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Theorem fsumparts 14737
Description: Summation by parts. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumparts.b (𝑘 = 𝑗 → (𝐴 = 𝐵𝑉 = 𝑊))
fsumparts.c (𝑘 = (𝑗 + 1) → (𝐴 = 𝐶𝑉 = 𝑋))
fsumparts.d (𝑘 = 𝑀 → (𝐴 = 𝐷𝑉 = 𝑌))
fsumparts.e (𝑘 = 𝑁 → (𝐴 = 𝐸𝑉 = 𝑍))
fsumparts.1 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
fsumparts.2 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
fsumparts.3 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝑉 ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
fsumparts (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · (𝑋𝑊)) = (((𝐸 · 𝑍) − (𝐷 · 𝑌)) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑗   𝐵,𝑘   𝐶,𝑘   𝐷,𝑘   𝑘,𝐸   𝑗,𝑉   𝑘,𝑊   𝑗,𝑘,𝑀   𝑗,𝑁,𝑘   𝜑,𝑗,𝑘   𝑘,𝑋   𝑘,𝑌   𝑘,𝑍
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑗)   𝐶(𝑗)   𝐷(𝑗)   𝐸(𝑗)   𝑉(𝑘)   𝑊(𝑗)   𝑋(𝑗)   𝑌(𝑗)   𝑍(𝑗)

Proof of Theorem fsumparts
StepHypRef Expression
1 sum0 14651 . . . 4 Σ𝑗 ∈ ∅ (𝐵 · (𝑋𝑊)) = 0
2 0m0e0 11322 . . . 4 (0 − 0) = 0
31, 2eqtr4i 2785 . . 3 Σ𝑗 ∈ ∅ (𝐵 · (𝑋𝑊)) = (0 − 0)
4 simpr 479 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → 𝑁 = 𝑀)
54oveq2d 6829 . . . . 5 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → (𝑀..^𝑁) = (𝑀..^𝑀))
6 fzo0 12686 . . . . 5 (𝑀..^𝑀) = ∅
75, 6syl6eq 2810 . . . 4 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → (𝑀..^𝑁) = ∅)
87sumeq1d 14630 . . 3 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · (𝑋𝑊)) = Σ𝑗 ∈ ∅ (𝐵 · (𝑋𝑊)))
9 fsumparts.1 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
10 eluzfz1 12541 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀 ∈ (𝑀...𝑁))
119, 10syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑀 ∈ (𝑀...𝑁))
12 eqtr3 2781 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 = 𝑀𝑁 = 𝑀) → 𝑘 = 𝑁)
13 fsumparts.e . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑁 → (𝐴 = 𝐸𝑉 = 𝑍))
14 oveq12 6822 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 = 𝐸𝑉 = 𝑍) → (𝐴 · 𝑉) = (𝐸 · 𝑍))
1512, 13, 143syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 = 𝑀𝑁 = 𝑀) → (𝐴 · 𝑉) = (𝐸 · 𝑍))
16 fsumparts.d . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝑀 → (𝐴 = 𝐷𝑉 = 𝑌))
17 oveq12 6822 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 = 𝐷𝑉 = 𝑌) → (𝐴 · 𝑉) = (𝐷 · 𝑌))
1816, 17syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑀 → (𝐴 · 𝑉) = (𝐷 · 𝑌))
1918adantr 472 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 = 𝑀𝑁 = 𝑀) → (𝐴 · 𝑉) = (𝐷 · 𝑌))
2015, 19eqeq12d 2775 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 = 𝑀𝑁 = 𝑀) → ((𝐴 · 𝑉) = (𝐴 · 𝑉) ↔ (𝐸 · 𝑍) = (𝐷 · 𝑌)))
2120pm5.74da 725 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑀 → ((𝑁 = 𝑀 → (𝐴 · 𝑉) = (𝐴 · 𝑉)) ↔ (𝑁 = 𝑀 → (𝐸 · 𝑍) = (𝐷 · 𝑌))))
22 eqidd 2761 . . . . . . . . 9 (𝑁 = 𝑀 → (𝐴 · 𝑉) = (𝐴 · 𝑉))
2321, 22vtoclg 3406 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ (𝑀...𝑁) → (𝑁 = 𝑀 → (𝐸 · 𝑍) = (𝐷 · 𝑌)))
2423imp 444 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ (𝑀...𝑁) ∧ 𝑁 = 𝑀) → (𝐸 · 𝑍) = (𝐷 · 𝑌))
2511, 24sylan 489 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → (𝐸 · 𝑍) = (𝐷 · 𝑌))
2625oveq1d 6828 . . . . 5 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → ((𝐸 · 𝑍) − (𝐷 · 𝑌)) = ((𝐷 · 𝑌) − (𝐷 · 𝑌)))
2716simpld 477 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑀𝐴 = 𝐷)
2827eleq1d 2824 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑀 → (𝐴 ∈ ℂ ↔ 𝐷 ∈ ℂ))
29 fsumparts.2 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
3029ralrimiva 3104 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 ∈ ℂ)
3128, 30, 11rspcdva 3455 . . . . . . . 8 (𝜑𝐷 ∈ ℂ)
3216simprd 482 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑀𝑉 = 𝑌)
3332eleq1d 2824 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑀 → (𝑉 ∈ ℂ ↔ 𝑌 ∈ ℂ))
34 fsumparts.3 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝑉 ∈ ℂ)
3534ralrimiva 3104 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝑉 ∈ ℂ)
3633, 35, 11rspcdva 3455 . . . . . . . 8 (𝜑𝑌 ∈ ℂ)
3731, 36mulcld 10252 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐷 · 𝑌) ∈ ℂ)
3837subidd 10572 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐷 · 𝑌) − (𝐷 · 𝑌)) = 0)
3938adantr 472 . . . . 5 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → ((𝐷 · 𝑌) − (𝐷 · 𝑌)) = 0)
