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Theorem gsummulsubdishift2

Description: Distribute a subtraction over an indexed sum, shift one of the resulting sums, and regroup terms. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Feb-2026)

Ref Expression
Hypotheses gsummulsubdishift.b B = Base R
gsummulsubdishift.p + ˙ = + R
gsummulsubdishift.m - ˙ = - R
gsummulsubdishift.t · ˙ = R
gsummulsubdishift.r φ R Ring
gsummulsubdishift.a φ A B
gsummulsubdishift.c φ C B
gsummulsubdishift.n φ N 0
gsummulsubdishift.d φ D : 0 N B
gsummulsubdishift2.e φ E = D 0 · ˙ A - ˙ D N · ˙ C
gsummulsubdishift2.f φ k 0 ..^ N F = D k + 1 · ˙ A - ˙ D k · ˙ C
Assertion gsummulsubdishift2 φ R D · ˙ A - ˙ C = R k 0 ..^ N F + ˙ E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsummulsubdishift.b B = Base R
2 gsummulsubdishift.p + ˙ = + R
3 gsummulsubdishift.m - ˙ = - R
4 gsummulsubdishift.t · ˙ = R
5 gsummulsubdishift.r φ R Ring
6 gsummulsubdishift.a φ A B
7 gsummulsubdishift.c φ C B
8 gsummulsubdishift.n φ N 0
9 gsummulsubdishift.d φ D : 0 N B
10 gsummulsubdishift2.e φ E = D 0 · ˙ A - ˙ D N · ˙ C
11 gsummulsubdishift2.f φ k 0 ..^ N F = D k + 1 · ˙ A - ˙ D k · ˙ C
12 eqid inv g R = inv g R
13 eqid 0 R = 0 R
14 5 ringcmnd φ R CMnd
15 ovexd φ 0 N V
16 fzfid φ 0 N Fin
17 fvexd φ 0 R V
18 9 16 17 fdmfifsupp φ finSupp 0 R D
19 1 13 14 15 9 18 gsumcl φ R D B
20 5 ringgrpd φ R Grp
21 1 3 20 7 6 grpsubcld φ C - ˙ A B
22 1 4 12 5 19 21 ringmneg2 φ R D · ˙ inv g R C - ˙ A = inv g R R D · ˙ C - ˙ A
23 1 3 12 grpinvsub R Grp C B A B inv g R C - ˙ A = A - ˙ C
24 20 7 6 23 syl3anc φ inv g R C - ˙ A = A - ˙ C
25 24 oveq2d φ R D · ˙ inv g R C - ˙ A = R D · ˙ A - ˙ C
26 10 fveq2d φ inv g R E = inv g R D 0 · ˙ A - ˙ D N · ˙ C
27 0elfz N 0 0 0 N
28 8 27 syl φ 0 0 N
29 9 28 ffvelcdmd φ D 0 B
30 1 4 5 29 6 ringcld φ D 0 · ˙ A B
31 nn0fz0 N 0 N 0 N
32 8 31 sylib φ N 0 N
33 9 32 ffvelcdmd φ D N B
34 1 4 5 33 7 ringcld φ D N · ˙ C B
35 1 3 12 grpinvsub R Grp D 0 · ˙ A B D N · ˙ C B inv g R D 0 · ˙ A - ˙ D N · ˙ C = D N · ˙ C - ˙ D 0 · ˙ A
36 20 30 34 35 syl3anc φ inv g R D 0 · ˙ A - ˙ D N · ˙ C = D N · ˙ C - ˙ D 0 · ˙ A
37 26 36 eqtrd φ inv g R E = D N · ˙ C - ˙ D 0 · ˙ A
38 11 fveq2d φ k 0 ..^ N inv g R F = inv g R D k + 1 · ˙ A - ˙ D k · ˙ C
39 20 adantr φ k 0 ..^ N R Grp
40 5 adantr φ k 0 ..^ N R Ring
41 9 adantr φ k 0 ..^ N D : 0 N B
42 fzofzp1 k 0 ..^ N k + 1 0 N
43 42 adantl φ k 0 ..^ N k + 1 0 N
