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

Theorem gsummptshft 18534
 Description: Index shift of a finite group sum over a finite set of sequential integers. (Contributed by AV, 24-Aug-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
gsummptshft.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
gsummptshft.z 0 = (0g𝐺)
gsummptshft.g (𝜑𝐺 ∈ CMnd)
gsummptshft.k (𝜑𝐾 ∈ ℤ)
gsummptshft.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
gsummptshft.n (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
gsummptshft.a ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴𝐵)
gsummptshft.c (𝑗 = (𝑘𝐾) → 𝐴 = 𝐶)
Assertion
Ref Expression
gsummptshft (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) = (𝐺 Σg (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ 𝐶)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑗   𝐶,𝑗   𝑗,𝑘,𝐾   𝑗,𝑀,𝑘   𝑗,𝑁,𝑘   𝜑,𝑗,𝑘
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑗)   𝐵(𝑘)   𝐶(𝑘)   𝐺(𝑗,𝑘)   0 (𝑗,𝑘)

Proof of Theorem gsummptshft
StepHypRef Expression
1 gsummptshft.b . . 3 𝐵 = (Base‘𝐺)
2 gsummptshft.z . . 3 0 = (0g𝐺)
3 gsummptshft.g . . 3 (𝜑𝐺 ∈ CMnd)
4 ovexd 6841 . . 3 (𝜑 → (𝑀...𝑁) ∈ V)
5 gsummptshft.a . . . 4 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴𝐵)
6 eqid 2758 . . . 4 (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) = (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)
75, 6fmptd 6546 . . 3 (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴):(𝑀...𝑁)⟶𝐵)
8 fzfid 12964 . . . 4 (𝜑 → (𝑀...𝑁) ∈ Fin)
9 fvex 6360 . . . . . 6 (0g𝐺) ∈ V
102, 9eqeltri 2833 . . . . 5 0 ∈ V
1110a1i 11 . . . 4 (𝜑0 ∈ V)
126, 8, 5, 11fsuppmptdm 8449 . . 3 (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) finSupp 0 )
13 gsummptshft.k . . . 4 (𝜑𝐾 ∈ ℤ)
14 gsummptshft.m . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
15 gsummptshft.n . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
1613, 14, 15mptfzshft 14707 . . 3 (𝜑 → (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘𝐾)):((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))–1-1-onto→(𝑀...𝑁))
171, 2, 3, 4, 7, 12, 16gsumf1o 18515 . 2 (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) = (𝐺 Σg ((𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) ∘ (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘𝐾)))))
18 elfzelz 12533 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) → 𝑘 ∈ ℤ)
1918zcnd 11673 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) → 𝑘 ∈ ℂ)
2013zcnd 11673 . . . . . . 7 (𝜑𝐾 ∈ ℂ)
21 npcan 10480 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝐾 ∈ ℂ) → ((𝑘𝐾) + 𝐾) = 𝑘)
2219, 20, 21syl2anr 496 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → ((𝑘𝐾) + 𝐾) = 𝑘)
23 simpr 479 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → 𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)))
2422, 23eqeltrd 2837 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → ((𝑘𝐾) + 𝐾) ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)))
2514, 15jca 555 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ))
2625adantr 472 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ))
2718adantl 473 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → 𝑘 ∈ ℤ)
2813adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → 𝐾 ∈ ℤ)
2927, 28zsubcld 11677 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → (𝑘𝐾) ∈ ℤ)
30 fzaddel 12566 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ ((𝑘𝐾) ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ)) → ((𝑘𝐾) ∈ (𝑀...𝑁) ↔ ((𝑘𝐾) + 𝐾) ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))))
