Theorem regsumsupp 20191

Description: The group sum over the real numbers, expressed as a finite sum. (Contributed by Thierry Arnoux, 22-Jun-2019.) (Proof shortened by AV, 19-Jul-2019.)

Assertion

Ref	Expression
regsumsupp	⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℝfld Σg 𝐹) = Σ𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)(𝐹‘𝑥))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐹   𝑥,𝐼   𝑥,𝑉

Proof of Theorem regsumsupp

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cnfldbas 19971	. . . 4 ⊢ ℂ = (Base‘ℂfld)
2		cnfld0 19991	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘ℂfld)
3		cnring 19989	. . . . 5 ⊢ ℂfld ∈ Ring
4		ringcmn 18795	. . . . 5 ⊢ (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ CMnd)
5	3, 4	mp1i 13	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℂfld ∈ CMnd)
6		simp3 1130	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐼 ∈ 𝑉)
7		simp1 1128	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐹:𝐼⟶ℝ)
8		ax-resscn 10193	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
9		fss 6195	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝐹:𝐼⟶ℂ)
10	7, 8, 9	sylancl 694	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐹:𝐼⟶ℂ)
11		ssid 3770	. . . . 5 ⊢ (𝐹 supp 0) ⊆ (𝐹 supp 0)
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 supp 0) ⊆ (𝐹 supp 0))
13		simp2 1129	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐹 finSupp 0)
14	1, 2, 5, 6, 10, 12, 13	gsumres 18527	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0))) = (ℂfld Σg 𝐹))
15		cnfldadd 19972	. . . 4 ⊢ + = (+g‘ℂfld)
16		df-refld 20174	. . . 4 ⊢ ℝfld = (ℂfld ↾s ℝ)
17		cnfldex 19970	. . . . 5 ⊢ ℂfld ∈ V
18	17	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℂfld ∈ V)
19	8	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℝ ⊆ ℂ)
20		0red 10241	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 0 ∈ ℝ)
21		simpr 480	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
22	21	addid2d 10437	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (0 + 𝑥) = 𝑥)
23	21	addid1d 10436	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝑥 + 0) = 𝑥)
24	22, 23	jca 556	. . . 4 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → ((0 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 0) = 𝑥))
25	1, 15, 16, 18, 6, 19, 7, 20, 24	gsumress 17490	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg 𝐹) = (ℝfld Σg 𝐹))
26	14, 25	eqtr2d 2804	. 2 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℝfld Σg 𝐹) = (ℂfld Σg (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0))))
27		suppssdm 7457	. . . . 5 ⊢ (𝐹 supp 0) ⊆ dom 𝐹
28		fdm 6190	. . . . . 6 ⊢ (𝐹:𝐼⟶ℝ → dom 𝐹 = 𝐼)
29	7, 28	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → dom 𝐹 = 𝐼)
30	27, 29	syl5sseq 3799	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 supp 0) ⊆ 𝐼)
31	7, 30	feqresmpt 6391	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0)) = (𝑥 ∈ (𝐹 supp 0) ↦ (𝐹‘𝑥)))
32	31	oveq2d 6807	. 2 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0))) = (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐹 supp 0) ↦ (𝐹‘𝑥))))
33		id 22	. . . . 5 ⊢ (𝐹 finSupp 0 → 𝐹 finSupp 0)
34	33	fsuppimpd 8436	. . . 4 ⊢ (𝐹 finSupp 0 → (𝐹 supp 0) ∈ Fin)
35	34	3ad2ant2 1126	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 supp 0) ∈ Fin)
36		simpl1 1225	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → 𝐹:𝐼⟶ℝ)
37	30	sselda 3749	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → 𝑥 ∈ 𝐼)
38	36, 37	ffvelrnd 6502	. . . 4 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
39	38	recnd 10268	. . 3 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
40	35, 39	gsumfsum 20034	. 2 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐹 supp 0) ↦ (𝐹‘𝑥))) = Σ𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)(𝐹‘𝑥))
41	26, 32, 40	3eqtrd 2807	1 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℝfld Σg 𝐹) = Σ𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)(𝐹‘𝑥))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   ∧ w3a 1069   = wceq 1629   ∈ wcel 2143  Vcvv 3348   ⊆ wss 3720   class class class wbr 4783   ↦ cmpt 4860  dom cdm 5248   ↾ cres 5250  ⟶wf 6026  ‘cfv 6030  (class class class)co 6791   supp csupp 7444  Fincfn 8107   finSupp cfsupp 8429  ℂcc 10134  ℝcr 10135  0cc0 10136   + caddc 10139  Σcsu 14627   Σ_g cgsu 16315  CMndccmn 18406  Ringcrg 18761  ℂ_fldccnfld 19967  ℝ_fldcrefld 20173

