Metamath Proof Explorer


Theorem breprexplema

Description: Lemma for breprexp (induction step for weighted sums over representations). (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Dec-2021)

Ref Expression
Hypotheses breprexp.n ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
breprexp.s ⊢ φ → S ∈ ℕ 0
breprexplema.m ⊢ φ → M ∈ ℕ 0
breprexplema.1 ⊢ φ → M ≤ S + 1 ⋅ N
breprexplema.l ⊢ φ ∧ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∧ y ∈ ℕ → L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ
Assertion breprexplema ⊢ φ → ∑ d ∈ 1 … N repr ⁡ S + 1 M ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = ∑ b = 1 N ∑ d ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 breprexp.n ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
2 breprexp.s ⊢ φ → S ∈ ℕ 0
3 breprexplema.m ⊢ φ → M ∈ ℕ 0
4 breprexplema.1 ⊢ φ → M ≤ S + 1 ⋅ N
5 breprexplema.l ⊢ φ ∧ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∧ y ∈ ℕ → L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ
6 fz1ssnn ⊢ 1 … N ⊆ ℕ
7 6 a1i ⊢ φ → 1 … N ⊆ ℕ
8 3 nn0zd ⊢ φ → M ∈ ℤ
9 eqid ⊢ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b = v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b
10 7 8 2 9 reprsuc ⊢ φ → 1 … N repr ⁡ S + 1 M = ⋃ b = 1 N ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b
11 10 sumeq1d ⊢ φ → ∑ d ∈ 1 … N repr ⁡ S + 1 M ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = ∑ d ∈ ⋃ b = 1 N ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a
12 fzfid ⊢ φ → 1 … N ∈ Fin
13 6 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → 1 … N ⊆ ℕ
14 8 adantr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → M ∈ ℤ
15 fzssz ⊢ 1 … N ⊆ ℤ
16 simpr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → b ∈ 1 … N
17 15 16 sselid ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → b ∈ ℤ
18 14 17 zsubcld ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → M − b ∈ ℤ
19 2 adantr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → S ∈ ℕ 0
20 12 adantr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → 1 … N ∈ Fin
21 13 18 19 20 reprfi ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → 1 … N repr ⁡ S M − b ∈ Fin
22 mptfi ⊢ 1 … N repr ⁡ S M − b ∈ Fin → v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∈ Fin
23 21 22 syl ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∈ Fin
24 rnfi ⊢ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∈ Fin → ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∈ Fin
25 23 24 syl ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∈ Fin
26 13 18 19 reprval ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → 1 … N repr ⁡ S M − b = c ∈ 1 … N 0 ..^ S | ∑ a ∈ 0 ..^ S c ⁡ a = M − b
27 ssrab2 ⊢ c ∈ 1 … N 0 ..^ S | ∑ a ∈ 0 ..^ S c ⁡ a = M − b ⊆ 1 … N 0 ..^ S
28 26 27 eqsstrdi ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → 1 … N repr ⁡ S M − b ⊆ 1 … N 0 ..^ S
29 12 elexd ⊢ φ → 1 … N ∈ V
30 fzonel ⊢ ¬ S ∈ 0 ..^ S
31 30 a1i ⊢ φ → ¬ S ∈ 0 ..^ S
32 28 29 2 31 9 actfunsnrndisj ⊢ φ → Disj b = 1 N ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b
33 fzofi ⊢ 0 ..^ S + 1 ∈ Fin
34 33 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b → 0 ..^ S + 1 ∈ Fin
35 5 ralrimiva ⊢ φ ∧ x ∈ 0 ..^ S + 1 → ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ
36 35 ralrimiva ⊢ φ → ∀ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ
37 36 ad3antrrr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ a ∈ 0 ..^ S + 1 → ∀ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ
38 simpr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ a ∈ 0 ..^ S + 1 → a ∈ 0 ..^ S + 1
39 nfv ⊢ Ⅎ v φ ∧ b ∈ 1 … N
40 nfcv ⊢ Ⅎ _ v d
41 nfmpt1 ⊢ Ⅎ _ v v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b
42 41 nfrn ⊢ Ⅎ _ v ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b
43 40 42 nfel ⊢ Ⅎ v d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b
44 39 43 nfan ⊢ Ⅎ v φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b
45 6 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → 1 … N ⊆ ℕ