44 41 43 ffvelcdmd φ k 0 ..^ N D k + 1 B
45 6 adantr φ k 0 ..^ N A B
46 1 4 40 44 45 ringcld φ k 0 ..^ N D k + 1 · ˙ A B
47 fzossfz 0 ..^ N 0 N
48 simpr φ k 0 ..^ N k 0 ..^ N
49 47 48 sselid φ k 0 ..^ N k 0 N
50 41 49 ffvelcdmd φ k 0 ..^ N D k B
51 7 adantr φ k 0 ..^ N C B
52 1 4 40 50 51 ringcld φ k 0 ..^ N D k · ˙ C B
53 1 3 12 grpinvsub R Grp D k + 1 · ˙ A B D k · ˙ C B inv g R D k + 1 · ˙ A - ˙ D k · ˙ C = D k · ˙ C - ˙ D k + 1 · ˙ A
54 39 46 52 53 syl3anc φ k 0 ..^ N inv g R D k + 1 · ˙ A - ˙ D k · ˙ C = D k · ˙ C - ˙ D k + 1 · ˙ A
55 38 54 eqtrd φ k 0 ..^ N inv g R F = D k · ˙ C - ˙ D k + 1 · ˙ A
56 1 2 3 4 5 7 6 8 9 37 55 gsummulsubdishift1 φ R D · ˙ C - ˙ A = R k 0 ..^ N inv g R F + ˙ inv g R E
57 56 fveq2d φ inv g R R D · ˙ C - ˙ A = inv g R R k 0 ..^ N inv g R F + ˙ inv g R E
58 5 ringabld φ R Abel
59 fzofi 0 ..^ N Fin
60 59 a1i φ 0 ..^ N Fin
61 1 3 39 46 52 grpsubcld φ k 0 ..^ N D k + 1 · ˙ A - ˙ D k · ˙ C B
62 11 61 eqeltrd φ k 0 ..^ N F B
63 1 12 39 62 grpinvcld φ k 0 ..^ N inv g R F B
64 63 ralrimiva φ k 0 ..^ N inv g R F B
65 1 14 60 64 gsummptcl φ R k 0 ..^ N inv g R F B
66 1 3 20 30 34 grpsubcld φ D 0 · ˙ A - ˙ D N · ˙ C B
67 10 66 eqeltrd φ E B
68 1 12 20 67 grpinvcld φ inv g R E B
69 1 2 12 ablinvadd R Abel R k 0 ..^ N inv g R F B inv g R E B inv g R R k 0 ..^ N inv g R F + ˙ inv g R E = inv g R R k 0 ..^ N inv g R F + ˙ inv g R inv g R E
70 58 65 68 69 syl3anc φ inv g R R k 0 ..^ N inv g R F + ˙ inv g R E = inv g R R k 0 ..^ N inv g R F + ˙ inv g R inv g R E
71 63 fmpttd φ k 0 ..^ N inv g R F : 0 ..^ N B
72 71 60 17 fidmfisupp φ finSupp 0 R k 0 ..^ N inv g R F
73 1 13 12 58 60 71 72 gsuminv φ R inv g R k 0 ..^ N inv g R F = inv g R R k 0 ..^ N inv g R F
74 1 12 grpinvf R Grp inv g R : B B
75 20 74 syl φ inv g R : B B
76 75 63 cofmpt φ inv g R k 0 ..^ N inv g R F = k 0 ..^ N inv g R inv g R F
77 1 12 39 62 grpinvinvd φ k 0 ..^ N inv g R inv g R F = F
78 77 mpteq2dva φ k 0 ..^ N inv g R inv g R F = k 0 ..^ N F
79 76 78 eqtrd φ inv g R k 0 ..^ N inv g R F = k 0 ..^ N F
80 79 oveq2d φ R inv g R k 0 ..^ N inv g R F = R k 0 ..^ N F
81 73 80 eqtr3d φ inv g R R k 0 ..^ N inv g R F = R k 0 ..^ N F
82 1 12 20 67 grpinvinvd φ inv g R inv g R E = E
83 81 82 oveq12d φ inv g R R k 0 ..^ N inv g R F + ˙ inv g R inv g R E = R k 0 ..^ N F + ˙ E
84 57 70 83 3eqtrd φ inv g R R D · ˙ C - ˙ A = R k 0 ..^ N F + ˙ E
85 22 25 84 3eqtr3d φ R D · ˙ A - ˙ C = R k 0 ..^ N F + ˙ E