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1868  ax-4 1883  ax-5 1989  ax-6 2055  ax-7 2091  ax-8 2145  ax-9 2152  ax-10 2172  ax-11 2188  ax-12 2201  ax-13 2406  ax-ext 2749  ax-rep 4901  ax-sep 4911  ax-nul 4919  ax-pow 4970  ax-pr 5033  ax-un 7094  ax-inf2 8700  ax-cnex 10192  ax-resscn 10193  ax-1cn 10194  ax-icn 10195  ax-addcl 10196  ax-addrcl 10197  ax-mulcl 10198  ax-mulrcl 10199  ax-mulcom 10200  ax-addass 10201  ax-mulass 10202  ax-distr 10203  ax-i2m1 10204  ax-1ne0 10205  ax-1rid 10206  ax-rnegex 10207  ax-rrecex 10208  ax-cnre 10209  ax-pre-lttri 10210  ax-pre-lttrn 10211  ax-pre-ltadd 10212  ax-pre-mulgt0 10213  ax-pre-sup 10214  ax-addf 10215  ax-mulf 10216

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1070  df-3an 1071  df-tru 1632  df-fal 1635  df-ex 1851  df-nf 1856  df-sb 2048  df-eu 2620  df-mo 2621  df-clab 2756  df-cleq 2762  df-clel 2765  df-nfc 2900  df-ne 2942  df-nel 3045  df-ral 3064  df-rex 3065  df-reu 3066  df-rmo 3067  df-rab 3068  df-v 3350  df-sbc 3585  df-csb 3680  df-dif 3723  df-un 3725  df-in 3727  df-ss 3734  df-pss 3736  df-nul 4061  df-if 4223  df-pw 4296  df-sn 4314  df-pr 4316  df-tp 4318  df-op 4320  df-uni 4572  df-int 4609  df-iun 4653  df-br 4784  df-opab 4844  df-mpt 4861  df-tr 4884  df-id 5156  df-eprel 5161  df-po 5169  df-so 5170  df-fr 5207  df-se 5208  df-we 5209  df-xp 5254  df-rel 5255  df-cnv 5256  df-co 5257  df-dm 5258  df-rn 5259  df-res 5260  df-ima 5261  df-pred 5822  df-ord 5868  df-on 5869  df-lim 5870  df-suc 5871  df-iota 5993  df-fun 6032  df-fn 6033  df-f 6034  df-f1 6035  df-fo 6036  df-f1o 6037  df-fv 6038  df-isom 6039  df-riota 6752  df-ov 6794  df-oprab 6795  df-mpt2 6796  df-om 7211  df-1st 7313  df-2nd 7314  df-supp 7445  df-wrecs 7557  df-recs 7619  df-rdg 7657  df-1o 7711  df-oadd 7715  df-er 7894  df-en 8108  df-dom 8109  df-sdom 8110  df-fin 8111  df-fsupp 8430  df-sup 8502  df-oi 8569  df-card 8963  df-pnf 10276  df-mnf 10277  df-xr 10278  df-ltxr 10279  df-le 10280  df-sub 10468  df-neg 10469  df-div 10885  df-nn 11221  df-2 11279  df-3 11280  df-4 11281  df-5 11282  df-6 11283  df-7 11284  df-8 11285  df-9 11286  df-n0 11493  df-z 11578  df-dec 11694  df-uz 11888  df-rp 12035  df-fz 12533  df-fzo 12673  df-seq 13009  df-exp 13068  df-hash 13325  df-cj 14050  df-re 14051  df-im 14052  df-sqrt 14186  df-abs 14187  df-clim 14430  df-sum 14628  df-struct 16072  df-ndx 16073  df-slot 16074  df-base 16076  df-sets 16077  df-ress 16078  df-plusg 16168  df-mulr 16169  df-starv 16170  df-tset 16174  df-ple 16175  df-ds 16178  df-unif 16179  df-0g 16316  df-gsum 16317  df-mgm 17456  df-sgrp 17498  df-mnd 17509  df-grp 17639  df-minusg 17640  df-cntz 17963  df-cmn 18408  df-abl 18409  df-mgp 18704  df-ur 18716  df-ring 18763  df-cring 18764  df-cnfld 19968  df-refld 20174

This theorem is referenced by:  rrxcph  23405  rrxmval  23413  rrxtopnfi  41024