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Theorem fsumdvdscom 22484
Description: A double commutation of divisor sums based on fsumdvdsdiag 22483. Note that  A depends on both  j and  k. (Contributed by Mario Carneiro, 13-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumdvdscom.1  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
fsumdvdscom.2  |-  ( j  =  ( k  x.  m )  ->  A  =  B )
fsumdvdscom.3  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } ) )  ->  A  e.  CC )
Assertion
Ref Expression
fsumdvdscom  |-  ( ph  -> 
sum_ j  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } A  =  sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ m  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } B
)
Distinct variable groups:    A, m    B, j    j, k, m, x, N    ph, j, k, m
Allowed substitution hints:    ph( x)    A( x, j, k)    B( x, k, m)

Proof of Theorem fsumdvdscom
Dummy variables  u  v  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfcv 2577 . . 3  |-  F/_ u sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } A
2 nfcv 2577 . . . 4  |-  F/_ j { x  e.  NN  |  x  ||  u }
3 nfcsb1v 3301 . . . 4  |-  F/_ j [_ u  /  j ]_ A
42, 3nfsum 13164 . . 3  |-  F/_ j sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  / 
j ]_ A
5 breq2 4293 . . . . 5  |-  ( j  =  u  ->  (
x  ||  j  <->  x  ||  u
) )
65rabbidv 2962 . . . 4  |-  ( j  =  u  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  j }  =  {
x  e.  NN  |  x  ||  u } )
7 csbeq1a 3294 . . . . 5  |-  ( j  =  u  ->  A  =  [_ u  /  j ]_ A )
87adantr 462 . . . 4  |-  ( ( j  =  u  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } )  ->  A  =  [_ u  /  j ]_ A )
96, 8sumeq12dv 13179 . . 3  |-  ( j  =  u  ->  sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } A  =  sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  /  j ]_ A )
101, 4, 9cbvsumi 13170 . 2  |-  sum_ j  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } A  =  sum_ u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ k  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  /  j ]_ A
11 breq2 4293 . . . . . 6  |-  ( u  =  ( N  / 
v )  ->  (
x  ||  u  <->  x  ||  ( N  /  v ) ) )
1211rabbidv 2962 . . . . 5  |-  ( u  =  ( N  / 
v )  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  u }  =  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
v ) } )
13 csbeq1 3288 . . . . . 6  |-  ( u  =  ( N  / 
v )  ->  [_ u  /  j ]_ A  =  [_ ( N  / 
v )  /  j ]_ A )
1413adantr 462 . . . . 5  |-  ( ( u  =  ( N  /  v )  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  u } )  ->  [_ u  /  j ]_ A  =  [_ ( N  / 
v )  /  j ]_ A )
1512, 14sumeq12dv 13179 . . . 4  |-  ( u  =  ( N  / 
v )  ->  sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  /  j ]_ A  =  sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  v
) } [_ ( N  /  v )  / 
j ]_ A )
16 fzfid 11791 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( 1 ... N
)  e.  Fin )
17 fsumdvdscom.1 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
18 sgmss 22403 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  C_  ( 1 ... N ) )
1917, 18syl 16 . . . . 5  |-  ( ph  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  C_  ( 1 ... N
) )
20 ssfi 7529 . . . . 5  |-  ( ( ( 1 ... N
)  e.  Fin  /\  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  C_  ( 1 ... N
) )  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  e.  Fin )
2116, 19, 20syl2anc 656 . . . 4  |-  ( ph  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  e.  Fin )
22 eqid 2441 . . . . . 6  |-  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  =  {
x  e.  NN  |  x  ||  N }
23 eqid 2441 . . . . . 6  |-  ( z  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  |->  ( N  /  z ) )  =  ( z  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  N }  |->  ( N  /  z
) )
2422, 23dvdsflip 22481 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
z  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  |->  ( N  /  z ) ) : { x  e.  NN  |  x  ||  N } -1-1-onto-> { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)
2517, 24syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( z  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N }  |->  ( N  /  z ) ) : { x  e.  NN  |  x  ||  N } -1-1-onto-> { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)
26 oveq2 6098 . . . . . 6  |-  ( z  =  v  ->  ( N  /  z )  =  ( N  /  v
) )
27 ovex 6115 . . . . . 6  |-  ( N  /  z )  e. 
