Metamath Proof Explorer


Theorem ax5seglem1

Description: Lemma for ax5seg . Rexpress a one congruence sum given betweenness. (Contributed by Scott Fenton, 11-Jun-2013)

Ref Expression
Assertion ax5seglem1 NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NAjBj2=T2j=1NAjCj2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl2l NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NA𝔼N
2 fveecn A𝔼Nj1NAj
3 1 2 sylancom NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NAj
4 simpl2r NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NC𝔼N
5 fveecn C𝔼Nj1NCj
6 4 5 sylancom NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NCj
7 elicc01 T01T0TT1
8 7 simp1bi T01T
9 8 adantr T01i1NBi=1TAi+TCiT
10 9 3ad2ant3 NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiT
11 10 recnd NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiT
12 11 adantr NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NT
13 fveq2 i=jBi=Bj
14 fveq2 i=jAi=Aj
15 14 oveq2d i=j1TAi=1TAj
16 fveq2 i=jCi=Cj
17 16 oveq2d i=jTCi=TCj
18 15 17 oveq12d i=j1TAi+TCi=1TAj+TCj
19 13 18 eqeq12d i=jBi=1TAi+TCiBj=1TAj+TCj
20 19 rspccva i1NBi=1TAi+TCij1NBj=1TAj+TCj
21 20 adantll T01i1NBi=1TAi+TCij1NBj=1TAj+TCj
22 21 3ad2antl3 NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NBj=1TAj+TCj
23 oveq2 Bj=1TAj+TCjAjBj=Aj1TAj+TCj
24 23 oveq1d Bj=1TAj+TCjAjBj2=Aj1TAj+TCj2
25 subdi TAjCjTAjCj=TAjTCj
26 25 3coml AjCjTTAjCj=TAjTCj
27 ax-1cn 1
28 subcl 1T1T
29 27 28 mpan T1T
30 29 adantl AjT1T
31 simpl AjTAj
32 subdir 11TAj11TAj=1Aj1TAj
33 27 30 31 32 mp3an2i AjT11TAj=1Aj1TAj
34 nncan 1T11T=T
35 27 34 mpan T11T=T
36 35 oveq1d T11TAj=TAj
37 36 adantl AjT11TAj=TAj
38 mullid Aj1Aj=Aj
39 38 oveq1d Aj1Aj1TAj=Aj1TAj
40 39 adantr AjT1Aj1TAj=Aj1TAj
41 33 37 40 3eqtr3rd AjTAj1TAj=TAj
42 41 oveq1d AjTAj-1TAj-TCj=TAjTCj
43 42 3adant2 AjCjTAj-1TAj-TCj=TAjTCj
44 simp1 AjCjTAj
45 mulcl 1TAj1TAj
46 29 45 sylan TAj1TAj
47 46 ancoms AjT1TAj
48 47 3adant2 AjCjT1TAj
49 mulcl TCjTCj
50 49 ancoms CjTTCj
51 50 3adant1 AjCjTTCj
52 44 48 51 subsub4d AjCjTAj-1TAj-TCj=Aj1TAj+TCj
53 26 43 52 3eqtr2rd AjCjTAj1TAj+TCj=TAjCj
54 53 oveq1d AjCjTAj1TAj+TCj2=TAjCj2
55 simp3 AjCjTT
56 subcl AjCjAjCj
57 56 3adant3 AjCjTAjCj
58 55 57 sqmuld AjCjTTAjCj2=T2AjCj2
59 54 58 eqtrd AjCjTAj1TAj+TCj2=T2AjCj2
60 24 59 sylan9eqr AjCjTBj=1TAj+TCjAjBj2=T2AjCj2
61 3 6 12 22 60 syl31anc NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NAjBj2=T2AjCj2
62 61 sumeq2dv NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NAjBj2=j=1NT2AjCj2
63 fzfid NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCi1NFin
64 8 resqcld T01T2
65 64 recnd T01T2
66 65 adantr T01i1NBi=1TAi+TCiT2
67 66 3ad2ant3 NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiT2
68 2 3adant1 NA𝔼Nj1NAj
69 68 3adant2r NA𝔼NC𝔼Nj1NAj
70 5 3adant1 NC𝔼Nj1NCj
71 70 3adant2l NA𝔼NC𝔼Nj1NCj
72 69 71 subcld NA𝔼NC𝔼Nj1NAjCj
73 72 sqcld NA𝔼NC𝔼Nj1NAjCj2
74 73 3expa NA𝔼NC𝔼Nj1NAjCj2
75 74 3adantl3 NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NAjCj2
76 63 67 75 fsummulc2 NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiT2j=1NAjCj2=j=1NT2AjCj2
77 62 76 eqtr4d NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NAjBj2=T2j=1NAjCj2