Metamath Proof Explorer


Theorem gsumzaddlem

Description: The sum of two group sums. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Apr-2016) (Revised by AV, 5-Jun-2019)

Ref Expression
Hypotheses gsumzadd.b ⊢ B = Base G
gsumzadd.0 ⊢ 0 ˙ = 0 G
gsumzadd.p ⊢ + ˙ = + G
gsumzadd.z ⊢ Z = Cntz ⁡ G
gsumzadd.g ⊢ φ → G ∈ Mnd
gsumzadd.a ⊢ φ → A ∈ V
gsumzadd.fn ⊢ φ → finSupp 0 ˙⁡ F
gsumzadd.hn ⊢ φ → finSupp 0 ˙⁡ H
gsumzaddlem.w ⊢ W = F ∪ H supp 0 ˙
gsumzaddlem.f ⊢ φ → F : A ⟶ B
gsumzaddlem.h ⊢ φ → H : A ⟶ B
gsumzaddlem.1 ⊢ φ → ran ⁡ F ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F
gsumzaddlem.2 ⊢ φ → ran ⁡ H ⊆ Z ⁡ ran ⁡ H
gsumzaddlem.3 ⊢ φ → ran ⁡ F + ˙ f H ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F + ˙ f H
gsumzaddlem.4 ⊢ φ ∧ x ⊆ A ∧ k ∈ A ∖ x → F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x
Assertion gsumzaddlem ⊢ φ → ∑ G F + ˙ f H = ∑ G F + ˙ ∑ G H

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsumzadd.b ⊢ B = Base G
2 gsumzadd.0 ⊢ 0 ˙ = 0 G
3 gsumzadd.p ⊢ + ˙ = + G
4 gsumzadd.z ⊢ Z = Cntz ⁡ G
5 gsumzadd.g ⊢ φ → G ∈ Mnd
6 gsumzadd.a ⊢ φ → A ∈ V
7 gsumzadd.fn ⊢ φ → finSupp 0 ˙⁡ F
8 gsumzadd.hn ⊢ φ → finSupp 0 ˙⁡ H
9 gsumzaddlem.w ⊢ W = F ∪ H supp 0 ˙
10 gsumzaddlem.f ⊢ φ → F : A ⟶ B
11 gsumzaddlem.h ⊢ φ → H : A ⟶ B
12 gsumzaddlem.1 ⊢ φ → ran ⁡ F ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F
13 gsumzaddlem.2 ⊢ φ → ran ⁡ H ⊆ Z ⁡ ran ⁡ H
14 gsumzaddlem.3 ⊢ φ → ran ⁡ F + ˙ f H ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F + ˙ f H
15 gsumzaddlem.4 ⊢ φ ∧ x ⊆ A ∧ k ∈ A ∖ x → F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x
16 1 2 mndidcl ⊢ G ∈ Mnd → 0 ˙ ∈ B
17 5 16 syl ⊢ φ → 0 ˙ ∈ B
18 1 3 2 mndlid ⊢ G ∈ Mnd ∧ 0 ˙ ∈ B → 0 ˙ + ˙ 0 ˙ = 0 ˙
19 5 17 18 syl2anc ⊢ φ → 0 ˙ + ˙ 0 ˙ = 0 ˙
20 19 adantr ⊢ φ ∧ W = ∅ → 0 ˙ + ˙ 0 ˙ = 0 ˙
21 2 fvexi ⊢ 0 ˙ ∈ V
22 21 a1i ⊢ φ → 0 ˙ ∈ V
23 11 6 fexd ⊢ φ → H ∈ V
24 23 suppun ⊢ φ → F supp 0 ˙ ⊆ F ∪ H supp 0 ˙
25 24 9 sseqtrrdi ⊢ φ → F supp 0 ˙ ⊆ W
26 10 6 22 25 gsumcllem ⊢ φ ∧ W = ∅ → F = x ∈ A ⟼ 0 ˙
27 26 oveq2d ⊢ φ ∧ W = ∅ → ∑ G F = ∑ G x ∈ A 0 ˙
28 2 gsumz ⊢ G ∈ Mnd ∧ A ∈ V → ∑ G x ∈ A 0 ˙ = 0 ˙
29 5 6 28 syl2anc ⊢ φ → ∑ G x ∈ A 0 ˙ = 0 ˙
30 29 adantr ⊢ φ ∧ W = ∅ → ∑ G x ∈ A 0 ˙ = 0 ˙
31 27 30 eqtrd ⊢ φ ∧ W = ∅ → ∑ G F = 0 ˙
32 10 6 fexd ⊢ φ → F ∈ V
33 32 suppun ⊢ φ → H supp 0 ˙ ⊆ H ∪ F supp 0 ˙
34 uncom ⊢ F ∪ H = H ∪ F
35 34 oveq1i ⊢ F ∪ H supp 0 ˙ = H ∪ F supp 0 ˙
36 33 35 sseqtrrdi ⊢ φ → H supp 0 ˙ ⊆ F ∪ H supp 0 ˙
37 36 9 sseqtrrdi ⊢ φ → H supp 0 ˙ ⊆ W
38 11 6 22 37 gsumcllem ⊢ φ ∧ W = ∅ → H = x ∈ A ⟼ 0 ˙
39 38 oveq2d ⊢ φ ∧ W = ∅ → ∑ G H = ∑ G x ∈ A 0 ˙
40 39 30 eqtrd ⊢ φ ∧ W = ∅ → ∑ G H = 0 ˙
41 31 40 oveq12d ⊢ φ ∧ W = ∅ → ∑ G F + ˙ ∑ G H = 0 ˙ + ˙ 0 ˙