_V
2826, 23, 27fvmpt3i 5775 . . . . 5  |-  ( v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  ->  ( ( z  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  |->  ( N  /  z ) ) `
 v )  =  ( N  /  v
) )
2928adantl 463 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  ( ( z  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  |->  ( N  /  z ) ) `
 v )  =  ( N  /  v
) )
30 fzfid 11791 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  ( 1 ... u )  e.  Fin )
31 ssrab2 3434 . . . . . . . 8  |-  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  C_  NN
32 simpr 458 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  u  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } )
3331, 32sseldi 3351 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  u  e.  NN )
34 sgmss 22403 . . . . . . 7  |-  ( u  e.  NN  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  u }  C_  ( 1 ... u ) )
3533, 34syl 16 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  u }  C_  ( 1 ... u ) )
36 ssfi 7529 . . . . . 6  |-  ( ( ( 1 ... u
)  e.  Fin  /\  { x  e.  NN  |  x  ||  u }  C_  ( 1 ... u
) )  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  u }  e.  Fin )
3730, 35, 36syl2anc 656 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  u }  e.  Fin )
38 fsumdvdscom.3 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( j  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } ) )  ->  A  e.  CC )
3938ralrimivva 2806 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  A. j  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } A. k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } A  e.  CC )
40 nfv 1678 . . . . . . . . 9  |-  F/ u A. k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } A  e.  CC
413nfel1 2587 . . . . . . . . . 10  |-  F/ j
[_ u  /  j ]_ A  e.  CC
422, 41nfral 2767 . . . . . . . . 9  |-  F/ j A. k  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  /  j ]_ A  e.  CC
437eleq1d 2507 . . . . . . . . . 10  |-  ( j  =  u  ->  ( A  e.  CC  <->  [_ u  / 
j ]_ A  e.  CC ) )
446, 43raleqbidv 2929 . . . . . . . . 9  |-  ( j  =  u  ->  ( A. k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } A  e.  CC  <->  A. k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  / 
j ]_ A  e.  CC ) )
4540, 42, 44cbvral 2941 . . . . . . . 8  |-  ( A. j  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } A. k  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  j } A  e.  CC  <->  A. u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } A. k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  / 
j ]_ A  e.  CC )
4639, 45sylib 196 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A. u  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } A. k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  / 
j ]_ A  e.  CC )
4746r19.21bi 2812 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  A. k  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  /  j ]_ A  e.  CC )
4847r19.21bi 2812 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  u } )  ->  [_ u  /  j ]_ A  e.  CC )
4937, 48fsumcl 13206 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  sum_ k  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  /  j ]_ A  e.  CC )
5015, 21, 25, 29, 49fsumf1o 13196 . . 3  |-  ( ph  -> 
sum_ u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ k  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  /  j ]_ A  =  sum_ v  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  v
) } [_ ( N  /  v )  / 
j ]_ A )
51 dvdsdivcl 22480 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  NN  /\  v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  ( N  /  v )  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  N }
)
5217, 51sylan 468 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  ( N  / 
v )  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } )
5346adantr 462 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  A. u  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } A. k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  / 
j ]_ A  e.  CC )
5413eleq1d 2507 . . . . . . . . 9  |-  ( u  =  ( N  / 
v )  ->  ( [_ u  /  j ]_ A  e.  CC  <->  [_ ( N  /  v
)  /  j ]_ A  e.  CC )
)
5512, 54raleqbidv 2929 . . . . . . . 8  |-  ( u  =  ( N  / 
v )  ->  ( A. k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  / 
j ]_ A  e.  CC  <->  A. k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  v
) } [_ ( N  /  v )  / 
j ]_ A  e.  CC ) )
5655rspcv 3066 . . . . . . 7  |-  ( ( N  /  v )  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  ->  ( A. u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } A. k  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  /  j ]_ A  e.  CC  ->  A. k  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
v ) } [_ ( N  /  v
)  /  j ]_ A  e.  CC )
)
