Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fsumsplit Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fsumsplit 14318
 Description: Split a sum into two parts. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Aug-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 22-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumsplit.1 (𝜑 → (𝐴𝐵) = ∅)
fsumsplit.2 (𝜑𝑈 = (𝐴𝐵))
fsumsplit.3 (𝜑𝑈 ∈ Fin)
fsumsplit.4 ((𝜑𝑘𝑈) → 𝐶 ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
fsumsplit (𝜑 → Σ𝑘𝑈 𝐶 = (Σ𝑘𝐴 𝐶 + Σ𝑘𝐵 𝐶))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑘   𝜑,𝑘   𝑈,𝑘
Allowed substitution hint:   𝐶(𝑘)

Proof of Theorem fsumsplit
StepHypRef Expression
1 ssun1 3738 . . . . 5 𝐴 ⊆ (𝐴𝐵)
2 fsumsplit.2 . . . . 5 (𝜑𝑈 = (𝐴𝐵))
31, 2syl5sseqr 3617 . . . 4 (𝜑𝐴𝑈)
43sselda 3568 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝑘𝑈)
5 fsumsplit.4 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝑈) → 𝐶 ∈ ℂ)
64, 5syldan 486 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
76ralrimiva 2949 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐶 ∈ ℂ)
8 fsumsplit.3 . . . . 5 (𝜑𝑈 ∈ Fin)
98olcd 407 . . . 4 (𝜑 → (𝑈 ⊆ (ℤ‘0) ∨ 𝑈 ∈ Fin))
10 sumss2 14304 . . . 4 (((𝐴𝑈 ∧ ∀𝑘𝐴 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝑈 ⊆ (ℤ‘0) ∨ 𝑈 ∈ Fin)) → Σ𝑘𝐴 𝐶 = Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐴, 𝐶, 0))
113, 7, 9, 10syl21anc 1317 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 𝐶 = Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐴, 𝐶, 0))
12 ssun2 3739 . . . . 5 𝐵 ⊆ (𝐴𝐵)
1312, 2syl5sseqr 3617 . . . 4 (𝜑𝐵𝑈)
1413sselda 3568 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐵) → 𝑘𝑈)
1514, 5syldan 486 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
1615ralrimiva 2949 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘𝐵 𝐶 ∈ ℂ)
17 sumss2 14304 . . . 4 (((𝐵𝑈 ∧ ∀𝑘𝐵 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝑈 ⊆ (ℤ‘0) ∨ 𝑈 ∈ Fin)) → Σ𝑘𝐵 𝐶 = Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐵, 𝐶, 0))
1813, 16, 9, 17syl21anc 1317 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘𝐵 𝐶 = Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐵, 𝐶, 0))
1911, 18oveq12d 6567 . 2 (𝜑 → (Σ𝑘𝐴 𝐶 + Σ𝑘𝐵 𝐶) = (Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
20 0cn 9911 . . . 4 0 ∈ ℂ
21 ifcl 4080 . . . 4 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
225, 20, 21sylancl 693 . . 3 ((𝜑𝑘𝑈) → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
23 ifcl 4080 . . . 4 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
245, 20, 23sylancl 693 . . 3 ((𝜑𝑘𝑈) → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
258, 22, 24fsumadd 14317 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝑈 (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = (Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + Σ𝑘𝑈 if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)))
262eleq2d 2673 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑘𝑈𝑘 ∈ (𝐴𝐵)))
27 elun 3715 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
2826, 27syl6bb 275 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘𝑈 ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵)))
2928biimpa 500 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑈) → (𝑘𝐴𝑘𝐵))
30 iftrue 4042 . . . . . . . 8 (𝑘𝐴 → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) = 𝐶)
3130adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐴) → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) = 𝐶)
32 noel 3878 . . . . . . . . . . 11 ¬ 𝑘 ∈ ∅
33 elin 3758 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
34 fsumsplit.1 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐴𝐵) = ∅)
3534eleq2d 2673 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘 ∈ (𝐴𝐵) ↔ 𝑘 ∈ ∅))