42 6 adantr ⊢ φ ∧ W = ∅ → A ∈ V
43 17 ad2antrr ⊢ φ ∧ W = ∅ ∧ x ∈ A → 0 ˙ ∈ B
44 42 43 43 26 38 offval2 ⊢ φ ∧ W = ∅ → F + ˙ f H = x ∈ A ⟼ 0 ˙ + ˙ 0 ˙
45 20 mpteq2dv ⊢ φ ∧ W = ∅ → x ∈ A ⟼ 0 ˙ + ˙ 0 ˙ = x ∈ A ⟼ 0 ˙
46 44 45 eqtrd ⊢ φ ∧ W = ∅ → F + ˙ f H = x ∈ A ⟼ 0 ˙
47 46 oveq2d ⊢ φ ∧ W = ∅ → ∑ G F + ˙ f H = ∑ G x ∈ A 0 ˙
48 47 30 eqtrd ⊢ φ ∧ W = ∅ → ∑ G F + ˙ f H = 0 ˙
49 20 41 48 3eqtr4rd ⊢ φ ∧ W = ∅ → ∑ G F + ˙ f H = ∑ G F + ˙ ∑ G H
50 49 ex ⊢ φ → W = ∅ → ∑ G F + ˙ f H = ∑ G F + ˙ ∑ G H
51 5 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → G ∈ Mnd
52 1 3 mndcl ⊢ G ∈ Mnd ∧ z ∈ B ∧ w ∈ B → z + ˙ w ∈ B
53 52 3expb ⊢ G ∈ Mnd ∧ z ∈ B ∧ w ∈ B → z + ˙ w ∈ B
54 51 53 sylan ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ z ∈ B ∧ w ∈ B → z + ˙ w ∈ B
55 54 caovclg ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y ∈ B
56 simprl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → W ∈ ℕ
57 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
58 56 57 eleqtrdi ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → W ∈ ℤ ≥ 1
59 10 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F : A ⟶ B
60 f1of1 ⊢ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → f : 1 … W ⟶ 1-1 W
61 60 ad2antll ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → f : 1 … W ⟶ 1-1 W
62 suppssdm ⊢ F ∪ H supp 0 ˙ ⊆ dom ⁡ F ∪ H
63 62 a1i ⊢ φ → F ∪ H supp 0 ˙ ⊆ dom ⁡ F ∪ H
64 9 a1i ⊢ φ → W = F ∪ H supp 0 ˙
65 dmun ⊢ dom ⁡ F ∪ H = dom ⁡ F ∪ dom ⁡ H
66 10 fdmd ⊢ φ → dom ⁡ F = A
67 11 fdmd ⊢ φ → dom ⁡ H = A
68 66 67 uneq12d ⊢ φ → dom ⁡ F ∪ dom ⁡ H = A ∪ A
69 unidm ⊢ A ∪ A = A
70 68 69 eqtrdi ⊢ φ → dom ⁡ F ∪ dom ⁡ H = A
71 65 70 eqtr2id ⊢ φ → A = dom ⁡ F ∪ H
72 63 64 71 3sstr4d ⊢ φ → W ⊆ A
73 72 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → W ⊆ A
74 f1ss ⊢ f : 1 … W ⟶ 1-1 W ∧ W ⊆ A → f : 1 … W ⟶ 1-1 A
75 61 73 74 syl2anc ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → f : 1 … W ⟶ 1-1 A
76 f1f ⊢ f : 1 … W ⟶ 1-1 A → f : 1 … W ⟶ A
77 75 76 syl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → f : 1 … W ⟶ A
78 fco ⊢ F : A ⟶ B ∧ f : 1 … W ⟶ A → F ∘ f : 1 … W ⟶ B
79 59 77 78 syl2anc ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F ∘ f : 1 … W ⟶ B
80 79 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ k ∈ 1 … W → F ∘ f ⁡ k ∈ B
81 11 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → H : A ⟶ B
82 fco ⊢ H : A ⟶ B ∧ f : 1 … W ⟶ A → H ∘ f : 1 … W ⟶ B
83 81 77 82 syl2anc ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → H ∘ f : 1 … W ⟶ B
84 83 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ k ∈ 1 … W → H ∘ f ⁡ k ∈ B
85 59 ffnd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F Fn A