4026, 39eqtrd 2794 . . . 4 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → ((𝐸 · 𝑍) − (𝐷 · 𝑌)) = 0)
417sumeq1d 14630 . . . . 5 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋) = Σ𝑗 ∈ ∅ ((𝐶𝐵) · 𝑋))
42 sum0 14651 . . . . 5 Σ𝑗 ∈ ∅ ((𝐶𝐵) · 𝑋) = 0
4341, 42syl6eq 2810 . . . 4 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋) = 0)
4440, 43oveq12d 6831 . . 3 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → (((𝐸 · 𝑍) − (𝐷 · 𝑌)) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋)) = (0 − 0))
453, 8, 443eqtr4a 2820 . 2 ((𝜑𝑁 = 𝑀) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · (𝑋𝑊)) = (((𝐸 · 𝑍) − (𝐷 · 𝑌)) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋)))
46 simpr 479 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → 𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1)))
47 eluzel2 11884 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀 ∈ ℤ)
489, 47syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
4948adantr 472 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → 𝑀 ∈ ℤ)
50 fzp1ss 12585 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 ∈ ℤ → ((𝑀 + 1)...𝑁) ⊆ (𝑀...𝑁))
5149, 50syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → ((𝑀 + 1)...𝑁) ⊆ (𝑀...𝑁))
5251sselda 3744 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁))
5329, 34mulcld 10252 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐴 · 𝑉) ∈ ℂ)
5453adantlr 753 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐴 · 𝑉) ∈ ℂ)
5552, 54syldan 488 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)) → (𝐴 · 𝑉) ∈ ℂ)
5613, 14syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑁 → (𝐴 · 𝑉) = (𝐸 · 𝑍))
5746, 55, 56fsumm1 14679 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐴 · 𝑉) = (Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...(𝑁 − 1))(𝐴 · 𝑉) + (𝐸 · 𝑍)))
58 eluzelz 11889 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
599, 58syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
6059adantr 472 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → 𝑁 ∈ ℤ)
61 fzoval 12665 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑀..^𝑁) = (𝑀...(𝑁 − 1)))
6260, 61syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (𝑀..^𝑁) = (𝑀...(𝑁 − 1)))
6349zcnd 11675 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → 𝑀 ∈ ℂ)
64 ax-1cn 10186 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℂ
65 pncan 10479 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑀 + 1) − 1) = 𝑀)
6663, 64, 65sylancl 697 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → ((𝑀 + 1) − 1) = 𝑀)
6766oveq1d 6828 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (((𝑀 + 1) − 1)...(𝑁 − 1)) = (𝑀...(𝑁 − 1)))
6862, 67eqtr4d 2797 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (𝑀..^𝑁) = (((𝑀 + 1) − 1)...(𝑁 − 1)))
6968sumeq1d 14630 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐶 · 𝑋) = Σ𝑗 ∈ (((𝑀 + 1) − 1)...(𝑁 − 1))(𝐶 · 𝑋))
70 1zzd 11600 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → 1 ∈ ℤ)
7149peano2zd 11677 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (𝑀 + 1) ∈ ℤ)
72 fsumparts.c . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = (𝑗 + 1) → (𝐴 = 𝐶𝑉 = 𝑋))
73 oveq12 6822 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 = 𝐶𝑉 = 𝑋) → (𝐴 · 𝑉) = (𝐶 · 𝑋))
7472, 73syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = (𝑗 + 1) → (𝐴 · 𝑉) = (𝐶 · 𝑋))
7570, 71, 60, 55, 74fsumshftm 14712 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐴 · 𝑉) = Σ𝑗 ∈ (((𝑀 + 1) − 1)...(𝑁 − 1))(𝐶 · 𝑋))
7669, 75eqtr4d 2797 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐶 · 𝑋) = Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)(𝐴 · 𝑉))
77 fzoval 12665 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑀 + 1)..^𝑁) = ((𝑀 + 1)...(𝑁 − 1)))
7860, 77syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → ((𝑀 + 1)..^𝑁) = ((𝑀 + 1)...(𝑁 − 1)))
7978sumeq1d 14630 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) = Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...(𝑁 − 1))(𝐴 · 𝑉))
8079oveq1d 6828 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) + (𝐸 · 𝑍)) = (Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...(𝑁 − 1))(𝐴 · 𝑉) + (𝐸 · 𝑍)))
8157, 76, 803eqtr4d 2804 . . . . . . 7 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐶 · 𝑋) = (Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) + (𝐸 · 𝑍)))
