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Theorem gsum2dlem2

Description: Lemma for gsum2d . (Contributed by Mario Carneiro, 28-Dec-2014) (Revised by AV, 8-Jun-2019)

Ref Expression
Hypotheses gsum2d.b B = Base G
gsum2d.z 0 ˙ = 0 G
gsum2d.g φ G CMnd
gsum2d.a φ A V
gsum2d.r φ Rel A
gsum2d.d φ D W
gsum2d.s φ dom A D
gsum2d.f φ F : A B
gsum2d.w φ finSupp 0 ˙ F
Assertion gsum2dlem2 φ G F A dom supp 0 ˙ F = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsum2d.b B = Base G
2 gsum2d.z 0 ˙ = 0 G
3 gsum2d.g φ G CMnd
4 gsum2d.a φ A V
5 gsum2d.r φ Rel A
6 gsum2d.d φ D W
7 gsum2d.s φ dom A D
8 gsum2d.f φ F : A B
9 gsum2d.w φ finSupp 0 ˙ F
10 9 fsuppimpd φ F supp 0 ˙ Fin
11 dmfi F supp 0 ˙ Fin dom supp 0 ˙ F Fin
12 10 11 syl φ dom supp 0 ˙ F Fin
13 reseq2 x = A x = A
14 res0 A =
15 13 14 eqtrdi x = A x =
16 15 reseq2d x = F A x = F
17 res0 F =
18 16 17 eqtrdi x = F A x =
19 18 oveq2d x = G F A x = G
20 mpteq1 x = j x G k A j j F k = j G k A j j F k
21 mpt0 j G k A j j F k =
22 20 21 eqtrdi x = j x G k A j j F k =
23 22 oveq2d x = G j x G k A j j F k = G
24 19 23 eqeq12d x = G F A x = G j x G k A j j F k G = G
25 24 imbi2d x = φ G F A x = G j x G k A j j F k φ G = G
26 reseq2 x = y A x = A y
27 26 reseq2d x = y F A x = F A y
28 27 oveq2d x = y G F A x = G F A y
29 mpteq1 x = y j x G k A j j F k = j y G k A j j F k
30 29 oveq2d x = y G j x G k A j j F k = G j y G k A j j F k
31 28 30 eqeq12d x = y G F A x = G j x G k A j j F k G F A y = G j y G k A j j F k
32 31 imbi2d x = y φ G F A x = G j x G k A j j F k φ G F A y = G j y G k A j j F k
33 reseq2 x = y z A x = A y z
34 33 reseq2d x = y z F A x = F A y z
35 34 oveq2d x = y z G F A x = G F A y z
36 mpteq1 x = y z j x G k A j j F k = j y z G k A j j F k
37 36 oveq2d x = y z G j x G k A j j F k = G j y z G k A j j F k
38 35 37 eqeq12d x = y z G F A x = G j x G k A j j F k G F A y z = G j y z G k A j j F k
39 38 imbi2d x = y z φ G F A x = G j x G k A j j F k φ G F A y z = G j y z G k A j j F k
40 reseq2 x = dom supp 0 ˙ F A x = A dom supp 0 ˙ F
41 40 reseq2d x = dom supp 0 ˙ F F A x = F A dom supp 0 ˙ F
42 41 oveq2d x = dom supp 0 ˙ F G F A x = G F A dom supp 0 ˙ F
43 mpteq1 x = dom supp 0 ˙ F j x G k A j j F k = j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k
44 43 oveq2d x = dom supp 0 ˙ F G j x G k A j j F k = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k
45 42 44 eqeq12d x = dom supp 0 ˙ F G F A x = G j x G k A j j F k G F A dom supp 0 ˙ F = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k
46 45 imbi2d x = dom supp 0 ˙ F φ G F A x = G j x G k A j j F k φ G F A dom supp 0 ˙ F = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k
47 eqidd φ G = G
48 oveq1 G F A y = G j y G k A j j F k G F A y + G G F A z = G j y G k A j j F k + G G F A z
49 eqid + G = + G
50 3 adantr φ y Fin ¬ z y G CMnd
51 resexg A V A y z V
52 4 51 syl φ A y z V
53 52 adantr φ y Fin ¬ z y A y z V
54 resss A y z A
55 fssres F : A B A y z A F A y z : A y z B
56 8 54 55 sylancl φ F A y z : A y z B
57 56 adantr φ y Fin ¬ z y F A y z : A y z B
58 8 ffund φ Fun F
59 funres Fun F Fun F A y z
60 58 59 syl φ Fun F A y z
61 60 adantr φ y Fin ¬ z y Fun F A y z
