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Theorem fsum2dlem

Description: Lemma for fsum2d - induction step. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Apr-2014)

Ref Expression
Hypotheses fsum2d.1 z = j k D = C
fsum2d.2 φ A Fin
fsum2d.3 φ j A B Fin
fsum2d.4 φ j A k B C
fsum2d.5 φ ¬ y x
fsum2d.6 φ x y A
fsum2d.7 ψ j x k B C = z j x j × B D
Assertion fsum2dlem φ ψ j x y k B C = z j x y j × B D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fsum2d.1 z = j k D = C
2 fsum2d.2 φ A Fin
3 fsum2d.3 φ j A B Fin
4 fsum2d.4 φ j A k B C
5 fsum2d.5 φ ¬ y x
6 fsum2d.6 φ x y A
7 fsum2d.7 ψ j x k B C = z j x j × B D
8 7 bilani φ ψ j x k B C = z j x j × B D
9 csbeq1a j = m B = m / j B
10 csbeq1a j = m C = m / j C
11 10 adantr j = m k B C = m / j C
12 9 11 sumeq12dv j = m k B C = k m / j B m / j C
13 nfcv _ m k B C
14 nfcsb1v _ j m / j B
15 nfcsb1v _ j m / j C
16 14 15 nfsum _ j k m / j B m / j C
17 12 13 16 cbvsum j y k B C = m y k m / j B m / j C
18 6 unssbd φ y A
19 vex y V
20 19 snss y A y A
21 18 20 sylibr φ y A
22 3 ralrimiva φ j A B Fin
23 nfcsb1v _ j y / j B
24 23 nfel1 j y / j B Fin
25 csbeq1a j = y B = y / j B
26 25 eleq1d j = y B Fin y / j B Fin
27 24 26 rspc y A j A B Fin y / j B Fin
28 21 22 27 sylc φ y / j B Fin
29 4 ralrimivva φ j A k B C
30 nfcsb1v _ j y / j C
31 30 nfel1 j y / j C
32 23 31 nfralw j k y / j B y / j C
33 csbeq1a j = y C = y / j C
34 33 eleq1d j = y C y / j C
35 25 34 raleqbidv j = y k B C k y / j B y / j C
36 32 35 rspc y A j A k B C k y / j B y / j C
37 21 29 36 sylc φ k y / j B y / j C
38 37 r19.21bi φ k y / j B y / j C
39 28 38 fsumcl φ k y / j B y / j C
40 csbeq1 m = y m / j B = y / j B
41 csbeq1 m = y m / j C = y / j C
42 41 adantr m = y k m / j B m / j C = y / j C
43 40 42 sumeq12dv m = y k m / j B m / j C = k y / j B y / j C
44 43 sumsn y A k y / j B y / j C m y k m / j B m / j C = k y / j B y / j C
45 21 39 44 syl2anc φ m y k m / j B m / j C = k y / j B y / j C
46 csbeq1a k = m y / j C = m / k y / j C
47 nfcv _ m y / j C
48 nfcsb1v _ k m / k y / j C
49 46 47 48 cbvsum k y / j B y / j C = m y / j B m / k y / j C
50 csbeq1 m = 2 nd z m / k y / j C = 2 nd z / k y / j C
51 snfi y Fin
52 xpfi y Fin y / j B Fin y × y / j B Fin
53 51 28 52 sylancr φ y × y / j B Fin
54 2ndconst y A 2 nd y × y / j B : y × y / j B 1-1 onto y / j B
55 21 54 syl φ 2 nd y × y / j B : y × y / j B 1-1 onto y / j B
56 fvres z y × y / j B 2 nd y × y / j B z = 2 nd z
57 56 adantl φ z y × y / j B 2 nd y × y / j B z = 2 nd z
58 48 nfel1 k m / k y / j C
59 46 eleq1d k = m y / j C m / k y / j C
60 58 59 rspc m y / j B k y / j B y / j C m / k y / j C
61 37 60 mpan9 φ m y / j B m / k y / j C