82 fzofi 12967 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 + 1)..^𝑁) ∈ Fin
8382a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → ((𝑀 + 1)..^𝑁) ∈ Fin)
84 uzid 11894 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ (ℤ𝑀))
85 peano2uz 11934 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 ∈ (ℤ𝑀) → (𝑀 + 1) ∈ (ℤ𝑀))
86 fzoss1 12689 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑀 + 1) ∈ (ℤ𝑀) → ((𝑀 + 1)..^𝑁) ⊆ (𝑀..^𝑁))
8749, 84, 85, 864syl 19 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → ((𝑀 + 1)..^𝑁) ⊆ (𝑀..^𝑁))
8887sselda 3744 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)) → 𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁))
89 elfzofz 12679 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑘 ∈ (𝑀...𝑁))
9089, 53sylan2 492 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐴 · 𝑉) ∈ ℂ)
9190adantlr 753 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐴 · 𝑉) ∈ ℂ)
9288, 91syldan 488 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) ∧ 𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)) → (𝐴 · 𝑉) ∈ ℂ)
9383, 92fsumcl 14663 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) ∈ ℂ)
9413simpld 477 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑁𝐴 = 𝐸)
9594eleq1d 2824 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑁 → (𝐴 ∈ ℂ ↔ 𝐸 ∈ ℂ))
96 eluzfz2 12542 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
979, 96syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
9895, 30, 97rspcdva 3455 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐸 ∈ ℂ)
9913simprd 482 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑁𝑉 = 𝑍)
10099eleq1d 2824 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑁 → (𝑉 ∈ ℂ ↔ 𝑍 ∈ ℂ))
101100, 35, 97rspcdva 3455 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑍 ∈ ℂ)
10298, 101mulcld 10252 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐸 · 𝑍) ∈ ℂ)
103102adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (𝐸 · 𝑍) ∈ ℂ)
10493, 103addcomd 10430 . . . . . . 7 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) + (𝐸 · 𝑍)) = ((𝐸 · 𝑍) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)))
10581, 104eqtrd 2794 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐶 · 𝑋) = ((𝐸 · 𝑍) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)))
106105oveq1d 6828 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐶 · 𝑋) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋)) = (((𝐸 · 𝑍) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋)))
107 fzofzp1 12759 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁) → (𝑗 + 1) ∈ (𝑀...𝑁))
10872simpld 477 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = (𝑗 + 1) → 𝐴 = 𝐶)
109108eleq1d 2824 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = (𝑗 + 1) → (𝐴 ∈ ℂ ↔ 𝐶 ∈ ℂ))
110109rspccva 3448 . . . . . . . . . 10 ((∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑗 + 1) ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐶 ∈ ℂ)
11130, 107, 110syl2an 495 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝐶 ∈ ℂ)
112 elfzofz 12679 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁))
113 fsumparts.b . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝑗 → (𝐴 = 𝐵𝑉 = 𝑊))
114113simpld 477 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑗𝐴 = 𝐵)
115114eleq1d 2824 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑗 → (𝐴 ∈ ℂ ↔ 𝐵 ∈ ℂ))
116115rspccva 3448 . . . . . . . . . 10 ((∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐵 ∈ ℂ)
11730, 112, 116syl2an 495 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝐵 ∈ ℂ)
11872simprd 482 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = (𝑗 + 1) → 𝑉 = 𝑋)
119118eleq1d 2824 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = (𝑗 + 1) → (𝑉 ∈ ℂ ↔ 𝑋 ∈ ℂ))
120119rspccva 3448 . . . . . . . . . 10 ((∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝑉 ∈ ℂ ∧ (𝑗 + 1) ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝑋 ∈ ℂ)
12135, 107, 120syl2an 495 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑋 ∈ ℂ)
122111, 117, 121subdird 10679 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((𝐶𝐵) · 𝑋) = ((𝐶 · 𝑋) − (𝐵 · 𝑋)))
123122sumeq2dv 14632 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋) = Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶 · 𝑋) − (𝐵 · 𝑋)))
