MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  gsumval2 Structured version   Unicode version

Theorem gsumval2 14788
Description: Value of the group sum operation over a finite set of sequential integers. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
gsumval2.b  |-  B  =  ( Base `  G
)
gsumval2.p  |-  .+  =  ( +g  `  G )
gsumval2.g  |-  ( ph  ->  G  e.  V )
gsumval2.n  |-  ( ph  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M ) )
gsumval2.f  |-  ( ph  ->  F : ( M ... N ) --> B )
Assertion
Ref Expression
gsumval2  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  F )  =  (  seq  M (  .+  ,  F ) `  N
) )

Proof of Theorem gsumval2
Dummy variables  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 gsumval2.b . . . 4  |-  B  =  ( Base `  G
)
2 eqid 2438 . . . 4  |-  ( 0g
`  G )  =  ( 0g `  G
)
3 gsumval2.p . . . 4  |-  .+  =  ( +g  `  G )
4 eqid 2438 . . . 4  |-  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }  =  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }
5 gsumval2.g . . . . 5  |-  ( ph  ->  G  e.  V )
65adantr 453 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  G  e.  V )
7 ovex 6109 . . . . 5  |-  ( M ... N )  e. 
_V
87a1i 11 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  -> 
( M ... N
)  e.  _V )
9 gsumval2.f . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  F : ( M ... N ) --> B )
10 ffn 5594 . . . . . . 7  |-  ( F : ( M ... N ) --> B  ->  F  Fn  ( M ... N ) )
119, 10syl 16 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  F  Fn  ( M ... N ) )
1211adantr 453 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  F  Fn  ( M ... N ) )
13 simpr 449 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) } )
14 df-f 5461 . . . . 5  |-  ( F : ( M ... N ) --> { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }  <->  ( F  Fn  ( M ... N )  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } ) )
1512, 13, 14sylanbrc 647 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  F : ( M ... N ) --> { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) } )
161, 2, 3, 4, 6, 8, 15gsumval1 14784 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  -> 
( G  gsumg  F )  =  ( 0g `  G ) )
17 simpl 445 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y )  ->  ( x  .+  y )  =  y )
1817ralimi 2783 . . . . . . . 8  |-  ( A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y )  ->  A. y  e.  B  ( x  .+  y )  =  y )
1918a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  B  ->  ( A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y )  ->  A. y  e.  B  ( x  .+  y )  =  y ) )
2019ss2rabi 3427 . . . . . 6  |-  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
x  .+  y )  =  y }
21 fvex 5745 . . . . . . . 8  |-  ( 0g
`  G )  e. 
_V
2221snid 3843 . . . . . . 7  |-  ( 0g
`  G )  e. 
{ ( 0g `  G ) }
23 fdm 5598 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( F : ( M ... N ) --> B  ->  dom  F  =  ( M ... N ) )
249, 23syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  dom  F  =  ( M ... N ) )
25 gsumval2.n . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M ) )
26 eluzfz1 11069 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  M  e.  ( M ... N ) )
27 ne0i 3636 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( M  e.  ( M ... N )  ->  ( M ... N )  =/=  (/) )
2825, 26, 273syl 19 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( M ... N
)  =/=  (/) )
2924, 28eqnetrd 2621 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  dom  F  =/=  (/) )
30 dm0rn0 5089 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( dom 
F  =  (/)  <->  ran  F  =  (/) )
3130necon3bii 2635 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( dom 
F  =/=  (/)  <->  ran  F  =/=  (/) )
3229, 31sylib 190 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ran  F  =/=  (/) )
3332adantr 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  ran  F  =/=  (/) )
34 ssn0 3662 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }  /\  ran  F  =/=  (/) )  ->  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }  =/=  (/) )