86 81 ffnd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → H Fn A
87 6 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → A ∈ V
88 ovexd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → 1 … W ∈ V
89 inidm ⊢ A ∩ A = A
90 85 86 77 87 87 88 89 ofco ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F + ˙ f H ∘ f = F ∘ f + ˙ f H ∘ f
91 90 fveq1d ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F + ˙ f H ∘ f ⁡ k = F ∘ f + ˙ f H ∘ f ⁡ k
92 91 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ k ∈ 1 … W → F + ˙ f H ∘ f ⁡ k = F ∘ f + ˙ f H ∘ f ⁡ k
93 fnfco ⊢ F Fn A ∧ f : 1 … W ⟶ A → F ∘ f Fn 1 … W
94 85 77 93 syl2anc ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F ∘ f Fn 1 … W
95 fnfco ⊢ H Fn A ∧ f : 1 … W ⟶ A → H ∘ f Fn 1 … W
96 86 77 95 syl2anc ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → H ∘ f Fn 1 … W
97 inidm ⊢ 1 … W ∩ 1 … W = 1 … W
98 eqidd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ k ∈ 1 … W → F ∘ f ⁡ k = F ∘ f ⁡ k
99 eqidd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ k ∈ 1 … W → H ∘ f ⁡ k = H ∘ f ⁡ k
100 94 96 88 88 97 98 99 ofval ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ k ∈ 1 … W → F ∘ f + ˙ f H ∘ f ⁡ k = F ∘ f ⁡ k + ˙ H ∘ f ⁡ k
101 92 100 eqtrd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ k ∈ 1 … W → F + ˙ f H ∘ f ⁡ k = F ∘ f ⁡ k + ˙ H ∘ f ⁡ k
102 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → G ∈ Mnd
103 elfzouz ⊢ n ∈ 1 ..^ W → n ∈ ℤ ≥ 1
104 103 adantl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → n ∈ ℤ ≥ 1
105 elfzouz2 ⊢ n ∈ 1 ..^ W → W ∈ ℤ ≥ n
106 105 adantl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → W ∈ ℤ ≥ n
107 fzss2 ⊢ W ∈ ℤ ≥ n → 1 … n ⊆ 1 … W
108 106 107 syl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → 1 … n ⊆ 1 … W
109 108 sselda ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W ∧ k ∈ 1 … n → k ∈ 1 … W
110 80 adantlr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W ∧ k ∈ 1 … W → F ∘ f ⁡ k ∈ B
111 109 110 syldan ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W ∧ k ∈ 1 … n → F ∘ f ⁡ k ∈ B
112 1 3 mndcl ⊢ G ∈ Mnd ∧ k ∈ B ∧ x ∈ B → k + ˙ x ∈ B
113 112 3expb ⊢ G ∈ Mnd ∧ k ∈ B ∧ x ∈ B → k + ˙ x ∈ B
114 102 113 sylan ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W ∧ k ∈ B ∧ x ∈ B → k + ˙ x ∈ B
115 104 111 114 seqcl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → seq 1 + ˙ F ∘ f ⁡ n ∈ B
116 84 adantlr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W ∧ k ∈ 1 … W → H ∘ f ⁡ k ∈ B
117 109 116 syldan ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W ∧ k ∈ 1 … n → H ∘ f ⁡ k ∈ B
118 104 117 114 seqcl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n ∈ B
119 fzofzp1 ⊢ n ∈ 1 ..^ W → n + 1 ∈ 1 … W
