Theorem telgsumfz0 20236

Description: Telescoping finite group sum ranging over nonnegative integers, using implicit substitution, analogous to telfsum 16000. (Contributed by AV, 23-Nov-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
telgsumfz0.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝐺)
telgsumfz0.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ Abel)
telgsumfz0.m	⊢ − = (-g‘𝐺)
telgsumfz0.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ ℕ0)
telgsumfz0.f	⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (0...(𝑆 + 1))𝐴 ∈ 𝐾)
telgsumfz0.a	⊢ (𝑘 = 𝑖 → 𝐴 = 𝐵)
telgsumfz0.c	⊢ (𝑘 = (𝑖 + 1) → 𝐴 = 𝐶)
telgsumfz0.d	⊢ (𝑘 = 0 → 𝐴 = 𝐷)
telgsumfz0.e	⊢ (𝑘 = (𝑆 + 1) → 𝐴 = 𝐸)

Assertion

Ref	Expression
telgsumfz0	⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (𝐵 − 𝐶))) = (𝐷 − 𝐸))

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

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

Proof of Theorem telgsumfz0

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 490	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → 𝑖 ∈ (0...𝑆))
2		telgsumfz0.a	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → 𝐴 = 𝐵)
3	2	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) ∧ 𝑘 = 𝑖) → 𝐴 = 𝐵)
4	1, 3	csbied 3887	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 = 𝐵)
5	4	eqcomd 2769	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → 𝐵 = ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴)
6		ovexd 7478	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → (𝑖 + 1) ∈ V)
7		telgsumfz0.c	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = (𝑖 + 1) → 𝐴 = 𝐶)
8	7	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) ∧ 𝑘 = (𝑖 + 1)) → 𝐴 = 𝐶)
9	6, 8	csbied 3887	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴 = 𝐶)
10	9	eqcomd 2769	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → 𝐶 = ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴)
11	5, 10	oveq12d 7461	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → (𝐵 − 𝐶) = (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴))
12	11	mpteq2dva 5201	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (𝐵 − 𝐶)) = (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴)))
13	12	oveq2d 7459	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (𝐵 − 𝐶))) = (𝐺 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴))))
14		telgsumfz0.k	. . 3 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝐺)
15		telgsumfz0.g	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ Abel)
16		telgsumfz0.m	. . 3 ⊢ − = (-g‘𝐺)
17		telgsumfz0.s	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ ℕ0)
18		telgsumfz0.f	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (0...(𝑆 + 1))𝐴 ∈ 𝐾)
19	14, 15, 16, 17, 18	telgsumfz0s 20235	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴))) = (⦋0 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑆 + 1) / 𝑘⦌𝐴))
20		c0ex 11327	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ V
21	20	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ V)
22		telgsumfz0.d	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 0 → 𝐴 = 𝐷)
23	22	adantl 487	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 0) → 𝐴 = 𝐷)
24	21, 23	csbied 3887	. . 3 ⊢ (𝜑 → ⦋0 / 𝑘⦌𝐴 = 𝐷)
25		ovexd 7478	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑆 + 1) ∈ V)
26		telgsumfz0.e	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = (𝑆 + 1) → 𝐴 = 𝐸)
27	26	adantl 487	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = (𝑆 + 1)) → 𝐴 = 𝐸)
28	25, 27	csbied 3887	. . 3 ⊢ (𝜑 → ⦋(𝑆 + 1) / 𝑘⦌𝐴 = 𝐸)
29	24, 28	oveq12d 7461	. 2 ⊢ (𝜑 → (⦋0 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑆 + 1) / 𝑘⦌𝐴) = (𝐷 − 𝐸))
30	13, 19, 29	3eqtrd 2802	1 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (𝐵 − 𝐶))) = (𝐷 − 𝐸))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  Vcvv 3454  ⦋csb 3851   ↦ cmpt 5189  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  0cc0 11227  1c1 11228   + caddc 11230  ℕ₀cn0 12633  ...cfz 13666  Basecbs 17416   Σ_g cgsu 17640  -_gcsg 19175  Abelcabl 20025

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 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304

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 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-supp 8205  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8745  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-fsupp 9382  df-oi 9531  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-nn 12363  df-2 12432  df-n0 12634  df-z 12721  df-uz 12993  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-seq 14172  df-hash 14502  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-0g 17641  df-gsum 17642  df-mre 17785  df-mrc 17786  df-acs 17788  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-submnd 19008  df-grp 19176  df-minusg 19177  df-sbg 19178  df-mulg 19307  df-cntz 19561  df-cmn 20026  df-abl 20027

This theorem is used by: (None)