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Theorem gsumzcl2

Description: Closure of a finite group sum. This theorem has a weaker hypothesis than gsumzcl , because it is not required that F is a function (actually, the hypothesis always holds for any proper class F ). (Contributed by Mario Carneiro, 24-Apr-2016) (Revised by AV, 1-Jun-2019)

Ref Expression
Hypotheses gsumzcl.b ⊢ B = Base G
gsumzcl.0 ⊢ 0 ˙ = 0 G
gsumzcl.z ⊢ Z = Cntz ⁡ G
gsumzcl.g ⊢ φ → G ∈ Mnd
gsumzcl.a ⊢ φ → A ∈ V
gsumzcl.f ⊢ φ → F : A ⟶ B
gsumzcl.c ⊢ φ → ran ⁡ F ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F
gsumzcl2.w ⊢ φ → F supp 0 ˙ ∈ Fin
Assertion gsumzcl2 ⊢ φ → ∑ G F ∈ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsumzcl.b ⊢ B = Base G
2 gsumzcl.0 ⊢ 0 ˙ = 0 G
3 gsumzcl.z ⊢ Z = Cntz ⁡ G
4 gsumzcl.g ⊢ φ → G ∈ Mnd
5 gsumzcl.a ⊢ φ → A ∈ V
6 gsumzcl.f ⊢ φ → F : A ⟶ B
7 gsumzcl.c ⊢ φ → ran ⁡ F ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F
8 gsumzcl2.w ⊢ φ → F supp 0 ˙ ∈ Fin
9 2 fvexi ⊢ 0 ˙ ∈ V
10 9 a1i ⊢ φ → 0 ˙ ∈ V
11 ssidd ⊢ φ → F supp 0 ˙ ⊆ F supp 0 ˙
12 6 5 10 11 gsumcllem ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ = ∅ → F = k ∈ A ⟼ 0 ˙
13 12 oveq2d ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ = ∅ → ∑ G F = ∑ G k ∈ A 0 ˙
14 2 gsumz ⊢ G ∈ Mnd ∧ A ∈ V → ∑ G k ∈ A 0 ˙ = 0 ˙
15 4 5 14 syl2anc ⊢ φ → ∑ G k ∈ A 0 ˙ = 0 ˙
16 15 adantr ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ = ∅ → ∑ G k ∈ A 0 ˙ = 0 ˙
17 13 16 eqtrd ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ = ∅ → ∑ G F = 0 ˙
18 1 2 mndidcl ⊢ G ∈ Mnd → 0 ˙ ∈ B
19 4 18 syl ⊢ φ → 0 ˙ ∈ B
20 19 adantr ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ = ∅ → 0 ˙ ∈ B
21 17 20 eqeltrd ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ = ∅ → ∑ G F ∈ B
22 21 ex ⊢ φ → F supp 0 ˙ = ∅ → ∑ G F ∈ B
23 eqid ⊢ + G = + G
24 4 adantr ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → G ∈ Mnd
25 5 adantr ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → A ∈ V
26 6 adantr ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → F : A ⟶ B
27 7 adantr ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → ran ⁡ F ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F
28 simprl ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → F supp 0 ˙ ∈ ℕ
29 f1of1 ⊢ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 F supp 0 ˙
30 29 ad2antll ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 F supp 0 ˙
31 suppssdm ⊢ F supp 0 ˙ ⊆ dom ⁡ F
32 31 6 fssdm ⊢ φ → F supp 0 ˙ ⊆ A
33 32 adantr ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → F supp 0 ˙ ⊆ A
34 f1ss ⊢ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 F supp 0 ˙ ∧ F supp 0 ˙ ⊆ A → f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 A
35 30 33 34 syl2anc ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 A
36 ssid ⊢ F supp 0 ˙ ⊆ F supp 0 ˙
37 f1ofo ⊢ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ onto F supp 0 ˙
38 forn ⊢ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ onto F supp 0 ˙ → ran ⁡ f = F supp 0 ˙
39 37 38 syl ⊢ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → ran ⁡ f = F supp 0 ˙
40 39 ad2antll ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → ran ⁡ f = F supp 0 ˙
41 36 40 sseqtrrid ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → F supp 0 ˙ ⊆ ran ⁡ f
42 eqid ⊢ F ∘ f supp 0 ˙ = F ∘ f supp 0 ˙
43 1 2 23 3 24 25 26 27 28 35 41 42 gsumval3 ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → ∑ G F = seq 1 + G F ∘ f ⁡ F supp 0 ˙
44 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
45 28 44 eleqtrdi ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → F supp 0 ˙ ∈ ℤ ≥ 1
46 f1f ⊢ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 A → f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ A
47 35 46 syl ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ A
48 fco ⊢ F : A ⟶ B ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ A → F ∘ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ B
49 26 47 48 syl2anc ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → F ∘ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ B
50 49 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ ∧ k ∈ 1 … F supp 0 ˙ → F ∘ f ⁡ k ∈ B
51 1 23 mndcl ⊢ G ∈ Mnd ∧ k ∈ B ∧ x ∈ B → k + G x ∈ B
52 51 3expb ⊢ G ∈ Mnd ∧ k ∈ B ∧ x ∈ B → k + G x ∈ B
53 24 52 sylan ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ ∧ k ∈ B ∧ x ∈ B → k + G x ∈ B
54 45 50 53 seqcl ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → seq 1 + G F ∘ f ⁡ F supp 0 ˙ ∈ B
55 43 54 eqeltrd ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → ∑ G F ∈ B
56 55 expr ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ → f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → ∑ G F ∈ B
57 56 exlimdv ⊢ φ ∧ F supp 0 ˙ ∈ ℕ → ∃ f f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → ∑ G F ∈ B
58 57 expimpd ⊢ φ → F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ ∃ f f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙ → ∑ G F ∈ B
59 fz1f1o ⊢ F supp 0 ˙ ∈ Fin → F supp 0 ˙ = ∅ ∨ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ ∃ f f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙
60 8 59 syl ⊢ φ → F supp 0 ˙ = ∅ ∨ F supp 0 ˙ ∈ ℕ ∧ ∃ f f : 1 … F supp 0 ˙ ⟶ 1-1 onto F supp 0 ˙
61 22 58 60 mpjaod ⊢ φ → ∑ G F ∈ B