46 18 ad3antrrr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → M − b ∈ ℤ
47 19 ad3antrrr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → S ∈ ℕ 0
48 simplr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b
49 45 46 47 48 reprf ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → v : 0 ..^ S ⟶ 1 … N
50 16 ad3antrrr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → b ∈ 1 … N
51 47 50 fsnd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → S b : S ⟶ 1 … N
52 fzodisjsn ⊢ 0 ..^ S ∩ S = ∅
53 52 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → 0 ..^ S ∩ S = ∅
54 fun2 ⊢ v : 0 ..^ S ⟶ 1 … N ∧ S b : S ⟶ 1 … N ∧ 0 ..^ S ∩ S = ∅ → v ∪ S b : 0 ..^ S ∪ S ⟶ 1 … N
55 49 51 53 54 syl21anc ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → v ∪ S b : 0 ..^ S ∪ S ⟶ 1 … N
56 simpr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → d = v ∪ S b
57 nn0uz ⊢ ℕ 0 = ℤ ≥ 0
58 2 57 eleqtrdi ⊢ φ → S ∈ ℤ ≥ 0
59 fzosplitsn ⊢ S ∈ ℤ ≥ 0 → 0 ..^ S + 1 = 0 ..^ S ∪ S
60 58 59 syl ⊢ φ → 0 ..^ S + 1 = 0 ..^ S ∪ S
61 60 ad4antr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → 0 ..^ S + 1 = 0 ..^ S ∪ S
62 56 61 feq12d ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → d : 0 ..^ S + 1 ⟶ 1 … N ↔ v ∪ S b : 0 ..^ S ∪ S ⟶ 1 … N
63 55 62 mpbird ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ d = v ∪ S b → d : 0 ..^ S + 1 ⟶ 1 … N
64 vex ⊢ v ∈ V
65 snex ⊢ S b ∈ V
66 64 65 unex ⊢ v ∪ S b ∈ V
67 9 66 elrnmpti ⊢ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ↔ ∃ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b d = v ∪ S b
68 67 bilani ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b → ∃ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b d = v ∪ S b
69 44 63 68 r19.29af ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b → d : 0 ..^ S + 1 ⟶ 1 … N
70 69 adantr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ a ∈ 0 ..^ S + 1 → d : 0 ..^ S + 1 ⟶ 1 … N
71 70 38 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ a ∈ 0 ..^ S + 1 → d ⁡ a ∈ 1 … N
72 6 71 sselid ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ a ∈ 0 ..^ S + 1 → d ⁡ a ∈ ℕ
73 fveq2 ⊢ x = a → L ⁡ x = L ⁡ a
74 73 fveq1d ⊢ x = a → L ⁡ x ⁡ y = L ⁡ a ⁡ y
75 74 eleq1d ⊢ x = a → L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ ↔ L ⁡ a ⁡ y ∈ ℂ
76 fveq2 ⊢ y = d ⁡ a → L ⁡ a ⁡ y = L ⁡ a ⁡ d ⁡ a
77 76 eleq1d ⊢ y = d ⁡ a → L ⁡ a ⁡ y ∈ ℂ ↔ L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ∈ ℂ
78 75 77 rspc2v ⊢ a ∈ 0 ..^ S + 1 ∧ d ⁡ a ∈ ℕ → ∀ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ → L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ∈ ℂ
79 38 72 78 syl2anc ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ a ∈ 0 ..^ S + 1 → ∀ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ → L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ∈ ℂ
80 37 79 mpd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∧ a ∈ 0 ..^ S + 1 → L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ∈ ℂ
81 34 80 fprodcl ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b → ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ∈ ℂ
82 81 anasss ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b → ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ∈ ℂ
83 12 25 32 82 fsumiun ⊢ φ → ∑ d ∈ ⋃ b = 1 N ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = ∑ b = 1 N ∑ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a
84 60 ad2antrr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → 0 ..^ S + 1 = 0 ..^ S ∪ S
85 84 prodeq1d ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a = ∏ a ∈ 0 ..^ S ∪ S L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a
86 nfv ⊢ Ⅎ a φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b
87 nfcv ⊢ Ⅎ _ a L ⁡ S ⁡ e ∪ S b ⁡ S
88 fzofi ⊢ 0 ..^ S ∈ Fin
89 88 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → 0 ..^ S ∈ Fin
90 19 adantr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → S ∈ ℕ 0
91 30 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → ¬ S ∈ 0 ..^ S