3513, 33, 34syl2anc 644 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) }  =/=  (/) )
3635neneqd 2619 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  -.  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) }  =  (/) )
371, 2, 3, 4gsumvallem1 14776 . . . . . . . . . . 11  |-  ( G  e.  V  ->  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }  C_  { ( 0g `  G ) } )
385, 37syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) }  C_  { ( 0g `  G ) } )
39 sssn 3959 . . . . . . . . . 10  |-  ( { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) }  C_  { ( 0g `  G ) }  <->  ( { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }  =  (/)  \/  {
x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) }  =  {
( 0g `  G
) } ) )
4038, 39sylib 190 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( (
x  .+  y )  =  y  /\  (
y  .+  x )  =  y ) }  =  (/)  \/  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }  =  { ( 0g `  G ) } ) )
4140orcanai 881 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  -.  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }  =  (/) )  ->  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) }  =  {
( 0g `  G
) } )
4236, 41syldan 458 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) }  =  {
( 0g `  G
) } )
4322, 42syl5eleqr 2525 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  -> 
( 0g `  G
)  e.  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) } )
4420, 43sseldi 3348 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  -> 
( 0g `  G
)  e.  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
x  .+  y )  =  y } )
45 oveq1 6091 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  ( 0g `  G )  ->  (
x  .+  y )  =  ( ( 0g
`  G )  .+  y ) )
4645eqeq1d 2446 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  ( 0g `  G )  ->  (
( x  .+  y
)  =  y  <->  ( ( 0g `  G )  .+  y )  =  y ) )
4746ralbidv 2727 . . . . . . 7  |-  ( x  =  ( 0g `  G )  ->  ( A. y  e.  B  ( x  .+  y )  =  y  <->  A. y  e.  B  ( ( 0g `  G )  .+  y )  =  y ) )
4847elrab 3094 . . . . . 6  |-  ( ( 0g `  G )  e.  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( x  .+  y )  =  y }  <->  ( ( 0g
`  G )  e.  B  /\  A. y  e.  B  ( ( 0g `  G )  .+  y )  =  y ) )
49 oveq2 6092 . . . . . . . 8  |-  ( y  =  ( 0g `  G )  ->  (
( 0g `  G
)  .+  y )  =  ( ( 0g
`  G )  .+  ( 0g `  G ) ) )
50 id 21 . . . . . . . 8  |-  ( y  =  ( 0g `  G )  ->  y  =  ( 0g `  G ) )
5149, 50eqeq12d 2452 . . . . . . 7  |-  ( y  =  ( 0g `  G )  ->  (
( ( 0g `  G )  .+  y
)  =  y  <->  ( ( 0g `  G )  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g
`  G ) ) )
5251rspcva 3052 . . . . . 6  |-  ( ( ( 0g `  G
)  e.  B  /\  A. y  e.  B  ( ( 0g `  G
)  .+  y )  =  y )  -> 
( ( 0g `  G )  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g `  G ) )
5348, 52sylbi 189 . . . . 5  |-  ( ( 0g `  G )  e.  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( x  .+  y )  =  y }  ->  ( ( 0g `  G )  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g
`  G ) )
5444, 53syl 16 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  -> 
( ( 0g `  G )  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g `  G ) )
5525adantr 453 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M ) )
5638ad2antrr 708 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  ran  F 
C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( (
x  .+  y )  =  y  /\  (
y  .+  x )  =  y ) } )  /\  z  e.  ( M ... N
) )  ->  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) }  C_  { ( 0g `  G ) } )
5715ffvelrnda 5873 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  ran  F 
C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( (
x  .+  y )  =  y  /\  (
y  .+  x )  =  y ) } )  /\  z  e.  ( M ... N
) )  ->  ( F `  z )  e.  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )
5856, 57sseldd 3351 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  ran  F 
