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

Theorem summolem3 15804
Description: Lemma for summo 15807. (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 11210 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝑚 + 𝑗) ∈ ℂ)
21adantl 487 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ)) → (𝑚 + 𝑗) ∈ ℂ)
3 addcom 11424 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ) → (𝑚 + 𝑗) = (𝑗 + 𝑚))
43adantl 487 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ)) → (𝑚 + 𝑗) = (𝑗 + 𝑚))
5 addass 11215 . . . 4 ((𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑚 + 𝑗) + 𝑦) = (𝑚 + (𝑗 + 𝑦)))
65adantl 487 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ)) → ((𝑚 + 𝑗) + 𝑦) = (𝑚 + (𝑗 + 𝑦)))
7 summolem3.5 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
87simpld 500 . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
9 nnuz 12930 . . . 4 ℕ = (ℤ‘1)
108, 9eleqtrdi 2872 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ (ℤ‘1))
11 ssidd 3957 . . 3 (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
12 summolem3.6 . . . . . 6 (𝜑𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴)
13 f1ocnv 6834 . . . . . 6 (𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝑓:𝐴1-1-onto→(1...𝑀))
1412, 13syl 18 . . . . 5 (𝜑𝑓:𝐴1-1-onto→(1...𝑀))
15 summolem3.7 . . . . 5 (𝜑𝐾:(1...𝑁)–1-1-onto𝐴)
16 f1oco 6845 . . . . 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 7450 . . . . . . . . . 10 (1...𝑁) ∈ V
1918f1oen 8982 . . . . . . . . 9 ((𝑓𝐾):(1...𝑁)–1-1-onto→(1...𝑀) → (1...𝑁) ≈ (1...𝑀))
2017, 19syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1...𝑁) ≈ (1...𝑀))
21 fzfi 14040 . . . . . . . . 9 (1...𝑁) ∈ Fin
22 fzfi 14040 . . . . . . . . 9 (1...𝑀) ∈ Fin
23 hashen 14415 . . . . . . . . 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 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
27 nnnn0 12539 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
28 hashfz1 14414 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (♯‘(1...𝑁)) = 𝑁)
2926, 27, 283syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...𝑁)) = 𝑁)
30 nnnn0 12539 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℕ0)
31 hashfz1 14414 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℕ0 → (♯‘(1...𝑀)) = 𝑀)
328, 30, 313syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...𝑀)) = 𝑀)
3325, 29, 323eqtr3rd 2806 . . . . . 6 (𝜑𝑀 = 𝑁)
3433oveq2d 7433 . . . . 5 (𝜑 → (1...𝑀) = (1...𝑁))
3534f1oeq2d 6817 . . . 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 summo.3 . . . . 5 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑓𝑛) / 𝑘𝐵)
38 fveq2 6882 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑚 → (𝑓𝑛) = (𝑓𝑚))
3938csbeq1d 3854 . . . . 5 (𝑛 = 𝑚(𝑓𝑛) / 𝑘𝐵 = (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵)
40 elfznn 13612 . . . . . 6 (𝑚 ∈ (1...𝑀) → 𝑚 ∈ ℕ)
4140adantl 487 . . . . 5 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → 𝑚 ∈ ℕ)
42 f1of 6821 . . . . . . . 8 (𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝑓:(1...𝑀)⟶𝐴)
4312, 42syl 18 . . . . . . 7 (𝜑𝑓:(1...𝑀)⟶𝐴)
4443ffvelcdmda 7081 . . . . . 6 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓𝑚) ∈ 𝐴)
45 summo.2 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
4645ralrimiva 3156 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
4746adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
48 nfcsb1v 3874 . . . . . . . 8 𝑘(𝑓𝑚) / 𝑘𝐵
4948nfel1 2940 . . . . . . 7 𝑘(𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ
50 csbeq1a 3864 . . . . . . . 8 (𝑘 = (𝑓𝑚) → 𝐵 = (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵)
5150eleq1d 2847 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑓𝑚) → (𝐵 ∈ ℂ ↔ (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ))
5249, 51rspc 3567 . . . . . 6 ((𝑓𝑚) ∈ 𝐴 → (∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ → (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ))
5344, 47, 52sylc 66 . . . . 5 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵 ∈ ℂ)
5437, 39, 41, 53fvmptd3 7014 . . . 4 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺𝑚) = (𝑓𝑚) / 𝑘𝐵)
