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Theorem sumeq2w 12165
Description: Equality theorem for sum, when the class expressions  B and  C are equal everywhere. Proved using only Extensionality. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Jun-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Aug-2014.)
Assertion
Ref Expression
sumeq2w  |-  ( A. k  B  =  C  -> 
sum_ k  e.  A  B  =  sum_ k  e.  A  C )
Distinct variable group:    A, k
Allowed substitution hints:    B( k)    C( k)

Proof of Theorem sumeq2w
Dummy variables  f  m  n  x are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2283 . . . . . . . . 9  |-  ZZ  =  ZZ
2 ifeq1 3569 . . . . . . . . . . 11  |-  ( B  =  C  ->  if ( k  e.  A ,  B ,  0 )  =  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) )
32alimi 1546 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. k  B  =  C  ->  A. k if ( k  e.  A ,  B ,  0 )  =  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) )
4 alral 2601 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. k if ( k  e.  A ,  B , 
0 )  =  if ( k  e.  A ,  C ,  0 )  ->  A. k  e.  ZZ  if ( k  e.  A ,  B ,  0 )  =  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) )
53, 4syl 15 . . . . . . . . 9  |-  ( A. k  B  =  C  ->  A. k  e.  ZZ  if ( k  e.  A ,  B ,  0 )  =  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) )
6 mpteq12 4099 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ZZ  =  ZZ  /\  A. k  e.  ZZ  if ( k  e.  A ,  B ,  0 )  =  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) )  ->  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  B ,  0 ) )  =  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) ) )
71, 5, 6sylancr 644 . . . . . . . 8  |-  ( A. k  B  =  C  ->  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  B ,  0 ) )  =  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) ) )
87seqeq3d 11054 . . . . . . 7  |-  ( A. k  B  =  C  ->  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  B ,  0 ) ) )  =  seq  m
(  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) ) ) )
98breq1d 4033 . . . . . 6  |-  ( A. k  B  =  C  ->  (  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  B ,  0 ) ) )  ~~>  x  <->  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) ) )  ~~>  x ) )
109anbi2d 684 . . . . 5  |-  ( A. k  B  =  C  ->  ( ( A  C_  ( ZZ>= `  m )  /\  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  B ,  0 ) ) )  ~~>  x )  <->  ( A  C_  ( ZZ>= `  m )  /\  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) ) )  ~~>  x ) ) )
1110rexbidv 2564 . . . 4  |-  ( A. k  B  =  C  ->  ( E. m  e.  ZZ  ( A  C_  ( ZZ>= `  m )  /\  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  B ,  0 ) ) )  ~~>  x )  <->  E. m  e.  ZZ  ( A  C_  ( ZZ>= `  m )  /\  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) ) )  ~~>  x ) ) )
12 fvex 5539 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( f `
 n )  e. 
_V
13 nfcv 2419 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ k
( f `  n
)
14 nfcsb1v 3113 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  F/_ k [_ ( f `  n
)  /  k ]_ B
15 nfcsb1v 3113 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  F/_ k [_ ( f `  n
)  /  k ]_ C
1614, 15nfeq 2426 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/ k
[_ ( f `  n )  /  k ]_ B  =  [_ (
f `  n )  /  k ]_ C
17 csbeq1a 3089 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  =  ( f `  n )  ->  B  =  [_ ( f `  n )  /  k ]_ B )
18 csbeq1a 3089 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  =  ( f `  n )  ->  C  =  [_ ( f `  n )  /  k ]_ C )
1917, 18eqeq12d 2297 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  ( f `  n )  ->  ( B  =  C  <->  [_ ( f `
 n )  / 
k ]_ B  =  [_ ( f `  n
)  /  k ]_ C ) )
2013, 16, 19spcgf 2863 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( f `  n )  e.  _V  ->  ( A. k  B  =  C  ->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ B  =  [_ (
f `  n )  /  k ]_ C
) )
2112, 20ax-mp 8 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. k  B  =  C  ->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ B  =  [_ (
f `  n )  /  k ]_ C
)
2221mpteq2dv 4107 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. k  B  =  C  ->  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n
)  /  k ]_ B )  =  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n
)  /  k ]_ C ) )
2322seqeq3d 11054 . . . . . . . . 9  |-  ( A. k  B  =  C  ->  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ B ) )  =  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ C ) ) )