92 6 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → 1 … N ⊆ ℕ
93 18 adantr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → M − b ∈ ℤ
94 simpr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b
95 92 93 90 94 reprf ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → e : 0 ..^ S ⟶ 1 … N
96 95 ffnd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → e Fn 0 ..^ S
97 96 adantr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → e Fn 0 ..^ S
98 16 adantr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → b ∈ 1 … N
99 fnsng ⊢ S ∈ ℕ 0 ∧ b ∈ 1 … N → S b Fn S
100 90 98 99 syl2anc ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → S b Fn S
101 100 adantr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → S b Fn S
102 52 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → 0 ..^ S ∩ S = ∅
103 simpr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → a ∈ 0 ..^ S
104 fvun1 ⊢ e Fn 0 ..^ S ∧ S b Fn S ∧ 0 ..^ S ∩ S = ∅ ∧ a ∈ 0 ..^ S → e ∪ S b ⁡ a = e ⁡ a
105 97 101 102 103 104 syl112anc ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → e ∪ S b ⁡ a = e ⁡ a
106 105 fveq2d ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a = L ⁡ a ⁡ e ⁡ a
107 36 ad2antrr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → ∀ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ
108 107 adantr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → ∀ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ
109 fzossfzop1 ⊢ S ∈ ℕ 0 → 0 ..^ S ⊆ 0 ..^ S + 1
110 2 109 syl ⊢ φ → 0 ..^ S ⊆ 0 ..^ S + 1
111 110 ad2antrr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → 0 ..^ S ⊆ 0 ..^ S + 1
112 111 sselda ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → a ∈ 0 ..^ S + 1
113 95 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → e ⁡ a ∈ 1 … N
114 6 113 sselid ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → e ⁡ a ∈ ℕ
115 fveq2 ⊢ y = e ⁡ a → L ⁡ a ⁡ y = L ⁡ a ⁡ e ⁡ a
116 115 eleq1d ⊢ y = e ⁡ a → L ⁡ a ⁡ y ∈ ℂ ↔ L ⁡ a ⁡ e ⁡ a ∈ ℂ
117 75 116 rspc2v ⊢ a ∈ 0 ..^ S + 1 ∧ e ⁡ a ∈ ℕ → ∀ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ → L ⁡ a ⁡ e ⁡ a ∈ ℂ
118 112 114 117 syl2anc ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → ∀ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ → L ⁡ a ⁡ e ⁡ a ∈ ℂ
119 108 118 mpd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → L ⁡ a ⁡ e ⁡ a ∈ ℂ
120 106 119 eqeltrd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ a ∈ 0 ..^ S → L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a ∈ ℂ
121 fveq2 ⊢ a = S → L ⁡ a = L ⁡ S
122 fveq2 ⊢ a = S → e ∪ S b ⁡ a = e ∪ S b ⁡ S
123 121 122 fveq12d ⊢ a = S → L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a = L ⁡ S ⁡ e ∪ S b ⁡ S
124 52 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → 0 ..^ S ∩ S = ∅
125 snidg ⊢ S ∈ ℕ 0 → S ∈ S
126 90 125 syl ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → S ∈ S
127 fvun2 ⊢ e Fn 0 ..^ S ∧ S b Fn S ∧ 0 ..^ S ∩ S = ∅ ∧ S ∈ S → e ∪ S b ⁡ S = S b ⁡ S
128 96 100 124 126 127 syl112anc ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → e ∪ S b ⁡ S = S b ⁡ S
129 fvsng ⊢ S ∈ ℕ 0 ∧ b ∈ 1 … N → S b ⁡ S = b
130 90 98 129 syl2anc ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → S b ⁡ S = b
131 128 130 eqtrd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → e ∪ S b ⁡ S = b
132 131 fveq2d ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → L ⁡ S ⁡ e ∪ S b ⁡ S = L ⁡ S ⁡ b
133 fzonn0p1 ⊢ S ∈ ℕ 0 → S ∈ 0 ..^ S + 1
134 2 133 syl ⊢ φ → S ∈ 0 ..^ S + 1
135 134 ad2antrr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → S ∈ 0 ..^ S + 1
136 6 98 sselid ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → b ∈ ℕ
137 fveq2 ⊢ x = S → L ⁡ x = L ⁡ S
138 137 fveq1d ⊢ x = S → L ⁡ x ⁡ y = L ⁡ S ⁡ y
139 138 eleq1d ⊢ x = S → L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ ↔ L ⁡ S ⁡ y ∈ ℂ
140 fveq2 ⊢ y = b → L ⁡ S ⁡ y = L ⁡ S ⁡ b
141 140 eleq1d ⊢ y = b → L ⁡ S ⁡ y ∈ ℂ ↔ L ⁡ S ⁡ b ∈ ℂ