5752, 53, 56sylc 60 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  A. k  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
v ) } [_ ( N  /  v
)  /  j ]_ A  e.  CC )
5857r19.21bi 2812 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
v ) } )  ->  [_ ( N  / 
v )  /  j ]_ A  e.  CC )
5958anasss 642 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  v
) } ) )  ->  [_ ( N  / 
v )  /  j ]_ A  e.  CC )
6017, 59fsumdvdsdiag 22483 . . 3  |-  ( ph  -> 
sum_ v  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  v
) } [_ ( N  /  v )  / 
j ]_ A  =  sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ v  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } [_ ( N  /  v
)  /  j ]_ A )
61 oveq2 6098 . . . . . . 7  |-  ( v  =  ( ( N  /  k )  /  m )  ->  ( N  /  v )  =  ( N  /  (
( N  /  k
)  /  m ) ) )
6261csbeq1d 3292 . . . . . 6  |-  ( v  =  ( ( N  /  k )  /  m )  ->  [_ ( N  /  v )  / 
j ]_ A  =  [_ ( N  /  (
( N  /  k
)  /  m ) )  /  j ]_ A )
63 fzfid 11791 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  ( 1 ... ( N  /  k
) )  e.  Fin )
64 dvdsdivcl 22480 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  ( N  /  k )  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  N }
)
6531, 64sseldi 3351 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  ( N  /  k )  e.  NN )
6617, 65sylan 468 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  ( N  / 
k )  e.  NN )
67 sgmss 22403 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  /  k )  e.  NN  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) }  C_  (
1 ... ( N  / 
k ) ) )
6866, 67syl 16 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) }  C_  (
1 ... ( N  / 
k ) ) )
69 ssfi 7529 . . . . . . 7  |-  ( ( ( 1 ... ( N  /  k ) )  e.  Fin  /\  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) }  C_  ( 1 ... ( N  /  k ) ) )  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) }  e.  Fin )
7063, 68, 69syl2anc 656 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) }  e.  Fin )
71 eqid 2441 . . . . . . . 8  |-  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) }  =  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) }
72 eqid 2441 . . . . . . . 8  |-  ( z  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) }  |->  ( ( N  /  k )  /  z ) )  =  ( z  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k ) } 
|->  ( ( N  / 
k )  /  z
) )
7371, 72dvdsflip 22481 . . . . . . 7  |-  ( ( N  /  k )  e.  NN  ->  (
z  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) }  |->  ( ( N  /  k )  /  z ) ) : { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) } -1-1-onto-> { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k ) } )
7466, 73syl 16 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  ( z  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k ) } 
|->  ( ( N  / 
k )  /  z
) ) : {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } -1-1-onto-> { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k ) } )
75 oveq2 6098 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  m  ->  (
( N  /  k
)  /  z )  =  ( ( N  /  k )  /  m ) )
76 ovex 6115 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  /  k )  /  z )  e. 
_V
7775, 72, 76fvmpt3i 5775 . . . . . . 7  |-  ( m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) }  ->  (
( z  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) }  |->  ( ( N  /  k
)  /  z ) ) `  m )  =  ( ( N  /  k )  /  m ) )
7877adantl 463 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( ( z  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) }  |->  ( ( N  /  k )  /  z ) ) `
 m )  =  ( ( N  / 
k )  /  m
) )
7917fsumdvdsdiaglem 22482 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( k  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  N }  /\  v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) } )  -> 
( v  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N }  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  v
) } ) ) )
8059ex 434 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( ( v  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  N }  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  v
) } )  ->  [_ ( N  /  v
)  /  j ]_ A  e.  CC )
)
8179, 80syld 44 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( k  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  N }  /\  v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) } )  ->  [_ ( N  /  v
)  /  j ]_ A  e.  CC )
)
8281impl 617 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  [_ ( N  / 
v )  /  j ]_ A  e.  CC )
8362, 70, 74, 78, 82fsumf1o 13196 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  sum_ v  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } [_ ( N  /  v
)  /  j ]_ A  =  sum_ m  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k ) }
[_ ( N  / 
( ( N  / 
k )  /  m
) )  /  j ]_ A )
84 ovex 6115 . . . . . . . 8  |-  ( N  /  ( ( N  /  k )  /  m ) )  e. 