120 ffvelcdm ⊢ F ∘ f : 1 … W ⟶ B ∧ n + 1 ∈ 1 … W → F ∘ f ⁡ n + 1 ∈ B
121 79 119 120 syl2an ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → F ∘ f ⁡ n + 1 ∈ B
122 ffvelcdm ⊢ H ∘ f : 1 … W ⟶ B ∧ n + 1 ∈ 1 … W → H ∘ f ⁡ n + 1 ∈ B
123 83 119 122 syl2an ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → H ∘ f ⁡ n + 1 ∈ B
124 fvco3 ⊢ f : 1 … W ⟶ A ∧ n + 1 ∈ 1 … W → F ∘ f ⁡ n + 1 = F ⁡ f ⁡ n + 1
125 77 119 124 syl2an ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → F ∘ f ⁡ n + 1 = F ⁡ f ⁡ n + 1
126 fveq2 ⊢ k = f ⁡ n + 1 → F ⁡ k = F ⁡ f ⁡ n + 1
127 126 eleq1d ⊢ k = f ⁡ n + 1 → F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n ↔ F ⁡ f ⁡ n + 1 ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n
128 15 expr ⊢ φ ∧ x ⊆ A → k ∈ A ∖ x → F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x
129 128 ralrimiv ⊢ φ ∧ x ⊆ A → ∀ k ∈ A ∖ x F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x
130 129 ex ⊢ φ → x ⊆ A → ∀ k ∈ A ∖ x F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x
131 130 alrimiv ⊢ φ → ∀ x x ⊆ A → ∀ k ∈ A ∖ x F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x
132 131 ad2antrr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → ∀ x x ⊆ A → ∀ k ∈ A ∖ x F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x
133 imassrn ⊢ f 1 … n ⊆ ran ⁡ f
134 77 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f : 1 … W ⟶ A
135 134 frnd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → ran ⁡ f ⊆ A
136 133 135 sstrid ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f 1 … n ⊆ A
137 vex ⊢ f ∈ V
138 137 imaex ⊢ f 1 … n ∈ V
139 sseq1 ⊢ x = f 1 … n → x ⊆ A ↔ f 1 … n ⊆ A
140 difeq2 ⊢ x = f 1 … n → A ∖ x = A ∖ f 1 … n
141 reseq2 ⊢ x = f 1 … n → H ↾ x = H ↾ f 1 … n
142 141 oveq2d ⊢ x = f 1 … n → ∑ G H ↾ x = ∑ G H ↾ f 1 … n
143 142 sneqd ⊢ x = f 1 … n → ∑ G H ↾ x = ∑ G H ↾ f 1 … n
144 143 fveq2d ⊢ x = f 1 … n → Z ⁡ ∑ G H ↾ x = Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n
145 144 eleq2d ⊢ x = f 1 … n → F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x ↔ F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n
146 140 145 raleqbidv ⊢ x = f 1 … n → ∀ k ∈ A ∖ x F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x ↔ ∀ k ∈ A ∖ f 1 … n F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n
147 139 146 imbi12d ⊢ x = f 1 … n → x ⊆ A → ∀ k ∈ A ∖ x F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x ↔ f 1 … n ⊆ A → ∀ k ∈ A ∖ f 1 … n F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n
148 138 147 spcv ⊢ ∀ x x ⊆ A → ∀ k ∈ A ∖ x F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ x → f 1 … n ⊆ A → ∀ k ∈ A ∖ f 1 … n F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n