142 139 141 rspc2v ⊢ S ∈ 0 ..^ S + 1 ∧ b ∈ ℕ → ∀ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ → L ⁡ S ⁡ b ∈ ℂ
143 135 136 142 syl2anc ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → ∀ x ∈ 0 ..^ S + 1 ∀ y ∈ ℕ L ⁡ x ⁡ y ∈ ℂ → L ⁡ S ⁡ b ∈ ℂ
144 107 143 mpd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → L ⁡ S ⁡ b ∈ ℂ
145 132 144 eqeltrd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → L ⁡ S ⁡ e ∪ S b ⁡ S ∈ ℂ
146 86 87 89 90 91 120 123 145 fprodsplitsn ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → ∏ a ∈ 0 ..^ S ∪ S L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a = ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ e ∪ S b ⁡ S
147 106 prodeq2dv ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a = ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ⁡ a
148 147 132 oveq12d ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ e ∪ S b ⁡ S = ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b
149 85 146 148 3eqtrd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a = ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b
150 149 sumeq2dv ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → ∑ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a = ∑ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b
151 simpl ⊢ d = e ∪ S b ∧ a ∈ 0 ..^ S + 1 → d = e ∪ S b
152 151 fveq1d ⊢ d = e ∪ S b ∧ a ∈ 0 ..^ S + 1 → d ⁡ a = e ∪ S b ⁡ a
153 152 fveq2d ⊢ d = e ∪ S b ∧ a ∈ 0 ..^ S + 1 → L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a
154 153 prodeq2dv ⊢ d = e ∪ S b → ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a
155 28 29 2 31 9 actfunsnf1o ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b : 1 … N repr ⁡ S M − b ⟶ 1-1 onto ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b
156 9 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b = v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b
157 simpr ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ v = e → v = e
158 157 uneq1d ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∧ v = e → v ∪ S b = e ∪ S b
159 vex ⊢ e ∈ V
160 159 65 unex ⊢ e ∪ S b ∈ V
161 160 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → e ∪ S b ∈ V
162 156 158 94 161 fvmptd ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N ∧ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b → v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ⁡ e = e ∪ S b
163 154 21 155 162 81 fsumf1o ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → ∑ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = ∑ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ e ∪ S b ⁡ a
164 simpl ⊢ d = e ∧ a ∈ 0 ..^ S → d = e
165 164 fveq1d ⊢ d = e ∧ a ∈ 0 ..^ S → d ⁡ a = e ⁡ a
166 165 fveq2d ⊢ d = e ∧ a ∈ 0 ..^ S → L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = L ⁡ a ⁡ e ⁡ a
167 166 prodeq2dv ⊢ d = e → ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ⁡ a
168 167 oveq1d ⊢ d = e → ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b = ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b
169 168 cbvsumv ⊢ ∑ d ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b = ∑ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b
170 169 a1i ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → ∑ d ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b = ∑ e ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ e ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b
171 150 163 170 3eqtr4d ⊢ φ ∧ b ∈ 1 … N → ∑ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = ∑ d ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b
172 171 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ b = 1 N ∑ d ∈ ran ⁡ v ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ⟼ v ∪ S b ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = ∑ b = 1 N ∑ d ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b
173 11 83 172 3eqtrd ⊢ φ → ∑ d ∈ 1 … N repr ⁡ S + 1 M ∏ a ∈ 0 ..^ S + 1 L ⁡ a ⁡ d ⁡ a = ∑ b = 1 N ∑ d ∈ 1 … N repr ⁡ S M − b ∏ a ∈ 0 ..^ S L ⁡ a ⁡ d ⁡ a ⁢ L ⁡ S ⁡ b