Theorem telgsum 19333

Description: Telescoping finitely supported group sum ranging over nonnegative integers, using implicit substitution. (Contributed by AV, 31-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
telgsum.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
telgsum.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ Abel)
telgsum.m	⊢ − = (-g‘𝐺)
telgsum.0	⊢ 0 = (0g‘𝐺)
telgsum.f	⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ0 𝐴 ∈ 𝐵)
telgsum.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ ℕ0)
telgsum.u	⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ0 (𝑆 < 𝑘 → 𝐴 = 0 ))
telgsum.c	⊢ (𝑘 = 𝑖 → 𝐴 = 𝐶)
telgsum.d	⊢ (𝑘 = (𝑖 + 1) → 𝐴 = 𝐷)
telgsum.e	⊢ (𝑘 = 0 → 𝐴 = 𝐸)

Assertion

Ref	Expression
telgsum	⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝐶 − 𝐷))) = 𝐸)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑖   𝐵,𝑖,𝑘   𝐶,𝑘   𝐷,𝑘   𝑘,𝐸   𝑖,𝐺   𝑆,𝑖,𝑘   𝜑,𝑖,𝑘   0 ,𝑖,𝑘   − ,𝑖

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝐶(𝑖)   𝐷(𝑖)   𝐸(𝑖)   𝐺(𝑘)   − (𝑘)

Proof of Theorem telgsum

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 488	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) → 𝑖 ∈ ℕ0)
2		telgsum.c	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → 𝐴 = 𝐶)
3	2	adantl 485	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 = 𝑖) → 𝐴 = 𝐶)
4	1, 3	csbied 3836	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) → ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 = 𝐶)
5	4	eqcomd 2742	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) → 𝐶 = ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴)
6		peano2nn0 12095	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 ∈ ℕ0 → (𝑖 + 1) ∈ ℕ0)
7	6	adantl 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) → (𝑖 + 1) ∈ ℕ0)
8		telgsum.d	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = (𝑖 + 1) → 𝐴 = 𝐷)
9	8	adantl 485	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 = (𝑖 + 1)) → 𝐴 = 𝐷)
10	7, 9	csbied 3836	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) → ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴 = 𝐷)
11	10	eqcomd 2742	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) → 𝐷 = ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴)
12	5, 11	oveq12d 7209	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) → (𝐶 − 𝐷) = (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴))
13	12	mpteq2dva 5135	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝐶 − 𝐷)) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴)))
14	13	oveq2d 7207	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝐶 − 𝐷))) = (𝐺 Σg (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴))))
15		telgsum.b	. . 3 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
16		telgsum.g	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ Abel)
17		telgsum.m	. . 3 ⊢ − = (-g‘𝐺)
18		telgsum.0	. . 3 ⊢ 0 = (0g‘𝐺)
19		telgsum.f	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ0 𝐴 ∈ 𝐵)
20		telgsum.s	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ ℕ0)
21		telgsum.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ0 (𝑆 < 𝑘 → 𝐴 = 0 ))
22	15, 16, 17, 18, 19, 20, 21	telgsums 19332	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴))) = ⦋0 / 𝑘⦌𝐴)
23		c0ex 10792	. . . 4 ⊢ 0 ∈ V
24	23	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ V)
25		telgsum.e	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 0 → 𝐴 = 𝐸)
26	25	adantl 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 0) → 𝐴 = 𝐸)
27	24, 26	csbied 3836	. 2 ⊢ (𝜑 → ⦋0 / 𝑘⦌𝐴 = 𝐸)
28	14, 22, 27	3eqtrd 2775	1 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝐶 − 𝐷))) = 𝐸)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1543   ∈ wcel 2112  ∀wral 3051  Vcvv 3398  ⦋csb 3798   class class class wbr 5039   ↦ cmpt 5120  ‘cfv 6358  (class class class)co 7191  0cc0 10694  1c1 10695   + caddc 10697   < clt 10832  ℕ₀cn0 12055  Basecbs 16666  0_gc0g 16898   Σ_g cgsu 16899  -_gcsg 18321  Abelcabl 19125

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2018  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2160  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5164  ax-sep 5177  ax-nul 5184  ax-pow 5243  ax-pr 5307  ax-un 7501  ax-cnex 10750  ax-resscn 10751  ax-1cn 10752  ax-icn 10753  ax-addcl 10754  ax-addrcl 10755  ax-mulcl 10756  ax-mulrcl 10757  ax-mulcom 10758  ax-addass 10759  ax-mulass 10760  ax-distr 10761  ax-i2m1 10762  ax-1ne0 10763  ax-1rid 10764  ax-rnegex 10765  ax-rrecex 10766  ax-cnre 10767  ax-pre-lttri 10768  ax-pre-lttrn 10769  ax-pre-ltadd 10770  ax-pre-mulgt0 10771

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2073  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2809  df-nfc 2879  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3056  df-rex 3057  df-reu 3058  df-rmo 3059  df-rab 3060  df-v 3400  df-sbc 3684  df-csb 3799  df-dif 3856  df-un 3858  df-in 3860  df-ss 3870  df-pss 3872  df-nul 4224  df-if 4426  df-pw 4501  df-sn 4528  df-pr 4530  df-tp 4532  df-op 4534  df-uni 4806  df-int 4846  df-iun 4892  df-iin 4893  df-br 5040  df-opab 5102  df-mpt 5121  df-tr 5147  df-id 5440  df-eprel 5445  df-po 5453  df-so 5454  df-fr 5494  df-se 5495  df-we 5496  df-xp 5542  df-rel 5543  df-cnv 5544  df-co 5545  df-dm 5546  df-rn 5547  df-res 5548  df-ima 5549  df-pred 6140  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6316  df-fun 6360  df-fn 6361  df-f 6362  df-f1 6363  df-fo 6364  df-f1o 6365  df-fv 6366  df-isom 6367  df-riota 7148  df-ov 7194  df-oprab 7195  df-mpo 7196  df-of 7447  df-om 7623  df-1st 7739  df-2nd 7740  df-supp 7882  df-wrecs 8025  df-recs 8086  df-rdg 8124  df-1o 8180  df-er 8369  df-map 8488  df-en 8605  df-dom 8606  df-sdom 8607  df-fin 8608  df-fsupp 8964  df-oi 9104  df-card 9520  df-pnf 10834  df-mnf 10835  df-xr 10836  df-ltxr 10837  df-le 10838  df-sub 11029  df-neg 11030  df-nn 11796  df-2 11858  df-n0 12056  df-z 12142  df-uz 12404  df-fz 13061  df-fzo 13204  df-seq 13540  df-hash 13862  df-ndx 16669  df-slot 16670  df-base 16672  df-sets 16673  df-ress 16674  df-plusg 16762  df-0g 16900  df-gsum 16901  df-mre 17043  df-mrc 17044  df-acs 17046  df-mgm 18068  df-sgrp 18117  df-mnd 18128  df-submnd 18173  df-grp 18322  df-minusg 18323  df-sbg 18324  df-mulg 18443  df-cntz 18665  df-cmn 19126  df-abl 19127

This theorem is referenced by: (None)