . . . 6 (𝑚 ∈ (1...𝑀) → 𝑚 ∈ ℕ)
4140adantl 482 . . . . 5 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → 𝑚 ∈ ℕ)
42 f1of 6820 . . . . . . . 8 (𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝑓:(1...𝑀)⟶𝐴)
4312, 42syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑓:(1...𝑀)⟶𝐴)
4443ffvelcdmda 7071 . . . . . 6 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓𝑚) ∈ 𝐴)
45 summo.2 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
4645ralrimiva 3145 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
4746adantr 481 . . . . . 6 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
48 nfcsb1v 3914 . . . . . . . 8 𝑘(𝑓𝑚) / 𝑘𝐵
4948nfel1 2918 . . . . . . 7 𝑘(𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ
50 csbeq1a 3903 . . . . . . . 8 (𝑘 = (𝑓𝑚) → 𝐵 = (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵)
5150eleq1d 2817 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑓𝑚) → (𝐵 ∈ ℂ ↔ (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ))
5249, 51rspc 3597 . . . . . 6 ((𝑓𝑚) ∈ 𝐴 → (∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ → (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ))
5344, 47, 52sylc 65 . . . . 5 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ)
5437, 39, 41, 53fvmptd3 7007 . . . 4 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺𝑚) = (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵)
5554, 53eqeltrd 2832 . . 3 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺𝑚) ∈ ℂ)
5634f1oeq2d 6816 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐾:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto𝐴))
5715, 56mpbird 256 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐾:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴)
58 f1of 6820 . . . . . . . . . 10 (𝐾:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴)
5957, 58syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴)
60 fvco3 6976 . . . . . . . . 9 ((𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) = (𝑓‘(𝐾𝑖)))
6159, 60sylan 580 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) = (𝑓‘(𝐾𝑖)))
6261fveq2d 6882 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) = (𝑓‘(𝑓‘(𝐾𝑖))))
6312adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → 𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴)
6459ffvelcdmda 7071 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐾𝑖) ∈ 𝐴)
65 f1ocnvfv2 7259 . . . . . . . 8 ((𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴 ∧ (𝐾𝑖) ∈ 𝐴) → (𝑓‘(𝑓‘(𝐾𝑖))) = (𝐾𝑖))
6663, 64, 65syl2anc 584 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘(𝑓‘(𝐾𝑖))) = (𝐾𝑖))
6762, 66eqtr2d 2772 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐾𝑖) = (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)))
6867csbeq1d 3893 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐾𝑖) / 𝑘𝐵 = (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵)
6968fveq2d 6882 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ( I ‘(𝐾𝑖) / 𝑘𝐵) = ( I ‘(𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵))
70 elfznn 13512 . . . . . 6 (𝑖 ∈ (1...𝑀) → 𝑖 ∈ ℕ)
7170adantl 482 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → 𝑖 ∈ ℕ)
72 fveq2 6878 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑖 → (𝐾𝑛) = (𝐾𝑖))
7372csbeq1d 3893 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑖(𝐾𝑛) / 𝑘𝐵 = (𝐾𝑖) / 𝑘𝐵)
74 summolem3.4 . . . . . 6 𝐻 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐾𝑛) / 𝑘𝐵)
7573, 74fvmpti 6983 . . . . 5 (𝑖 ∈ ℕ → (𝐻𝑖) = ( I ‘(𝐾𝑖) / 𝑘𝐵))
7671, 75syl 17 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐻𝑖) = ( I ‘(𝐾𝑖) / 𝑘𝐵))
77 f1of 6820 . . . . . . 7 ((𝑓𝐾):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) → (𝑓𝐾):(1...𝑀)⟶(1...𝑀))
7836, 77syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑓𝐾):(1...𝑀)⟶(1...𝑀))
7978ffvelcdmda 7071 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ (1...𝑀))
80 elfznn 13512 . . . . 5 (((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ (1...𝑀) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ ℕ)
81 fveq2 6878 . . . . . . 7 (𝑛 = ((𝑓𝐾)‘𝑖) → (𝑓𝑛) = (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)))
8281csbeq1d 3893 . . . . . 6 (𝑛 = ((𝑓𝐾)‘𝑖) → (𝑓𝑛) / 𝑘𝐵 = (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵)
8382, 37fvmpti 6983 . . . . 5 (((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ ℕ → (𝐺‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) = ( I ‘(𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵))
8479, 80, 833syl 18 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) = ( I ‘(𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵))
8569, 76, 843eqtr4d 2781 . . 3 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐻𝑖) = (𝐺‘((𝑓𝐾)‘𝑖)))
862, 4, 6, 10, 11, 36, 55, 85seqf1o 13991 . 2 (𝜑 → (seq1( + , 𝐻)‘𝑀) = (seq1( + , 𝐺)‘𝑀))
8733fveq2d 6882 . 2 (𝜑 → (seq1( + , 𝐻)‘𝑀) = (seq1( + , 𝐻)‘𝑁))
8886, 87eqtr3d 2773 1 (𝜑 → (seq1( + , 𝐺)‘𝑀) = (seq1( + , 𝐻)‘𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wral 3060  csb 3889  ifcif 4522   class class class wbr 5141  cmpt 5224   I cid 5566  ccnv 5668  ccom 5673  wf 6528  1-1-ontowf1o 6531  cfv 6532  (class class class)co 7393  cen 8919  Fincfn 8922  cc 11090  0cc0 11092  1c1 11093   + caddc 11095  cn 12194  0cn0 12454  cz 12540  cuz 12804  ...cfz 13466  seqcseq 13948  chash 14272
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2702  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7708  ax-cnex 11148  ax-resscn 11149  ax-1cn 11150  ax-icn 11151  ax-addcl 11152  ax-addrcl 11153  ax-mulcl 11154  ax-mulrcl 11155  ax-mulcom 11156  ax-addass 11157  ax-mulass 11158  ax-distr 11159  ax-i2m1 11160  ax-1ne0 11161  ax-1rid 11162  ax-rnegex 11163  ax-rrecex 11164  ax-cnre 11165  ax-pre-lttri 11166  ax-pre-lttrn 11167  ax-pre-ltadd 11168  ax-pre-mulgt0 11169
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3774  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3963  df-nul 4319  df-if 4523  df-pw 4598  df-sn 4623  df-pr 4625  df-op 4629  df-uni 4902  df-int 4944  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6289  df-ord 6356  df-on 6357  df-lim 6358  df-suc 6359  df-iota 6484  df-fun 6534  df-fn 6535  df-f 6536  df-f1 6537  df-fo 6538  df-f1o 6539  df-fv 6540  df-riota 7349  df-ov 7396  df-oprab 7397  df-mpo 7398  df-om 7839  df-1st 7957  df-2nd 7958  df-frecs 8248  df-wrecs 8279  df-recs 8353  df-rdg 8392  df-1o 8448  df-er 8686  df-en 8923  df-dom 8924  df-sdom 8925  df-fin 8926  df-card 9916  df-pnf 11232  df-mnf 11233  df-xr 11234  df-ltxr 11235  df-le 11236  df-sub 11428  df-neg 11429  df-nn 12195  df-n0 12455  df-z 12541  df-uz 12805  df-fz 13467  df-fzo 13610  df-seq 13949  df-hash 14273
This theorem is referenced by:  summolem2a  15643  summo  15645
  Copyright terms: Public domain W3C validator