149 132 136 148 sylc ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → ∀ k ∈ A ∖ f 1 … n F ⁡ k ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n
150 ffvelcdm ⊢ f : 1 … W ⟶ A ∧ n + 1 ∈ 1 … W → f ⁡ n + 1 ∈ A
151 77 119 150 syl2an ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f ⁡ n + 1 ∈ A
152 fzp1nel ⊢ ¬ n + 1 ∈ 1 … n
153 75 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f : 1 … W ⟶ 1-1 A
154 119 adantl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → n + 1 ∈ 1 … W
155 f1elima ⊢ f : 1 … W ⟶ 1-1 A ∧ n + 1 ∈ 1 … W ∧ 1 … n ⊆ 1 … W → f ⁡ n + 1 ∈ f 1 … n ↔ n + 1 ∈ 1 … n
156 153 154 108 155 syl3anc ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f ⁡ n + 1 ∈ f 1 … n ↔ n + 1 ∈ 1 … n
157 152 156 mtbiri ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → ¬ f ⁡ n + 1 ∈ f 1 … n
158 151 157 eldifd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f ⁡ n + 1 ∈ A ∖ f 1 … n
159 127 149 158 rspcdva ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → F ⁡ f ⁡ n + 1 ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n
160 125 159 eqeltrd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → F ∘ f ⁡ n + 1 ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n
161 138 a1i ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f 1 … n ∈ V
162 11 ad2antrr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → H : A ⟶ B
163 162 136 fssresd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → H ↾ f 1 … n : f 1 … n ⟶ B
164 13 ad2antrr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → ran ⁡ H ⊆ Z ⁡ ran ⁡ H
165 resss ⊢ H ↾ f 1 … n ⊆ H
166 165 rnssi ⊢ ran ⁡ H ↾ f 1 … n ⊆ ran ⁡ H
167 4 cntzidss ⊢ ran ⁡ H ⊆ Z ⁡ ran ⁡ H ∧ ran ⁡ H ↾ f 1 … n ⊆ ran ⁡ H → ran ⁡ H ↾ f 1 … n ⊆ Z ⁡ ran ⁡ H ↾ f 1 … n
168 164 166 167 sylancl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → ran ⁡ H ↾ f 1 … n ⊆ Z ⁡ ran ⁡ H ↾ f 1 … n
169 104 57 eleqtrrdi ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → n ∈ ℕ
170 f1ores ⊢ f : 1 … W ⟶ 1-1 A ∧ 1 … n ⊆ 1 … W → f ↾ 1 … n : 1 … n ⟶ 1-1 onto f 1 … n
171 153 108 170 syl2anc ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f ↾ 1 … n : 1 … n ⟶ 1-1 onto f 1 … n
172 f1of1 ⊢ f ↾ 1 … n : 1 … n ⟶ 1-1 onto f 1 … n → f ↾ 1 … n : 1 … n ⟶ 1-1 f 1 … n
173 171 172 syl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f ↾ 1 … n : 1 … n ⟶ 1-1 f 1 … n
174 suppssdm ⊢ H ↾ f 1 … n supp 0 ˙ ⊆ dom ⁡ H ↾ f 1 … n
175 dmres ⊢ dom ⁡ H ↾ f 1 … n = f 1 … n ∩ dom ⁡ H
176 175 a1i ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → dom ⁡ H ↾ f 1 … n = f 1 … n ∩ dom ⁡ H
177 174 176 sseqtrid ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → H ↾ f 1 … n supp 0 ˙ ⊆ f 1 … n ∩ dom ⁡ H
178 inss1 ⊢ f 1 … n ∩ dom ⁡ H ⊆ f 1 … n