124 fzofi 12967 . . . . . . . . 9 (𝑀..^𝑁) ∈ Fin
125124a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀..^𝑁) ∈ Fin)
126111, 121mulcld 10252 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐶 · 𝑋) ∈ ℂ)
127117, 121mulcld 10252 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐵 · 𝑋) ∈ ℂ)
128125, 126, 127fsumsub 14719 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶 · 𝑋) − (𝐵 · 𝑋)) = (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐶 · 𝑋) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋)))
129123, 128eqtrd 2794 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋) = (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐶 · 𝑋) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋)))
130129adantr 472 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋) = (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐶 · 𝑋) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋)))
131125, 127fsumcl 14663 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) ∈ ℂ)
132131adantr 472 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) ∈ ℂ)
133103, 132, 93subsub3d 10614 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → ((𝐸 · 𝑍) − (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉))) = (((𝐸 · 𝑍) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋)))
134106, 130, 1333eqtr4d 2804 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋) = ((𝐸 · 𝑍) − (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉))))
135134oveq2d 6829 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (((𝐸 · 𝑍) − (𝐷 · 𝑌)) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋)) = (((𝐸 · 𝑍) − (𝐷 · 𝑌)) − ((𝐸 · 𝑍) − (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)))))
13637adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (𝐷 · 𝑌) ∈ ℂ)
137132, 93subcld 10584 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)) ∈ ℂ)
138103, 136, 137nnncan1d 10618 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (((𝐸 · 𝑍) − (𝐷 · 𝑌)) − ((𝐸 · 𝑍) − (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)))) = ((Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)) − (𝐷 · 𝑌)))
13993, 136addcomd 10430 . . . . . . 7 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) + (𝐷 · 𝑌)) = ((𝐷 · 𝑌) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)))
140 eluzp1m1 11903 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀))
14148, 140sylan 489 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ𝑀))
14262eleq2d 2825 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁) ↔ 𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))))
143142biimpar 503 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → 𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁))
144143, 91syldan 488 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))) → (𝐴 · 𝑉) ∈ ℂ)
145141, 144, 18fsum1p 14681 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))(𝐴 · 𝑉) = ((𝐷 · 𝑌) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...(𝑁 − 1))(𝐴 · 𝑉)))
14662sumeq1d 14630 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) = Σ𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 − 1))(𝐴 · 𝑉))
14779oveq2d 6829 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → ((𝐷 · 𝑌) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)) = ((𝐷 · 𝑌) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...(𝑁 − 1))(𝐴 · 𝑉)))
148145, 146, 1473eqtr4d 2804 . . . . . . 7 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) = ((𝐷 · 𝑌) + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)))
149139, 148eqtr4d 2797 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) + (𝐷 · 𝑌)) = Σ𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐴 · 𝑉))
150 oveq12 6822 . . . . . . . 8 ((𝐴 = 𝐵𝑉 = 𝑊) → (𝐴 · 𝑉) = (𝐵 · 𝑊))
151113, 150syl 17 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝑗 → (𝐴 · 𝑉) = (𝐵 · 𝑊))
152151cbvsumv 14625 . . . . . 6 Σ𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) = Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑊)
153149, 152syl6eq 2810 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) + (𝐷 · 𝑌)) = Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑊))
154153oveq2d 6829 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − (Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) + (𝐷 · 𝑌))) = (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑊)))