3633, 35syl5rbbr 274 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑘 ∈ ∅ ↔ (𝑘𝐴𝑘𝐵)))
3732, 36mtbii 315 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
38 imnan 437 . . . . . . . . . 10 ((𝑘𝐴 → ¬ 𝑘𝐵) ↔ ¬ (𝑘𝐴𝑘𝐵))
3937, 38sylibr 223 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑘𝐴 → ¬ 𝑘𝐵))
4039imp 444 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → ¬ 𝑘𝐵)
4140iffalsed 4047 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐴) → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) = 0)
4231, 41oveq12d 6567 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = (𝐶 + 0))
436addid1d 10115 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐶 + 0) = 𝐶)
4442, 43eqtrd 2644 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐴) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = 𝐶)
4539con2d 128 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑘𝐵 → ¬ 𝑘𝐴))
4645imp 444 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐵) → ¬ 𝑘𝐴)
4746iffalsed 4047 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐵) → if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) = 0)
48 iftrue 4042 . . . . . . . 8 (𝑘𝐵 → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) = 𝐶)
4948adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐵) → if(𝑘𝐵, 𝐶, 0) = 𝐶)
5047, 49oveq12d 6567 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐵) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = (0 + 𝐶))
5115addid2d 10116 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐵) → (0 + 𝐶) = 𝐶)
5250, 51eqtrd 2644 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐵) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = 𝐶)
5344, 52jaodan 822 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑘𝐴𝑘𝐵)) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = 𝐶)
5429, 53syldan 486 . . 3 ((𝜑𝑘𝑈) → (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = 𝐶)
5554sumeq2dv 14281 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝑈 (if(𝑘𝐴, 𝐶, 0) + if(𝑘𝐵, 𝐶, 0)) = Σ𝑘𝑈 𝐶)
5619, 25, 553eqtr2rd 2651 1 (𝜑 → Σ𝑘𝑈 𝐶 = (Σ𝑘𝐴 𝐶 + Σ𝑘𝐵 𝐶))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∨ wo 382   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  ∀wral 2896   ∪ cun 3538   ∩ cin 3539   ⊆ wss 3540  ∅c0 3874  ifcif 4036  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  Fincfn 7841  ℂcc 9813  0cc0 9815   + caddc 9818  ℤ≥cuz 11563  Σcsu 14264 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-oi 8298  df-card 8648  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-rp 11709  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-clim 14067  df-sum 14265 This theorem is referenced by:  sumpr  14321  sumtp  14322  fsumm1  14324  fsum1p  14326  fsumsplitsnun  14328  fsum2dlem  14343  fsumless  14369  fsumabs  14374  fsumrlim  14384  fsumo1  14385  o1fsum  14386  cvgcmpce  14391  fsumiun  14394  incexclem  14407  incexc  14408  isumltss  14419  climcndslem1  14420  climcndslem2  14421  mertenslem1  14455  bitsinv1  15002  bitsinvp1  15009  sylow2a  17857  fsumcn  22481  ovolfiniun  23076  volfiniun  23122  uniioombllem3  23159  itgfsum  23399  dvmptfsum  23542  vieta1lem2  23870  mtest  23962  birthdaylem2  24479  fsumharmonic  24538  ftalem5  24603  chtprm  24679  chtdif  24684  perfectlem2  24755  lgsquadlem2  24906  dchrisumlem1  24978  dchrisumlem2  24979  rpvmasum2  25001  dchrisum0lem1b  25004  dchrisum0lem3  25008  pntrsumbnd2  25056  pntrlog2bndlem6  25072  pntpbnd2  25076  pntlemf  25094  axlowdimlem16  25637  axlowdimlem17  25638  signsplypnf  29953  jm2.22  36580  jm2.23  36581  sumpair  38217  fsumsplitf  38634  sumnnodd  38697  stoweidlem11  38904  stoweidlem26  38919  stoweidlem44  38937  sge0resplit  39299  sge0split  39302  perfectALTVlem2  40165  fsumsplitsndif  40372
 Copyright terms: Public domain W3C validator