62 50 53 55 57 61 fsumf1o φ m y / j B m / k y / j C = z y × y / j B 2 nd z / k y / j C
63 elxp z y × y / j B m k z = m k m y k y / j B
64 nfv j z = m k
65 nfv j m y
66 23 nfcri j k y / j B
67 65 66 nfan j m y k y / j B
68 64 67 nfan j z = m k m y k y / j B
69 68 nfex j k z = m k m y k y / j B
70 nfv m k z = j k j = y k B
71 opeq1 m = j m k = j k
72 71 eqeq2d m = j z = m k z = j k
73 velsn m y m = y
74 73 anbi1i m y k y / j B m = y k y / j B
75 eqtr2 m = j m = y j = y
76 75 25 syl m = j m = y B = y / j B
77 76 eleq2d m = j m = y k B k y / j B
78 77 pm5.32da m = j m = y k B m = y k y / j B
79 74 78 bitr4id m = j m y k y / j B m = y k B
80 equequ1 m = j m = y j = y
81 80 anbi1d m = j m = y k B j = y k B
82 79 81 bitrd m = j m y k y / j B j = y k B
83 72 82 anbi12d m = j z = m k m y k y / j B z = j k j = y k B
84 83 exbidv m = j k z = m k m y k y / j B k z = j k j = y k B
85 69 70 84 cbvexv1 m k z = m k m y k y / j B j k z = j k j = y k B
86 63 85 bitri z y × y / j B j k z = j k j = y k B
87 nfv j φ
88 nfcv _ j 2 nd z
89 88 30 nfcsbw _ j 2 nd z / k y / j C
90 89 nfeq2 j D = 2 nd z / k y / j C
91 nfv k φ
92 nfcsb1v _ k 2 nd z / k y / j C
93 92 nfeq2 k D = 2 nd z / k y / j C
94 1 ad2antlr φ z = j k j = y k B D = C
95 33 ad2antrl φ z = j k j = y k B C = y / j C
96 fveq2 z = j k 2 nd z = 2 nd j k
97 vex j V
98 vex k V
99 97 98 op2nd 2 nd j k = k
100 96 99 eqtr2di z = j k k = 2 nd z
101 100 ad2antlr φ z = j k j = y k B k = 2 nd z
102 csbeq1a k = 2 nd z y / j C = 2 nd z / k y / j C
103 101 102 syl φ z = j k j = y k B y / j C = 2 nd z / k y / j C
104 94 95 103 3eqtrd φ z = j k j = y k B D = 2 nd z / k y / j C
105 104 expl φ z = j k j = y k B D = 2 nd z / k y / j C
106 91 93 105 exlimd φ k z = j k j = y k B D = 2 nd z / k y / j C
107 87 90 106 exlimd φ j k z = j k j = y k B D = 2 nd z / k y / j C
108 86 107 biimtrid φ z y × y / j B D = 2 nd z / k y / j C
109 108 imp φ z y × y / j B D = 2 nd z / k y / j C
110 109 sumeq2dv φ z y × y / j B D = z y × y / j B 2 nd z / k y / j C
111 62 110 eqtr4d φ m y / j B m / k y / j C = z y × y / j B D
112 49 111 eqtrid φ k y / j B y / j C = z y × y / j B D
113 45 112 eqtrd φ m y k m / j B m / j C = z y × y / j B D
114 17 113 eqtrid φ j y k B C = z y × y / j B D
115 114 adantr φ ψ j y k B C = z y × y / j B D
116 8 115 oveq12d φ ψ j x k B C + j y k B C = z j x j × B D + z y × y / j B D
117 disjsn x y = ¬ y x
118 5 117 sylibr φ x y =
119 eqidd φ x y = x y
120 2 6 ssfid φ x y Fin
121 6 sselda φ j x y j A
122 4 anassrs φ j A k B C
123 3 122 fsumcl φ j A k B C
124 121 123 syldan φ j x y k B C
125 118 119 120 124 fsumsplit φ j x y k B C = j x k B C + j y k B C
126 125 adantr φ ψ j x y k B C = j x k B C + j y k B C
