Theorem telgsumfz0 20010

Description: Telescoping finite group sum ranging over nonnegative integers, using implicit substitution, analogous to telfsum 15840. (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 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → 𝑖 ∈ (0...𝑆))
2		telgsumfz0.a	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → 𝐴 = 𝐵)
3	2	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) ∧ 𝑘 = 𝑖) → 𝐴 = 𝐵)
4	1, 3	csbied 3935	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 = 𝐵)
5	4	eqcomd 2743	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → 𝐵 = ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴)
6		ovexd 7466	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → (𝑖 + 1) ∈ V)
7		telgsumfz0.c	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = (𝑖 + 1) → 𝐴 = 𝐶)
8	7	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) ∧ 𝑘 = (𝑖 + 1)) → 𝐴 = 𝐶)
9	6, 8	csbied 3935	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴 = 𝐶)
10	9	eqcomd 2743	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → 𝐶 = ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴)
11	5, 10	oveq12d 7449	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑆)) → (𝐵 − 𝐶) = (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴))
12	11	mpteq2dva 5242	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (𝐵 − 𝐶)) = (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴)))
13	12	oveq2d 7447	. 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 20009	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑖 + 1) / 𝑘⦌𝐴))) = (⦋0 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑆 + 1) / 𝑘⦌𝐴))
20		c0ex 11255	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ V
21	20	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ V)
22		telgsumfz0.d	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 0 → 𝐴 = 𝐷)
23	22	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = 0) → 𝐴 = 𝐷)
24	21, 23	csbied 3935	. . 3 ⊢ (𝜑 → ⦋0 / 𝑘⦌𝐴 = 𝐷)
25		ovexd 7466	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑆 + 1) ∈ V)
26		telgsumfz0.e	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = (𝑆 + 1) → 𝐴 = 𝐸)
27	26	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 = (𝑆 + 1)) → 𝐴 = 𝐸)
28	25, 27	csbied 3935	. . 3 ⊢ (𝜑 → ⦋(𝑆 + 1) / 𝑘⦌𝐴 = 𝐸)
29	24, 28	oveq12d 7449	. 2 ⊢ (𝜑 → (⦋0 / 𝑘⦌𝐴 − ⦋(𝑆 + 1) / 𝑘⦌𝐴) = (𝐷 − 𝐸))
30	13, 19, 29	3eqtrd 2781	1 ⊢ (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑆) ↦ (𝐵 − 𝐶))) = (𝐷 − 𝐸))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2108  ∀wral 3061  Vcvv 3480  ⦋csb 3899   ↦ cmpt 5225  ‘cfv 6561  (class class class)co 7431  0cc0 11155  1c1 11156   + caddc 11158  ℕ₀cn0 12526  ...cfz 13547  Basecbs 17247   Σ_g cgsu 17485  -_gcsg 18953  Abelcabl 19799

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-iin 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-supp 8186  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-2o 8507  df-er 8745  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-fsupp 9402  df-oi 9550  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-2 12329  df-n0 12527  df-z 12614  df-uz 12879  df-fz 13548  df-fzo 13695  df-seq 14043  df-hash 14370  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-0g 17486  df-gsum 17487  df-mre 17629  df-mrc 17630  df-acs 17632  df-mgm 18653  df-sgrp 18732  df-mnd 18748  df-submnd 18797  df-grp 18954  df-minusg 18955  df-sbg 18956  df-mulg 19086  df-cntz 19335  df-cmn 19800  df-abl 19801

This theorem is referenced by: (None)