C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( (
x  .+  y )  =  y  /\  (
y  .+  x )  =  y ) } )  /\  z  e.  ( M ... N
) )  ->  ( F `  z )  e.  { ( 0g `  G ) } )
59 elsni 3840 . . . . 5  |-  ( ( F `  z )  e.  { ( 0g
`  G ) }  ->  ( F `  z )  =  ( 0g `  G ) )
6058, 59syl 16 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  ran  F 
C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( (
x  .+  y )  =  y  /\  (
y  .+  x )  =  y ) } )  /\  z  e.  ( M ... N
) )  ->  ( F `  z )  =  ( 0g `  G ) )
6154, 55, 60seqid3 11372 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  -> 
(  seq  M (  .+  ,  F ) `  N )  =  ( 0g `  G ) )
6216, 61eqtr4d 2473 . 2  |-  ( (
ph  /\  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  -> 
( G  gsumg  F )  =  (  seq  M (  .+  ,  F ) `  N
) )
635adantr 453 . . 3  |-  ( (
ph  /\  -.  ran  F  C_ 
{ x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  G  e.  V )
6425adantr 453 . . 3  |-  ( (
ph  /\  -.  ran  F  C_ 
{ x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M ) )
659adantr 453 . . 3  |-  ( (
ph  /\  -.  ran  F  C_ 
{ x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  F : ( M ... N ) --> B )
66 simpr 449 . . 3  |-  ( (
ph  /\  -.  ran  F  C_ 
{ x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  ->  -.  ran  F  C_  { x  e.  B  |  A. y  e.  B  (
( x  .+  y
)  =  y  /\  ( y  .+  x
)  =  y ) } )
671, 3, 63, 64, 65, 4, 66gsumval2a 14787 . 2  |-  ( (
ph  /\  -.  ran  F  C_ 
{ x  e.  B  |  A. y  e.  B  ( ( x  .+  y )  =  y  /\  ( y  .+  x )  =  y ) } )  -> 
( G  gsumg  F )  =  (  seq  M (  .+  ,  F ) `  N
) )
6862, 67pm2.61dan 768 1  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  F )  =  (  seq  M (  .+  ,  F ) `  N
) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    \/ wo 359    /\ wa 360    = wceq 1653    e. wcel 1726    =/= wne 2601   A.wral 2707   {crab 2711   _Vcvv 2958    C_ wss 3322   (/)c0 3630   {csn 3816   dom cdm 4881   ran crn 4882    Fn wfn 5452   -->wf 5453   ` cfv 5457  (class class class)co 6084   ZZ>=cuz 10493   ...cfz 11048    seq cseq 11328   Basecbs 13474   +g cplusg 13534   0gc0g 13728    gsumg cgsu 13729
This theorem is referenced by:  gsumwsubmcl  14789  gsumws1  14790  gsumccat  14792  gsumwmhm  14795  gsumval3  15519
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-13 1728  ax-14 1730  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2419  ax-sep 4333  ax-nul 4341  ax-pow 4380  ax-pr 4406  ax-un 4704  ax-cnex 9051  ax-resscn 9052  ax-1cn 9053  ax-icn 9054  ax-addcl 9055  ax-addrcl 9056  ax-mulcl 9057  ax-mulrcl 9058  ax-mulcom 9059  ax-addass 9060  ax-mulass 9061  ax-distr 9062  ax-i2m1 9063  ax-1ne0 9064  ax-1rid 9065  ax-rnegex 9066  ax-rrecex 9067  ax-cnre 9068  ax-pre-lttri 9069  ax-pre-lttrn 9070  ax-pre-ltadd 9071  ax-pre-mulgt0 9072
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 938  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-nel 2604  df-ral 2712  df-rex 2713  df-reu 2714  df-rmo 2715  df-rab 2716  df-v 2960  df-sbc 3164  df-csb 3254  df-dif 3325  df-un 3327  df-in 3329  df-ss 3336  df-pss 3338  df-nul 3631  df-if 3742  df-pw 3803  df-sn 3822  df-pr 3823  df-tp 3824  df-op 3825  df-uni 4018  df-iun 4097  df-br 4216  df-opab 4270  df-mpt 4271  df-tr 4306  df-eprel 4497  df-id 4501  df-po 4506  df-so 4507  df-fr 4544  df-we 4546  df-ord 4587  df-on 4588  df-lim 4589  df-suc 4590  df-om 4849  df-xp 4887  df-rel 4888  df-cnv 4889  df-co 4890  df-dm 4891  df-rn 4892  df-res 4893  df-ima 4894  df-iota 5421  df-fun 5459  df-fn 5460  df-f 5461  df-f1 5462  df-fo 5463  df-f1o 5464  df-fv 5465  df-ov 6087  df-oprab 6088  df-mpt2 6089  df-1st 6352  df-2nd 6353  df-riota 6552  df-recs 6636  df-rdg 6671  df-er 6908  df-en 7113  df-dom 7114  df-sdom 7115  df-pnf 9127  df-mnf 9128  df-xr 9129  df-ltxr 9130  df-le 9131  df-sub 9298  df-neg 9299  df-nn 10006  df-n0 10227  df-z 10288  df-uz 10494  df-fz 11049  df-seq 11329  df-0g 13732  df-gsum 13733
  Copyright terms: Public domain W3C validator