_V
8584a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( N  / 
( ( N  / 
k )  /  m
) )  e.  _V )
86 nncn 10326 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  CC )
87 nnne0 10350 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  N  =/=  0 )
8886, 87jca 529 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  ( N  e.  CC  /\  N  =/=  0 ) )
8917, 88syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( N  e.  CC  /\  N  =/=  0 ) )
9089ad2antrr 720 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( N  e.  CC  /\  N  =/=  0 ) )
9190simpld 456 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  N  e.  CC )
92 elrabi 3111 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }  ->  k  e.  NN )
9392adantl 463 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  k  e.  NN )
9493adantr 462 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  k  e.  NN )
95 nncn 10326 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  CC )
96 nnne0 10350 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN  ->  k  =/=  0 )
9795, 96jca 529 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN  ->  (
k  e.  CC  /\  k  =/=  0 ) )
9894, 97syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( k  e.  CC  /\  k  =/=  0 ) )
99 elrabi 3111 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) }  ->  m  e.  NN )
10099adantl 463 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  m  e.  NN )
101 nncn 10326 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  e.  NN  ->  m  e.  CC )
102 nnne0 10350 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  e.  NN  ->  m  =/=  0 )
103101, 102jca 529 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  e.  NN  ->  (
m  e.  CC  /\  m  =/=  0 ) )
104100, 103syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( m  e.  CC  /\  m  =/=  0 ) )
105 divdiv1 10038 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  CC  /\  ( k  e.  CC  /\  k  =/=  0 )  /\  ( m  e.  CC  /\  m  =/=  0 ) )  -> 
( ( N  / 
k )  /  m
)  =  ( N  /  ( k  x.  m ) ) )
10691, 98, 104, 105syl3anc 1213 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( ( N  /  k )  /  m )  =  ( N  /  ( k  x.  m ) ) )
107106oveq2d 6106 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( N  / 
( ( N  / 
k )  /  m
) )  =  ( N  /  ( N  /  ( k  x.  m ) ) ) )
108 nnmulcl 10341 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( k  e.  NN  /\  m  e.  NN )  ->  ( k  x.  m
)  e.  NN )
10993, 99, 108syl2an 474 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( k  x.  m )  e.  NN )
110 nncn 10326 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( k  x.  m )  e.  NN  ->  (
k  x.  m )  e.  CC )
111 nnne0 10350 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( k  x.  m )  e.  NN  ->  (
k  x.  m )  =/=  0 )
112110, 111jca 529 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( k  x.  m )  e.  NN  ->  (
( k  x.  m
)  e.  CC  /\  ( k  x.  m
)  =/=  0 ) )
113109, 112syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( ( k  x.  m )  e.  CC  /\  ( k  x.  m )  =/=  0 ) )
114 ddcan 10041 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  CC  /\  N  =/=  0 )  /\  ( ( k  x.  m )  e.  CC  /\  ( k  x.  m )  =/=  0 ) )  -> 
( N  /  ( N  /  ( k  x.  m ) ) )  =  ( k  x.  m ) )
11590, 113, 114syl2anc 656 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( N  / 
( N  /  (
k  x.  m ) ) )  =  ( k  x.  m ) )
116107, 115eqtrd 2473 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( N  / 
( ( N  / 
k )  /  m
) )  =  ( k  x.  m ) )
117116eqeq2d 2452 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  ( j  =  ( N  /  (
( N  /  k
)  /  m ) )  <->  j  =  ( k  x.  m ) ) )
118117biimpa 481 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k ) } )  /\  j  =  ( N  /  (
( N  /  k
)  /  m ) ) )  ->  j  =  ( k  x.  m ) )
119 fsumdvdscom.2 . . . . . . . 8  |-  ( j  =  ( k  x.  m )  ->  A  =  B )
120118, 119syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k ) } )  /\  j  =  ( N  /  (
( N  /  k
)  /  m ) ) )  ->  A  =  B )
12185, 120csbied 3311 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N }
)  /\  m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } )  ->  [_ ( N  / 
( ( N  / 
k )  /  m
) )  /  j ]_ A  =  B
)
122121sumeq2dv 13176 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  sum_ m  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } [_ ( N  /  (
( N  /  k
)  /  m ) )  /  j ]_ A  =  sum_ m  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k ) } B )
12383, 122eqtrd 2473 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } )  ->  sum_ v  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } [_ ( N  /  v
)  /  j ]_ A  =  sum_ m  e. 
