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Theorem dvdsflsumcom

Description: A sum commutation from sum_ n <_ A , sum_ d || n , B ( n , d ) to sum_ d <_ A , sum_ m <_ A / d , B ( n , d m ) . (Contributed by Mario Carneiro, 4-May-2016)

Ref Expression
Hypotheses dvdsflsumcom.1 n=dmB=C
dvdsflsumcom.2 φA
dvdsflsumcom.3 φn1Adx|xnB
Assertion dvdsflsumcom φn=1Adx|xnB=d=1Am=1AdC

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvdsflsumcom.1 n=dmB=C
2 dvdsflsumcom.2 φA
3 dvdsflsumcom.3 φn1Adx|xnB
4 fzfid φ1AFin
5 fzfid φn1A1nFin
6 elfznn n1An
7 6 adantl φn1An
8 dvdsssfz1 nx|xn1n
9 7 8 syl φn1Ax|xn1n
10 5 9 ssfid φn1Ax|xnFin
11 nnre dd
12 11 ad2antrl φn1Addnd
13 7 adantr φn1Addnn
14 13 nnred φn1Addnn
15 2 ad2antrr φn1AddnA
16 nnz dd
17 dvdsle dndndn
18 16 7 17 syl2anr φn1Addndn
19 18 impr φn1Addndn
20 fznnfl An1AnnA
21 2 20 syl φn1AnnA
22 21 simplbda φn1AnA
23 22 adantr φn1AddnnA
24 12 14 15 19 23 letrd φn1AddndA
25 24 ex φn1AddndA
26 25 pm4.71rd φn1AddndAddn
27 ancom dAddnddndA
28 an32 ddndAddAdn
29 27 28 bitri dAddnddAdn
30 26 29 bitrdi φn1AddnddAdn
31 fznnfl Ad1AddA
32 2 31 syl φd1AddA
33 32 adantr φn1Ad1AddA
34 33 anbi1d φn1Ad1AdnddAdn
35 30 34 bitr4d φn1Addnd1Adn
36 35 pm5.32da φn1Addnn1Ad1Adn
37 an12 n1Ad1Adnd1An1Adn
38 36 37 bitrdi φn1Addnd1An1Adn
39 breq1 x=dxndn
40 39 elrab dx|xnddn
41 40 anbi2i n1Adx|xnn1Addn
42 breq2 x=ndxdn
43 42 elrab nx1A|dxn1Adn
44 43 anbi2i d1Anx1A|dxd1An1Adn
45 38 41 44 3bitr4g φn1Adx|xnd1Anx1A|dx
46 4 4 10 45 3 fsumcom2 φn=1Adx|xnB=d=1Anx1A|dxB
47 fzfid φd1A1AdFin
48 2 adantr φd1AA
49 32 simprbda φd1Ad
50 eqid y1Addy=y1Addy
51 48 49 50 dvdsflf1o φd1Ay1Addy:1Ad1-1 ontox1A|dx
52 oveq2 y=mdy=dm
53 ovex dmV
54 52 50 53 fvmpt m1Ady1Addym=dm
55 54 adantl φd1Am1Ady1Addym=dm
56 45 biimpar φd1Anx1A|dxn1Adx|xn
57 56 3 syldan φd1Anx1A|dxB
58 57 anassrs φd1Anx1A|dxB
59 1 47 51 55 58 fsumf1o φd1Anx1A|dxB=m=1AdC
60 59 sumeq2dv φd=1Anx1A|dxB=d=1Am=1AdC
61 46 60 eqtrd φn=1Adx|xnB=d=1Am=1AdC