62 10 adantr φ y Fin ¬ z y F supp 0 ˙ Fin
63 fex F : A B A V F V
64 8 4 63 syl2anc φ F V
65 2 fvexi 0 ˙ V
66 ressuppss F V 0 ˙ V F A y z supp 0 ˙ F supp 0 ˙
67 64 65 66 sylancl φ F A y z supp 0 ˙ F supp 0 ˙
68 67 adantr φ y Fin ¬ z y F A y z supp 0 ˙ F supp 0 ˙
69 62 68 ssfid φ y Fin ¬ z y F A y z supp 0 ˙ Fin
70 resexg F V F A y z V
71 64 70 syl φ F A y z V
72 isfsupp F A y z V 0 ˙ V finSupp 0 ˙ F A y z Fun F A y z F A y z supp 0 ˙ Fin
73 71 65 72 sylancl φ finSupp 0 ˙ F A y z Fun F A y z F A y z supp 0 ˙ Fin
74 73 adantr φ y Fin ¬ z y finSupp 0 ˙ F A y z Fun F A y z F A y z supp 0 ˙ Fin
75 61 69 74 mpbir2and φ y Fin ¬ z y finSupp 0 ˙ F A y z
76 simprr φ y Fin ¬ z y ¬ z y
77 disjsn y z = ¬ z y
78 76 77 sylibr φ y Fin ¬ z y y z =
79 78 reseq2d φ y Fin ¬ z y A y z = A
80 resindi A y z = A y A z
81 79 80 14 3eqtr3g φ y Fin ¬ z y A y A z =
82 resundi A y z = A y A z
83 82 a1i φ y Fin ¬ z y A y z = A y A z
84 1 2 49 50 53 57 75 81 83 gsumsplit φ y Fin ¬ z y G F A y z = G F A y z A y + G G F A y z A z
85 ssun1 y y z
86 ssres2 y y z A y A y z
87 resabs1 A y A y z F A y z A y = F A y
88 85 86 87 mp2b F A y z A y = F A y
89 88 oveq2i G F A y z A y = G F A y
90 ssun2 z y z
91 ssres2 z y z A z A y z
92 resabs1 A z A y z F A y z A z = F A z
93 90 91 92 mp2b F A y z A z = F A z
94 93 oveq2i G F A y z A z = G F A z
95 89 94 oveq12i G F A y z A y + G G F A y z A z = G F A y + G G F A z
96 84 95 eqtrdi φ y Fin ¬ z y G F A y z = G F A y + G G F A z
97 simprl φ y Fin ¬ z y y Fin
98 1 2 3 4 5 6 7 8 9 gsum2dlem1 φ G k A j j F k B
99 98 ad2antrr φ y Fin ¬ z y j y G k A j j F k B
100 vex z V
101 100 a1i φ y Fin ¬ z y z V
102 sneq j = z j = z
103 102 imaeq2d j = z A j = A z
104 oveq1 j = z j F k = z F k
105 103 104 mpteq12dv j = z k A j j F k = k A z z F k
106 105 oveq2d j = z G k A j j F k = G k A z z F k
107 106 eleq1d j = z G k A j j F k B G k A z z F k B
108 107 imbi2d j = z φ G k A j j F k B φ G k A z z F k B
109 108 98 chvarvv φ G k A z z F k B
110 109 adantr φ y Fin ¬ z y G k A z z F k B
111 1 49 50 97 99 101 76 110 106 gsumunsn φ y Fin ¬ z y G j y z G k A j j F k = G j y G k A j j F k + G G k A z z F k
112 102 reseq2d j = z A j = A z
113 112 reseq2d j = z F A j = F A z
114 113 oveq2d j = z G F A j = G F A z
115 106 114 eqeq12d j = z G k A j j F k = G F A j G k A z z F k = G F A z
116 115 imbi2d j = z φ G k A j j F k = G F A j φ G k A z z F k = G F A z
117 imaexg A V A j V
118 4 117 syl φ A j V
119 vex j V
120 vex k V
121 119 120 elimasn k A j j k A
122 df-ov j F k = F j k
123 8 ffvelrnda φ j k A F j k B
124 122 123 eqeltrid φ j k A j F k B
125 121 124 sylan2b φ k A j j F k B
126 125 fmpttd φ k A j j F k : A j B
127 funmpt Fun k A j j F k
128 127 a1i φ Fun k A j j F k
129 rnfi F supp 0 ˙ Fin ran supp 0 ˙ F Fin
130 10 129 syl φ ran supp 0 ˙ F Fin
131 121 biimpi k A j j k A
132 119 120 opelrn j k supp 0 ˙ F k ran supp 0 ˙ F
133 132 con3i ¬ k ran supp 0 ˙ F ¬ j k supp 0 ˙ F
134 131 133 anim12i k A j ¬ k ran supp 0 ˙ F j k A ¬ j k supp 0 ˙ F
135 eldif k A j ran supp 0 ˙ F k A j ¬ k ran supp 0 ˙ F
136 eldif j k A supp 0 ˙ F j k A ¬ j k supp 0 ˙ F
137 134 135 136 3imtr4i k A j ran supp 0 ˙ F j k A supp 0 ˙ F