{ x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k ) } B )
124123sumeq2dv 13176 . . 3  |-  ( ph  -> 
sum_ k  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ v  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) } [_ ( N  /  v )  / 
j ]_ A  =  sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ m  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } B
)
12550, 60, 1243eqtrd 2477 . 2  |-  ( ph  -> 
sum_ u  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ k  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  u } [_ u  /  j ]_ A  =  sum_ k  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ m  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  ( N  /  k
) } B )
12610, 125syl5eq 2485 1  |-  ( ph  -> 
sum_ j  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  j } A  =  sum_ k  e.  { x  e.  NN  |  x  ||  N } sum_ m  e.  {
x  e.  NN  |  x  ||  ( N  / 
k ) } B
)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    = wceq 1364    e. wcel 1761    =/= wne 2604   A.wral 2713   {crab 2717   _Vcvv 2970   [_csb 3285    C_ wss 3325   class class class wbr 4289    e. cmpt 4347   -1-1-onto->wf1o 5414   ` cfv 5415  (class class class)co 6090   Fincfn 7306   CCcc 9276   0cc0 9278   1c1 9279    x. cmul 9283    / cdiv 9989   NNcn 10318   ...cfz 11433   sum_csu 13159    || cdivides 13531
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1713  ax-7 1733  ax-8 1763  ax-9 1765  ax-10 1780  ax-11 1785  ax-12 1797  ax-13 1948  ax-ext 2422  ax-rep 4400  ax-sep 4410  ax-nul 4418  ax-pow 4467  ax-pr 4528  ax-un 6371  ax-inf2 7843  ax-cnex 9334  ax-resscn 9335  ax-1cn 9336  ax-icn 9337  ax-addcl 9338  ax-addrcl 9339  ax-mulcl 9340  ax-mulrcl 9341  ax-mulcom 9342  ax-addass 9343  ax-mulass 9344  ax-distr 9345  ax-i2m1 9346  ax-1ne0 9347  ax-1rid 9348  ax-rnegex 9349  ax-rrecex 9350  ax-cnre 9351  ax-pre-lttri 9352  ax-pre-lttrn 9353  ax-pre-ltadd 9354  ax-pre-mulgt0 9355  ax-pre-sup 9356
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 961  df-3an 962  df-tru 1367  df-fal 1370  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1706  df-eu 2261  df-mo 2262  df-clab 2428  df-cleq 2434  df-clel 2437  df-nfc 2566  df-ne 2606  df-nel 2607  df-ral 2718  df-rex 2719  df-reu 2720  df-rmo 2721  df-rab 2722  df-v 2972  df-sbc 3184  df-csb 3286  df-dif 3328  df-un 3330  df-in 3332  df-ss 3339  df-pss 3341  df-nul 3635  df-if 3789  df-pw 3859  df-sn 3875  df-pr 3877  df-tp 3879  df-op 3881  df-uni 4089  df-int 4126  df-iun 4170  df-br 4290  df-opab 4348  df-mpt 4349  df-tr 4383  df-eprel 4628  df-id 4632  df-po 4637  df-so 4638  df-fr 4675  df-se 4676  df-we 4677  df-ord 4718  df-on 4719  df-lim 4720  df-suc 4721  df-xp 4842  df-rel 4843  df-cnv 4844  df-co 4845  df-dm 4846  df-rn 4847  df-res 4848  df-ima 4849  df-iota 5378  df-fun 5417  df-fn 5418  df-f 5419  df-f1 5420  df-fo 5421  df-f1o 5422  df-fv 5423  df-isom 5424  df-riota 6049  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-om 6476  df-1st 6576  df-2nd 6577  df-recs 6828  df-rdg 6862  df-1o 6916  df-oadd 6920  df-er 7097  df-en 7307  df-dom 7308  df-sdom 7309  df-fin 7310  df-sup 7687  df-oi 7720  df-card 8105  df-pnf 9416  df-mnf 9417  df-xr 9418  df-ltxr 9419  df-le 9420  df-sub 9593  df-neg 9594  df-div 9990  df-nn 10319  df-2 10376  df-3 10377  df-n0 10576  df-z 10643  df-uz 10858  df-rp 10988  df-fz 11434  df-fzo 11545  df-seq 11803  df-exp 11862  df-hash 12100  df-cj 12584  df-re 12585  df-im 12586  df-sqr 12720  df-abs 12721  df-clim 12962  df-sum 13160  df-dvds 13532
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