Metamath Proof Explorer


Theorem ax5seglem2

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

Ref Expression
Assertion ax5seglem2 NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NBjCj2=1T2j=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 recnd T01T
10 9 adantr T01i1NBi=1TAi+TCiT
11 10 3ad2ant3 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 oveq1 Bj=1TAj+TCjBjCj=1TAj+TCj-Cj
24 23 oveq1d Bj=1TAj+TCjBjCj2=1TAj+TCj-Cj2
25 ax-1cn 1
26 subcl 1T1T
27 25 26 mpan T1T
28 27 3ad2ant3 AjCjT1T
29 simp1 AjCjTAj
30 28 29 mulcld AjCjT1TAj
31 simp3 AjCjTT
32 simp2 AjCjTCj
33 31 32 mulcld AjCjTTCj
34 30 33 32 addsubassd AjCjT1TAj+TCj-Cj=1TAj+TCj-Cj
35 subdi 1TAjCj1TAjCj=1TAj1TCj
36 27 35 syl3an1 TAjCj1TAjCj=1TAj1TCj
37 36 3coml AjCjT1TAjCj=1TAj1TCj
38 subdir 1TCj1TCj=1CjTCj
39 25 38 mp3an1 TCj1TCj=1CjTCj
40 39 ancoms CjT1TCj=1CjTCj
41 40 3adant1 AjCjT1TCj=1CjTCj
42 mullid Cj1Cj=Cj
43 42 oveq1d Cj1CjTCj=CjTCj
44 43 3ad2ant2 AjCjT1CjTCj=CjTCj
45 41 44 eqtrd AjCjT1TCj=CjTCj
46 45 oveq2d AjCjT1TAj1TCj=1TAjCjTCj
47 30 32 33 subsub2d AjCjT1TAjCjTCj=1TAj+TCj-Cj
48 37 46 47 3eqtrd AjCjT1TAjCj=1TAj+TCj-Cj
49 34 48 eqtr4d AjCjT1TAj+TCj-Cj=1TAjCj
50 49 oveq1d AjCjT1TAj+TCj-Cj2=1TAjCj2
51 subcl AjCjAjCj
52 51 3adant3 AjCjTAjCj
53 28 52 sqmuld AjCjT1TAjCj2=1T2AjCj2
54 50 53 eqtrd AjCjT1TAj+TCj-Cj2=1T2AjCj2
55 24 54 sylan9eqr AjCjTBj=1TAj+TCjBjCj2=1T2AjCj2
56 3 6 12 22 55 syl31anc NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NBjCj2=1T2AjCj2
57 56 sumeq2dv NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NBjCj2=j=1N1T2AjCj2
58 fzfid NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCi1NFin
59 1re 1
60 resubcl 1T1T
61 59 8 60 sylancr T011T
62 61 resqcld T011T2
63 62 recnd T011T2
64 63 adantr T01i1NBi=1TAi+TCi1T2
65 64 3ad2ant3 NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCi1T2
66 2 3adant1 NA𝔼Nj1NAj
67 66 3adant2r NA𝔼NC𝔼Nj1NAj
68 5 3adant1 NC𝔼Nj1NCj
69 68 3adant2l NA𝔼NC𝔼Nj1NCj
70 67 69 subcld NA𝔼NC𝔼Nj1NAjCj
71 70 sqcld NA𝔼NC𝔼Nj1NAjCj2
72 71 3expa NA𝔼NC𝔼Nj1NAjCj2
73 72 3adantl3 NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NAjCj2
74 58 65 73 fsummulc2 NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCi1T2j=1NAjCj2=j=1N1T2AjCj2
75 57 74 eqtr4d NA𝔼NC𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NBjCj2=1T2j=1NAjCj2