127 eliun z j x j × B j x z j × B
128 xp1st z j × B 1 st z j
129 elsni 1 st z j 1 st z = j
130 128 129 syl z j × B 1 st z = j
131 130 adantl j x z j × B 1 st z = j
132 simpl j x z j × B j x
133 131 132 eqeltrd j x z j × B 1 st z x
134 133 rexlimiva j x z j × B 1 st z x
135 127 134 sylbi z j x j × B 1 st z x
136 xp1st z y × y / j B 1 st z y
137 135 136 anim12i z j x j × B z y × y / j B 1 st z x 1 st z y
138 elin z j x j × B y × y / j B z j x j × B z y × y / j B
139 elin 1 st z x y 1 st z x 1 st z y
140 137 138 139 3imtr4i z j x j × B y × y / j B 1 st z x y
141 118 eleq2d φ 1 st z x y 1 st z
142 noel ¬ 1 st z
143 142 pm2.21i 1 st z z
144 141 143 biimtrdi φ 1 st z x y z
145 140 144 syl5 φ z j x j × B y × y / j B z
146 145 ssrdv φ j x j × B y × y / j B
147 ss0 j x j × B y × y / j B j x j × B y × y / j B =
148 146 147 syl φ j x j × B y × y / j B =
149 iunxun j x y j × B = j x j × B j y j × B
150 nfcv _ m j × B
151 nfcv _ j m
152 151 14 nfxp _ j m × m / j B
153 sneq j = m j = m
154 153 9 xpeq12d j = m j × B = m × m / j B
155 150 152 154 cbviun j y j × B = m y m × m / j B
156 sneq m = y m = y
157 156 40 xpeq12d m = y m × m / j B = y × y / j B
158 19 157 iunxsn m y m × m / j B = y × y / j B
159 155 158 eqtri j y j × B = y × y / j B
160 159 uneq2i j x j × B j y j × B = j x j × B y × y / j B
161 149 160 eqtri j x y j × B = j x j × B y × y / j B
162 161 a1i φ j x y j × B = j x j × B y × y / j B
163 snfi j Fin
164 121 3 syldan φ j x y B Fin
165 xpfi j Fin B Fin j × B Fin
166 163 164 165 sylancr φ j x y j × B Fin
167 166 ralrimiva φ j x y j × B Fin
168 iunfi x y Fin j x y j × B Fin j x y j × B Fin
169 120 167 168 syl2anc φ j x y j × B Fin
170 eliun z j x y j × B j x y z j × B
171 elxp z j × B m k z = m k m j k B
172 simprl φ j x y z = m k m j k B z = m k
173 simprrl φ j x y z = m k m j k B m j
174 elsni m j m = j
175 173 174 syl φ j x y z = m k m j k B m = j
176 175 opeq1d φ j x y z = m k m j k B m k = j k
177 172 176 eqtrd φ j x y z = m k m j k B z = j k
178 177 1 syl φ j x y z = m k m j k B D = C
179 simpll φ j x y z = m k m j k B φ
180 121 adantr φ j x y z = m k m j k B j A
181 simprrr φ j x y z = m k m j k B k B
182 179 180 181 4 syl12anc φ j x y z = m k m j k B C
183 178 182 eqeltrd φ j x y z = m k m j k B D
184 183 ex φ j x y z = m k m j k B D
185 184 exlimdvv φ j x y m k z = m k m j k B D
186 171 185 biimtrid φ j x y z j × B D
187 186 rexlimdva φ j x y z j × B D
188 170 187 biimtrid φ z j x y j × B D
189 188 imp φ z j x y j × B D
190 148 162 169 189 fsumsplit φ z j x y j × B D = z j x j × B D + z y × y / j B D
191 190 adantr φ ψ z j x y j × B D = z j x j × B D + z y × y / j B D
192 116 126 191 3eqtr4d φ ψ j x y k B C = z j x y j × B D