3126, 29, 28, 30syl12anc 1475 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → ((𝑘𝐾) ∈ (𝑀...𝑁) ↔ ((𝑘𝐾) + 𝐾) ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))))
3224, 31mpbird 247 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾))) → (𝑘𝐾) ∈ (𝑀...𝑁))
33 eqidd 2759 . . . 4 (𝜑 → (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘𝐾)) = (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘𝐾)))
34 eqidd 2759 . . . 4 (𝜑 → (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) = (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴))
35 gsummptshft.c . . . 4 (𝑗 = (𝑘𝐾) → 𝐴 = 𝐶)
3632, 33, 34, 35fmptco 6557 . . 3 (𝜑 → ((𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) ∘ (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘𝐾))) = (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ 𝐶))
3736oveq2d 6827 . 2 (𝜑 → (𝐺 Σg ((𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴) ∘ (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ (𝑘𝐾)))) = (𝐺 Σg (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ 𝐶)))
3817, 37eqtrd 2792 1 (𝜑 → (𝐺 Σg (𝑗 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) = (𝐺 Σg (𝑘 ∈ ((𝑀 + 𝐾)...(𝑁 + 𝐾)) ↦ 𝐶)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   = wceq 1630   ∈ wcel 2137  Vcvv 3338   ↦ cmpt 4879   ∘ ccom 5268  ‘cfv 6047  (class class class)co 6811  ℂcc 10124   + caddc 10129   − cmin 10456  ℤcz 11567  ...cfz 12517  Basecbs 16057  0gc0g 16300   Σg cgsu 16301  CMndccmn 18391 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1986  ax-6 2052  ax-7 2088  ax-8 2139  ax-9 2146  ax-10 2166  ax-11 2181  ax-12 2194  ax-13 2389  ax-ext 2738  ax-rep 4921  ax-sep 4931  ax-nul 4939  ax-pow 4990  ax-pr 5053  ax-un 7112  ax-cnex 10182  ax-resscn 10183  ax-1cn 10184  ax-icn 10185  ax-addcl 10186  ax-addrcl 10187  ax-mulcl 10188  ax-mulrcl 10189  ax-mulcom 10190  ax-addass 10191  ax-mulass 10192  ax-distr 10193  ax-i2m1 10194  ax-1ne0 10195  ax-1rid 10196  ax-rnegex 10197  ax-rrecex 10198  ax-cnre 10199  ax-pre-lttri 10200  ax-pre-lttrn 10201  ax-pre-ltadd 10202  ax-pre-mulgt0 10203 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2045  df-eu 2609  df-mo 2610  df-clab 2745  df-cleq 2751  df-clel 2754  df-nfc 2889  df-ne 2931  df-nel 3034  df-ral 3053  df-rex 3054  df-reu 3055  df-rmo 3056  df-rab 3057  df-v 3340  df-sbc 3575  df-csb 3673  df-dif 3716  df-un 3718  df-in 3720  df-ss 3727  df-pss 3729  df-nul 4057  df-if 4229  df-pw 4302  df-sn 4320  df-pr 4322  df-tp 4324  df-op 4326  df-uni 4587  df-int 4626  df-iun 4672  df-br 4803  df-opab 4863  df-mpt 4880  df-tr 4903  df-id 5172  df-eprel 5177  df-po 5185  df-so 5186  df-fr 5223  df-se 5224  df-we 5225  df-xp 5270  df-rel 5271  df-cnv 5272  df-co 5273  df-dm 5274  df-rn 5275  df-res 5276  df-ima 5277  df-pred 5839  df-ord 5885  df-on 5886  df-lim 5887  df-suc 5888  df-iota 6010  df-fun 6049  df-fn 6050  df-f 6051  df-f1 6052  df-fo 6053  df-f1o 6054  df-fv 6055  df-isom 6056  df-riota 6772  df-ov 6814  df-oprab 6815  df-mpt2 6816  df-om 7229  df-1st 7331  df-2nd 7332  df-supp 7462  df-wrecs 7574  df-recs 7635  df-rdg 7673  df-1o 7727  df-oadd 7731  df-er 7909  df-en 8120  df-dom 8121  df-sdom 8122  df-fin 8123  df-fsupp 8439  df-oi 8578  df-card 8953  df-pnf 10266  df-mnf 10267  df-xr 10268  df-ltxr 10269  df-le 10270  df-sub 10458  df-neg 10459  df-nn 11211  df-n0 11483  df-z 11568  df-uz 11878  df-fz 12518  df-fzo 12658  df-seq 12994  df-hash 13310  df-0g 16302  df-gsum 16303  df-mgm 17441  df-sgrp 17483  df-mnd 17494  df-cntz 17948  df-cmn 18393 This theorem is referenced by:  srgbinomlem4  18741  cpmadugsumlemF  20881
 Copyright terms: Public domain W3C validator