2423fveq1d 5527 . . . . . . . 8  |-  ( A. k  B  =  C  ->  (  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ (
f `  n )  /  k ]_ B
) ) `  m
)  =  (  seq  1 (  +  , 
( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n
)  /  k ]_ C ) ) `  m ) )
2524eqeq2d 2294 . . . . . . 7  |-  ( A. k  B  =  C  ->  ( x  =  (  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ B ) ) `  m )  <->  x  =  (  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ C ) ) `  m ) ) )
2625anbi2d 684 . . . . . 6  |-  ( A. k  B  =  C  ->  ( ( f : ( 1 ... m
)
-1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ B ) ) `  m ) )  <->  ( f : ( 1 ... m ) -1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ (
f `  n )  /  k ]_ C
) ) `  m
) ) ) )
2726exbidv 1612 . . . . 5  |-  ( A. k  B  =  C  ->  ( E. f ( f : ( 1 ... m ) -1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  , 
( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n
)  /  k ]_ B ) ) `  m ) )  <->  E. f
( f : ( 1 ... m ) -1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ C ) ) `  m ) ) ) )
2827rexbidv 2564 . . . 4  |-  ( A. k  B  =  C  ->  ( E. m  e.  NN  E. f ( f : ( 1 ... m ) -1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  , 
( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n
)  /  k ]_ B ) ) `  m ) )  <->  E. m  e.  NN  E. f ( f : ( 1 ... m ) -1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  , 
( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n
)  /  k ]_ C ) ) `  m ) ) ) )
2911, 28orbi12d 690 . . 3  |-  ( A. k  B  =  C  ->  ( ( E. m  e.  ZZ  ( A  C_  ( ZZ>= `  m )  /\  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  B ,  0 ) ) )  ~~>  x )  \/ 
E. m  e.  NN  E. f ( f : ( 1 ... m
)
-1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ B ) ) `  m ) ) )  <-> 
( E. m  e.  ZZ  ( A  C_  ( ZZ>= `  m )  /\  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) ) )  ~~>  x )  \/ 
E. m  e.  NN  E. f ( f : ( 1 ... m
)
-1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ C ) ) `  m ) ) ) ) )
3029iotabidv 5240 . 2  |-  ( A. k  B  =  C  ->  ( iota x ( E. m  e.  ZZ  ( A  C_  ( ZZ>= `  m )  /\  seq  m (  +  , 
( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  B ,  0 ) ) )  ~~>  x )  \/  E. m  e.  NN  E. f ( f : ( 1 ... m ) -1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  , 
( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n
)  /  k ]_ B ) ) `  m ) ) ) )  =  ( iota
x ( E. m  e.  ZZ  ( A  C_  ( ZZ>= `  m )  /\  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) ) )  ~~>  x )  \/ 
E. m  e.  NN  E. f ( f : ( 1 ... m
)
-1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  ,  ( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n )  /  k ]_ C ) ) `  m ) ) ) ) )
31 df-sum 12159 . 2  |-  sum_ k  e.  A  B  =  ( iota x ( E. m  e.  ZZ  ( A  C_  ( ZZ>= `  m
)  /\  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  B ,  0 ) ) )  ~~>  x )  \/  E. m  e.  NN  E. f ( f : ( 1 ... m ) -1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  , 
( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n
)  /  k ]_ B ) ) `  m ) ) ) )
32 df-sum 12159 . 2  |-  sum_ k  e.  A  C  =  ( iota x ( E. m  e.  ZZ  ( A  C_  ( ZZ>= `  m
)  /\  seq  m (  +  ,  ( k  e.  ZZ  |->  if ( k  e.  A ,  C ,  0 ) ) )  ~~>  x )  \/  E. m  e.  NN  E. f ( f : ( 1 ... m ) -1-1-onto-> A  /\  x  =  (  seq  1 (  +  , 
( n  e.  NN  |->  [_ ( f `  n
)  /  k ]_ C ) ) `  m ) ) ) )
3330, 31, 323eqtr4g 2340 1  |-  ( A. k  B  =  C  -> 
sum_ k  e.  A  B  =  sum_ k  e.  A  C )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    \/ wo 357    /\ wa 358   A.wal 1527   E.wex 1528    = wceq 1623    e. wcel 1684   A.wral 2543   E.wrex 2544   _Vcvv 2788   [_csb 3081    C_ wss 3152   ifcif 3565   class class class wbr 4023    e. cmpt 4077   iotacio 5217   -1-1-onto->wf1o 5254   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   0cc0 8737   1c1 8738    + caddc 8740   NNcn 9746   ZZcz 10024   ZZ>=cuz 10230   ...cfz 10782    seq cseq 11046    ~~> cli 11958   sum_csu 12158
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-nul 4149
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-ral 2548  df-rex 2549  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3456  df-if 3566  df-sn 3646  df-pr 3647  df-op 3649  df-uni 3828  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-cnv 4697  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fv 5263  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-seq 11047  df-sum 12159
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