179 df-ima ⊢ f 1 … n = ran ⁡ f ↾ 1 … n
180 179 a1i ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f 1 … n = ran ⁡ f ↾ 1 … n
181 178 180 sseqtrid ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → f 1 … n ∩ dom ⁡ H ⊆ ran ⁡ f ↾ 1 … n
182 177 181 sstrd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → H ↾ f 1 … n supp 0 ˙ ⊆ ran ⁡ f ↾ 1 … n
183 eqid ⊢ H ↾ f 1 … n ∘ f ↾ 1 … n supp 0 ˙ = H ↾ f 1 … n ∘ f ↾ 1 … n supp 0 ˙
184 1 2 3 4 102 161 163 168 169 173 182 183 gsumval3 ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → ∑ G H ↾ f 1 … n = seq 1 + ˙ H ↾ f 1 … n ∘ f ↾ 1 … n ⁡ n
185 179 eqimss2i ⊢ ran ⁡ f ↾ 1 … n ⊆ f 1 … n
186 cores ⊢ ran ⁡ f ↾ 1 … n ⊆ f 1 … n → H ↾ f 1 … n ∘ f ↾ 1 … n = H ∘ f ↾ 1 … n
187 185 186 ax-mp ⊢ H ↾ f 1 … n ∘ f ↾ 1 … n = H ∘ f ↾ 1 … n
188 resco ⊢ H ∘ f ↾ 1 … n = H ∘ f ↾ 1 … n
189 187 188 eqtr4i ⊢ H ↾ f 1 … n ∘ f ↾ 1 … n = H ∘ f ↾ 1 … n
190 189 fveq1i ⊢ H ↾ f 1 … n ∘ f ↾ 1 … n ⁡ k = H ∘ f ↾ 1 … n ⁡ k
191 fvres ⊢ k ∈ 1 … n → H ∘ f ↾ 1 … n ⁡ k = H ∘ f ⁡ k
192 190 191 eqtrid ⊢ k ∈ 1 … n → H ↾ f 1 … n ∘ f ↾ 1 … n ⁡ k = H ∘ f ⁡ k
193 192 adantl ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W ∧ k ∈ 1 … n → H ↾ f 1 … n ∘ f ↾ 1 … n ⁡ k = H ∘ f ⁡ k
194 104 193 seqfveq ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → seq 1 + ˙ H ↾ f 1 … n ∘ f ↾ 1 … n ⁡ n = seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n
195 184 194 eqtr2d ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n = ∑ G H ↾ f 1 … n
196 fvex ⊢ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n ∈ V
197 196 elsn ⊢ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n ∈ ∑ G H ↾ f 1 … n ↔ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n = ∑ G H ↾ f 1 … n
198 195 197 sylibr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n ∈ ∑ G H ↾ f 1 … n
199 3 4 cntzi ⊢ F ∘ f ⁡ n + 1 ∈ Z ⁡ ∑ G H ↾ f 1 … n ∧ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n ∈ ∑ G H ↾ f 1 … n → F ∘ f ⁡ n + 1 + ˙ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n = seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n + ˙ F ∘ f ⁡ n + 1
200 160 198 199 syl2anc ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → F ∘ f ⁡ n + 1 + ˙ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n = seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n + ˙ F ∘ f ⁡ n + 1
201 200 eqcomd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n + ˙ F ∘ f ⁡ n + 1 = F ∘ f ⁡ n + 1 + ˙ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n
202 1 3 102 115 118 121 123 201 mnd4g ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ n ∈ 1 ..^ W → seq 1 + ˙ F ∘ f ⁡ n + ˙ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n + ˙ F ∘ f ⁡ n + 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n + 1 = seq 1 + ˙ F ∘ f ⁡ n + ˙ F ∘ f ⁡ n + 1 + ˙ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ n + ˙ H ∘ f ⁡ n + 1
