Metamath Proof Explorer


Theorem ax5seglem9

Description: Lemma for ax5seg . Take the calculation in ax5seglem8 and turn it into a series of measurements. (Contributed by Scott Fenton, 12-Jun-2013) (Revised by Mario Carneiro, 22-May-2014)

Ref Expression
Assertion ax5seglem9 NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiTj=1NCjDj2=j=1NBjDj2+1TTj=1NAjCj2j=1NAjDj2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simprll NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NA𝔼N
2 1 ad2antrr NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NA𝔼N
3 fveecn A𝔼Nj1NAj
4 2 3 sylancom NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NAj
5 elicc01 T01T0TT1
6 5 simp1bi T01T
7 6 recnd T01T
8 7 ad2antrl NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiT
9 8 adantr NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NT
10 simprrl NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NC𝔼N
11 10 ad2antrr NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NC𝔼N
12 fveecn C𝔼Nj1NCj
13 11 12 sylancom NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NCj
14 simprrr NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼ND𝔼N
15 14 ad2antrr NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1ND𝔼N
16 fveecn D𝔼Nj1NDj
17 15 16 sylancom NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NDj
18 fveq2 i=jBi=Bj
19 fveq2 i=jAi=Aj
20 19 oveq2d i=j1TAi=1TAj
21 fveq2 i=jCi=Cj
22 21 oveq2d i=jTCi=TCj
23 20 22 oveq12d i=j1TAi+TCi=1TAj+TCj
24 18 23 eqeq12d i=jBi=1TAi+TCiBj=1TAj+TCj
25 24 rspccva i1NBi=1TAi+TCij1NBj=1TAj+TCj
26 25 adantll T01i1NBi=1TAi+TCij1NBj=1TAj+TCj
27 26 adantll NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NBj=1TAj+TCj
28 ax5seglem8 AjTCjDjTCjDj2=1TAj+TCj-Dj2+1TTAjCj2AjDj2
29 oveq1 Bj=1TAj+TCjBjDj=1TAj+TCj-Dj
30 29 oveq1d Bj=1TAj+TCjBjDj2=1TAj+TCj-Dj2
31 30 oveq1d Bj=1TAj+TCjBjDj2+1TTAjCj2AjDj2=1TAj+TCj-Dj2+1TTAjCj2AjDj2
32 31 eqcomd Bj=1TAj+TCj1TAj+TCj-Dj2+1TTAjCj2AjDj2=BjDj2+1TTAjCj2AjDj2
33 28 32 sylan9eq AjTCjDjBj=1TAj+TCjTCjDj2=BjDj2+1TTAjCj2AjDj2
34 33 3impa AjTCjDjBj=1TAj+TCjTCjDj2=BjDj2+1TTAjCj2AjDj2
35 4 9 13 17 27 34 syl221anc NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NTCjDj2=BjDj2+1TTAjCj2AjDj2
36 35 sumeq2dv NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NTCjDj2=j=1NBjDj2+1TTAjCj2AjDj2
37 fzfid NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCi1NFin
38 13 17 subcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NCjDj
39 38 sqcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NCjDj2
40 37 8 39 fsummulc2 NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiTj=1NCjDj2=j=1NTCjDj2
41 4 13 subcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NAjCj
42 41 sqcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NAjCj2
43 37 8 42 fsummulc2 NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiTj=1NAjCj2=j=1NTAjCj2
44 43 oveq1d NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiTj=1NAjCj2j=1NAjDj2=j=1NTAjCj2j=1NAjDj2
45 9 42 mulcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NTAjCj2
46 4 17 subcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NAjDj
47 46 sqcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NAjDj2
48 37 45 47 fsumsub NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NTAjCj2AjDj2=j=1NTAjCj2j=1NAjDj2
49 44 48 eqtr4d NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiTj=1NAjCj2j=1NAjDj2=j=1NTAjCj2AjDj2
50 49 oveq2d NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCi1TTj=1NAjCj2j=1NAjDj2=1Tj=1NTAjCj2AjDj2
51 ax-1cn 1
52 subcl 1T1T
53 51 8 52 sylancr NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCi1T
54 45 47 subcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NTAjCj2AjDj2
55 37 53 54 fsummulc2 NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCi1Tj=1NTAjCj2AjDj2=j=1N1TTAjCj2AjDj2
56 50 55 eqtrd NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCi1TTj=1NAjCj2j=1NAjDj2=j=1N1TTAjCj2AjDj2
57 56 oveq2d NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NBjDj2+1TTj=1NAjCj2j=1NAjDj2=j=1NBjDj2+j=1N1TTAjCj2AjDj2
58 simprlr NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NB𝔼N
59 58 ad2antrr NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NB𝔼N
60 fveecn B𝔼Nj1NBj
61 59 60 sylancom NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NBj
62 61 17 subcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NBjDj
63 62 sqcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1NBjDj2
64 51 9 52 sylancr NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1N1T
65 64 54 mulcld NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij1N1TTAjCj2AjDj2
66 37 63 65 fsumadd NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NBjDj2+1TTAjCj2AjDj2=j=1NBjDj2+j=1N1TTAjCj2AjDj2
67 57 66 eqtr4d NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCij=1NBjDj2+1TTj=1NAjCj2j=1NAjDj2=j=1NBjDj2+1TTAjCj2AjDj2
68 36 40 67 3eqtr4d NA𝔼NB𝔼NC𝔼ND𝔼NT01i1NBi=1TAi+TCiTj=1NCjDj2=j=1NBjDj2+1TTj=1NAjCj2j=1NAjDj2