5554, 53eqeltrd 2862 . . 3 ((𝜑𝑚 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺𝑚) ∈ ℂ)
5634f1oeq2d 6817 . . . . . . . . . . 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 6821 . . . . . . . . . 10 (𝐾:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴)
5957, 58syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴)
60 fvco3 6982 . . . . . . . . 9 ((𝐾:(1...𝑀)⟶𝐴𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) = (𝑓‘(𝐾𝑖)))
6159, 60sylan 592 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) = (𝑓‘(𝐾𝑖)))
6261fveq2d 6886 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) = (𝑓‘(𝑓‘(𝐾𝑖))))
6312adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → 𝑓:(1...𝑀)–1-1-onto𝐴)
6459ffvelcdmda 7081 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐾𝑖) ∈ 𝐴)
65 f1ocnvfv2 7282 . . . . . . . 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, 66eqtr2d 2798 . . . . . 6 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐾𝑖) = (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)))
6867csbeq1d 3854 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐾𝑖) / 𝑘𝐵 = (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵)
6968fveq2d 6886 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ( I ‘(𝐾𝑖) / 𝑘𝐵) = ( I ‘(𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵))
70 elfznn 13612 . . . . . 6 (𝑖 ∈ (1...𝑀) → 𝑖 ∈ ℕ)
7170adantl 487 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → 𝑖 ∈ ℕ)
72 fveq2 6882 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑖 → (𝐾𝑛) = (𝐾𝑖))
7372csbeq1d 3854 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑖(𝐾𝑛) / 𝑘𝐵 = (𝐾𝑖) / 𝑘𝐵)
74 summolem3.4 . . . . . 6 𝐻 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐾𝑛) / 𝑘𝐵)
7573, 74fvmpti 6989 . . . . 5 (𝑖 ∈ ℕ → (𝐻𝑖) = ( I ‘(𝐾𝑖) / 𝑘𝐵))
7671, 75syl 18 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐻𝑖) = ( I ‘(𝐾𝑖) / 𝑘𝐵))
77 f1of 6821 . . . . . . 7 ((𝑓𝐾):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) → (𝑓𝐾):(1...𝑀)⟶(1...𝑀))
7836, 77syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑓𝐾):(1...𝑀)⟶(1...𝑀))
7978ffvelcdmda 7081 . . . . 5 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ (1...𝑀))
80 elfznn 13612 . . . . 5 (((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ (1...𝑀) → ((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ ℕ)
81 fveq2 6882 . . . . . . 7 (𝑛 = ((𝑓𝐾)‘𝑖) → (𝑓𝑛) = (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)))
8281csbeq1d 3854 . . . . . 6 (𝑛 = ((𝑓𝐾)‘𝑖) → (𝑓𝑛) / 𝑘𝐵 = (𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵)
8382, 37fvmpti 6989 . . . . 5 (((𝑓𝐾)‘𝑖) ∈ ℕ → (𝐺‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) = ( I ‘(𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵))
8479, 80, 833syl 19 . . . 4 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) = ( I ‘(𝑓‘((𝑓𝐾)‘𝑖)) / 𝑘𝐵))
8569, 76, 843eqtr4d 2807 . . 3 ((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐻𝑖) = (𝐺‘((𝑓𝐾)‘𝑖)))
862, 4, 6, 10, 11, 36, 55, 85seqf1o 14111 . 2 (𝜑 → (seq1( + , 𝐻)‘𝑀) = (seq1( + , 𝐺)‘𝑀))
8733fveq2d 6886 . 2 (𝜑 → (seq1( + , 𝐻)‘𝑀) = (seq1( + , 𝐻)‘𝑁))
8886, 87eqtr3d 2799 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 3078  csb 3850  ifcif 4485   class class class wbr 5107  cmpt 5190   I cid 5553  ccnv 5658  ccom 5663  wf 6533  1-1-ontowf1o 6536  cfv 6537  (class class class)co 7417  cen 8953  Fincfn 8956  cc 11126  0cc0 11128  1c1 11129   + caddc 11131  cn 12261  0cn0 12532  cz 12619  cuz 12891  ...cfz 13565  seqcseq 14069  chash 14398
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 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205
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 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-er 8700  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-fin 8960  df-card 9948  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-nn 12262  df-n0 12533  df-z 12620  df-uz 12892  df-fz 13566  df-fzo 13714  df-seq 14070  df-hash 14399
This theorem is used by:  summolem2a  15805  summo  15807
  Copyright terms: Public domain W3C validator