155132, 93, 136subsub4d 10615 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → ((Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)) − (𝐷 · 𝑌)) = (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − (Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉) + (𝐷 · 𝑌))))
156113simprd 482 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑗𝑉 = 𝑊)
157156eleq1d 2824 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑗 → (𝑉 ∈ ℂ ↔ 𝑊 ∈ ℂ))
158157rspccva 3448 . . . . . . . . 9 ((∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝑉 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝑊 ∈ ℂ)
15935, 112, 158syl2an 495 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑊 ∈ ℂ)
160117, 121, 159subdid 10678 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐵 · (𝑋𝑊)) = ((𝐵 · 𝑋) − (𝐵 · 𝑊)))
161160sumeq2dv 14632 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · (𝑋𝑊)) = Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐵 · 𝑋) − (𝐵 · 𝑊)))
162117, 159mulcld 10252 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐵 · 𝑊) ∈ ℂ)
163125, 127, 162fsumsub 14719 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐵 · 𝑋) − (𝐵 · 𝑊)) = (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑊)))
164161, 163eqtrd 2794 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · (𝑋𝑊)) = (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑊)))
165164adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · (𝑋𝑊)) = (Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑊)))
166154, 155, 1653eqtr4d 2804 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → ((Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · 𝑋) − Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)..^𝑁)(𝐴 · 𝑉)) − (𝐷 · 𝑌)) = Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · (𝑋𝑊)))
167135, 138, 1663eqtrrd 2799 . 2 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))) → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · (𝑋𝑊)) = (((𝐸 · 𝑍) − (𝐷 · 𝑌)) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋)))
168 uzp1 11914 . . 3 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → (𝑁 = 𝑀𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
1699, 168syl 17 . 2 (𝜑 → (𝑁 = 𝑀𝑁 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
17045, 167, 169mpjaodan 862 1 (𝜑 → Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝐵 · (𝑋𝑊)) = (((𝐸 · 𝑍) − (𝐷 · 𝑌)) − Σ𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)((𝐶𝐵) · 𝑋)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wo 382  wa 383   = wceq 1632  wcel 2139  wral 3050  wss 3715  c0 4058  cfv 6049  (class class class)co 6813  Fincfn 8121  cc 10126  0cc0 10128  1c1 10129   + caddc 10131   · cmul 10133  cmin 10458  cz 11569  cuz 11879  ...cfz 12519  ..^cfzo 12659  Σcsu 14615
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114  ax-inf2 8711  ax-cnex 10184  ax-resscn 10185  ax-1cn 10186  ax-icn 10187  ax-addcl 10188  ax-addrcl 10189  ax-mulcl 10190  ax-mulrcl 10191  ax-mulcom 10192  ax-addass 10193  ax-mulass 10194  ax-distr 10195  ax-i2m1 10196  ax-1ne0 10197  ax-1rid 10198  ax-rnegex 10199  ax-rrecex 10200  ax-cnre 10201  ax-pre-lttri 10202  ax-pre-lttrn 10203  ax-pre-ltadd 10204  ax-pre-mulgt0 10205  ax-pre-sup 10206
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-fal 1638  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-se 5226  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-isom 6058  df-riota 6774  df-ov 6816  df-oprab 6817  df-mpt2 6818  df-om 7231  df-1st 7333  df-2nd 7334  df-wrecs 7576  df-recs 7637  df-rdg 7675  df-1o 7729  df-oadd 7733  df-er 7911  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-fin 8125  df-sup 8513  df-oi 8580  df-card 8955  df-pnf 10268  df-mnf 10269  df-xr 10270  df-ltxr 10271  df-le 10272  df-sub 10460  df-neg 10461  df-div 10877  df-nn 11213  df-2 11271  df-3 11272  df-n0 11485  df-z 11570  df-uz 11880  df-rp 12026  df-fz 12520  df-fzo 12660  df-seq 12996  df-exp 13055  df-hash 13312  df-cj 14038  df-re 14039  df-im 14040  df-sqrt 14174  df-abs 14175  df-clim 14418  df-sum 14616
This theorem is referenced by:  dchrisumlem2  25378  selberg2lem  25438  logdivbnd  25444  pntrsumo1  25453  pntrlog2bndlem2  25466  pntrlog2bndlem4  25468
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