203 55 55 58 80 84 101 202 seqcaopr3 ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → seq 1 + ˙ F + ˙ f H ∘ f ⁡ W = seq 1 + ˙ F ∘ f ⁡ W + ˙ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ W
204 54 59 81 87 87 89 off ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F + ˙ f H : A ⟶ B
205 14 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ran ⁡ F + ˙ f H ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F + ˙ f H
206 51 113 sylan ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ k ∈ B ∧ x ∈ B → k + ˙ x ∈ B
207 206 59 81 87 87 89 off ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F + ˙ f H : A ⟶ B
208 eldifi ⊢ x ∈ A ∖ ran ⁡ f → x ∈ A
209 eqidd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ x ∈ A → F ⁡ x = F ⁡ x
210 eqidd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ x ∈ A → H ⁡ x = H ⁡ x
211 85 86 87 87 89 209 210 ofval ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ x ∈ A → F + ˙ f H ⁡ x = F ⁡ x + ˙ H ⁡ x
212 208 211 sylan2 ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ x ∈ A ∖ ran ⁡ f → F + ˙ f H ⁡ x = F ⁡ x + ˙ H ⁡ x
213 24 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F supp 0 ˙ ⊆ F ∪ H supp 0 ˙
214 f1ofo ⊢ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → f : 1 … W ⟶ onto W
215 forn ⊢ f : 1 … W ⟶ onto W → ran ⁡ f = W
216 214 215 syl ⊢ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ran ⁡ f = W
217 216 9 eqtrdi ⊢ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ran ⁡ f = F ∪ H supp 0 ˙
218 217 sseq2d ⊢ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F supp 0 ˙ ⊆ ran ⁡ f ↔ F supp 0 ˙ ⊆ F ∪ H supp 0 ˙
219 218 ad2antll ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F supp 0 ˙ ⊆ ran ⁡ f ↔ F supp 0 ˙ ⊆ F ∪ H supp 0 ˙
220 213 219 mpbird ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F supp 0 ˙ ⊆ ran ⁡ f
221 21 a1i ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → 0 ˙ ∈ V
222 59 220 87 221 suppssr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ x ∈ A ∖ ran ⁡ f → F ⁡ x = 0 ˙
223 33 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → H supp 0 ˙ ⊆ H ∪ F supp 0 ˙
224 223 35 sseqtrrdi ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → H supp 0 ˙ ⊆ F ∪ H supp 0 ˙
225 217 sseq2d ⊢ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → H supp 0 ˙ ⊆ ran ⁡ f ↔ H supp 0 ˙ ⊆ F ∪ H supp 0 ˙
226 225 ad2antll ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → H supp 0 ˙ ⊆ ran ⁡ f ↔ H supp 0 ˙ ⊆ F ∪ H supp 0 ˙
227 224 226 mpbird ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → H supp 0 ˙ ⊆ ran ⁡ f