138 ssidd φ F supp 0 ˙ F supp 0 ˙
139 65 a1i φ 0 ˙ V
140 8 138 4 139 suppssr φ j k A supp 0 ˙ F F j k = 0 ˙
141 122 140 syl5eq φ j k A supp 0 ˙ F j F k = 0 ˙
142 137 141 sylan2 φ k A j ran supp 0 ˙ F j F k = 0 ˙
143 142 118 suppss2 φ k A j j F k supp 0 ˙ ran supp 0 ˙ F
144 130 143 ssfid φ k A j j F k supp 0 ˙ Fin
145 118 mptexd φ k A j j F k V
146 isfsupp k A j j F k V 0 ˙ V finSupp 0 ˙ k A j j F k Fun k A j j F k k A j j F k supp 0 ˙ Fin
147 145 65 146 sylancl φ finSupp 0 ˙ k A j j F k Fun k A j j F k k A j j F k supp 0 ˙ Fin
148 128 144 147 mpbir2and φ finSupp 0 ˙ k A j j F k
149 2ndconst j V 2 nd j × A j : j × A j 1-1 onto A j
150 119 149 mp1i φ 2 nd j × A j : j × A j 1-1 onto A j
151 1 2 3 118 126 148 150 gsumf1o φ G k A j j F k = G k A j j F k 2 nd j × A j
152 1st2nd2 x j × A j x = 1 st x 2 nd x
153 xp1st x j × A j 1 st x j
154 elsni 1 st x j 1 st x = j
155 153 154 syl x j × A j 1 st x = j
156 155 opeq1d x j × A j 1 st x 2 nd x = j 2 nd x
157 152 156 eqtrd x j × A j x = j 2 nd x
158 157 fveq2d x j × A j F x = F j 2 nd x
159 df-ov j F 2 nd x = F j 2 nd x
160 158 159 eqtr4di x j × A j F x = j F 2 nd x
161 160 mpteq2ia x j × A j F x = x j × A j j F 2 nd x
162 8 feqmptd φ F = x A F x
163 162 reseq1d φ F A j = x A F x A j
164 resss A j A
165 resmpt A j A x A F x A j = x A j F x
166 164 165 ax-mp x A F x A j = x A j F x
167 ressn A j = j × A j
168 167 mpteq1i x A j F x = x j × A j F x
169 166 168 eqtri x A F x A j = x j × A j F x
170 163 169 eqtrdi φ F A j = x j × A j F x
171 xp2nd x j × A j 2 nd x A j
172 171 adantl φ x j × A j 2 nd x A j
173 fo2nd 2 nd : V onto V
174 fof 2 nd : V onto V 2 nd : V V
175 173 174 mp1i φ 2 nd : V V
176 175 feqmptd φ 2 nd = x V 2 nd x
177 176 reseq1d φ 2 nd j × A j = x V 2 nd x j × A j
178 ssv j × A j V
179 resmpt j × A j V x V 2 nd x j × A j = x j × A j 2 nd x
180 178 179 ax-mp x V 2 nd x j × A j = x j × A j 2 nd x
181 177 180 eqtrdi φ 2 nd j × A j = x j × A j 2 nd x
182 eqidd φ k A j j F k = k A j j F k
183 oveq2 k = 2 nd x j F k = j F 2 nd x
184 172 181 182 183 fmptco φ k A j j F k 2 nd j × A j = x j × A j j F 2 nd x
185 161 170 184 3eqtr4a φ F A j = k A j j F k 2 nd j × A j
186 185 oveq2d φ G F A j = G k A j j F k 2 nd j × A j
187 151 186 eqtr4d φ G k A j j F k = G F A j
188 116 187 chvarvv φ G k A z z F k = G F A z
189 188 adantr φ y Fin ¬ z y G k A z z F k = G F A z
190 189 oveq2d φ y Fin ¬ z y G j y G k A j j F k + G G k A z z F k = G j y G k A j j F k + G G F A z
191 111 190 eqtrd φ y Fin ¬ z y G j y z G k A j j F k = G j y G k A j j F k + G G F A z
192 96 191 eqeq12d φ y Fin ¬ z y G F A y z = G j y z G k A j j F k G F A y + G G F A z = G j y G k A j j F k + G G F A z
193 48 192 syl5ibr φ y Fin ¬ z y G F A y = G j y G k A j j F k G F A y z = G j y z G k A j j F k
194 193 expcom y Fin ¬ z y φ G F A y = G j y G k A j j F k G F A y z = G j y z G k A j j F k
195 194 a2d y Fin ¬ z y φ G F A y = G j y G k A j j F k φ G F A y z = G j y z G k A j j F k
196 25 32 39 46 47 195 findcard2s dom supp 0 ˙ F Fin φ G F A dom supp 0 ˙ F = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k
197 12 196 mpcom φ G F A dom supp 0 ˙ F = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k