228 81 227 87 221 suppssr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ x ∈ A ∖ ran ⁡ f → H ⁡ x = 0 ˙
229 222 228 oveq12d ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ x ∈ A ∖ ran ⁡ f → F ⁡ x + ˙ H ⁡ x = 0 ˙ + ˙ 0 ˙
230 19 ad2antrr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ x ∈ A ∖ ran ⁡ f → 0 ˙ + ˙ 0 ˙ = 0 ˙
231 212 229 230 3eqtrd ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W ∧ x ∈ A ∖ ran ⁡ f → F + ˙ f H ⁡ x = 0 ˙
232 207 231 suppss ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → F + ˙ f H supp 0 ˙ ⊆ ran ⁡ f
233 ovex ⊢ F + ˙ f H ∈ V
234 233 137 coex ⊢ F + ˙ f H ∘ f ∈ V
235 suppimacnv ⊢ F + ˙ f H ∘ f ∈ V ∧ 0 ˙ ∈ V → F + ˙ f H ∘ f supp 0 ˙ = F + ˙ f H ∘ f -1 V ∖ 0 ˙
236 235 eqcomd ⊢ F + ˙ f H ∘ f ∈ V ∧ 0 ˙ ∈ V → F + ˙ f H ∘ f -1 V ∖ 0 ˙ = F + ˙ f H ∘ f supp 0 ˙
237 234 21 236 mp2an ⊢ F + ˙ f H ∘ f -1 V ∖ 0 ˙ = F + ˙ f H ∘ f supp 0 ˙
238 1 2 3 4 51 87 204 205 56 75 232 237 gsumval3 ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ∑ G F + ˙ f H = seq 1 + ˙ F + ˙ f H ∘ f ⁡ W
239 12 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ran ⁡ F ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F
240 eqid ⊢ F ∘ f supp 0 ˙ = F ∘ f supp 0 ˙
241 1 2 3 4 51 87 59 239 56 75 220 240 gsumval3 ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ∑ G F = seq 1 + ˙ F ∘ f ⁡ W
242 13 adantr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ran ⁡ H ⊆ Z ⁡ ran ⁡ H
243 eqid ⊢ H ∘ f supp 0 ˙ = H ∘ f supp 0 ˙
244 1 2 3 4 51 87 81 242 56 75 227 243 gsumval3 ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ∑ G H = seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ W
245 241 244 oveq12d ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ∑ G F + ˙ ∑ G H = seq 1 + ˙ F ∘ f ⁡ W + ˙ seq 1 + ˙ H ∘ f ⁡ W
246 203 238 245 3eqtr4d ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ ∧ f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ∑ G F + ˙ f H = ∑ G F + ˙ ∑ G H
247 246 expr ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ → f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ∑ G F + ˙ f H = ∑ G F + ˙ ∑ G H
248 247 exlimdv ⊢ φ ∧ W ∈ ℕ → ∃ f f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ∑ G F + ˙ f H = ∑ G F + ˙ ∑ G H
249 248 expimpd ⊢ φ → W ∈ ℕ ∧ ∃ f f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W → ∑ G F + ˙ f H = ∑ G F + ˙ ∑ G H
250 7 8 fsuppun ⊢ φ → F ∪ H supp 0 ˙ ∈ Fin
251 9 250 eqeltrid ⊢ φ → W ∈ Fin
252 fz1f1o ⊢ W ∈ Fin → W = ∅ ∨ W ∈ ℕ ∧ ∃ f f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W
253 251 252 syl ⊢ φ → W = ∅ ∨ W ∈ ℕ ∧ ∃ f f : 1 … W ⟶ 1-1 onto W
254 50 249 253 mpjaod ⊢ φ → ∑ G F + ˙ f H = ∑ G F + ˙ ∑ G H