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Theorem gsumzres

Description: Extend a finite group sum by padding outside with zeroes. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Apr-2016) (Revised by AV, 31-May-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
gsumzres.s φ F supp 0 ˙ W
gsumzres.w φ finSupp 0 ˙ F
Assertion gsumzres φ G F W = G F

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 gsumzres.s φ F supp 0 ˙ W
9 gsumzres.w φ finSupp 0 ˙ F
10 inex1g A V A W V
11 5 10 syl φ A W V
12 2 gsumz G Mnd A W V G k A W 0 ˙ = 0 ˙
13 4 11 12 syl2anc φ G k A W 0 ˙ = 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 13 15 eqtr4d φ G k A W 0 ˙ = G k A 0 ˙
17 16 adantr φ F supp 0 ˙ = G k A W 0 ˙ = G k A 0 ˙
18 resres F A W = F A W
19 ffn F : A B F Fn A
20 fnresdm F Fn A F A = F
21 6 19 20 3syl φ F A = F
22 21 reseq1d φ F A W = F W
23 18 22 syl5eqr φ F A W = F W
24 23 adantr φ F supp 0 ˙ = F A W = F W
25 2 fvexi 0 ˙ V
26 25 a1i φ 0 ˙ V
27 ssid F supp 0 ˙ F supp 0 ˙
28 27 a1i φ F supp 0 ˙ F supp 0 ˙
29 6 5 26 28 gsumcllem φ F supp 0 ˙ = F = k A 0 ˙
30 29 reseq1d φ F supp 0 ˙ = F A W = k A 0 ˙ A W
31 inss1 A W A
32 resmpt A W A k A 0 ˙ A W = k A W 0 ˙
33 31 32 ax-mp k A 0 ˙ A W = k A W 0 ˙
34 30 33 syl6eq φ F supp 0 ˙ = F A W = k A W 0 ˙
35 24 34 eqtr3d φ F supp 0 ˙ = F W = k A W 0 ˙
36 35 oveq2d φ F supp 0 ˙ = G F W = G k A W 0 ˙
37 29 oveq2d φ F supp 0 ˙ = G F = G k A 0 ˙
38 17 36 37 3eqtr4d φ F supp 0 ˙ = G F W = G F
39 38 ex φ F supp 0 ˙ = G F W = G F
40 f1ofo f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ onto F supp 0 ˙
41 forn f : 1 F supp 0 ˙ onto F supp 0 ˙ ran f = F supp 0 ˙
42 40 41 syl f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ ran f = F supp 0 ˙
43 42 ad2antll φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ ran f = F supp 0 ˙
44 8 adantr φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ F supp 0 ˙ W
45 43 44 eqsstrd φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ ran f W
46 cores ran f W F W f = F f
47 45 46 syl φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ F W f = F f
48 47 seqeq3d φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ seq 1 + G F W f = seq 1 + G F f
49 48 fveq1d φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ seq 1 + G F W f F supp 0 ˙ = seq 1 + G F f F supp 0 ˙
50 eqid + G = + G
51 4 adantr φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ G Mnd
52 11 adantr φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ A W V
53 6 adantr φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ F : A B
54 fssres F : A B A W A F A W : A W B
55 53 31 54 sylancl φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ F A W : A W B
56 23 feq1d φ F A W : A W B F W : A W B
57 56 biimpa φ F A W : A W B F W : A W B
58 55 57 syldan φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ F W : A W B
59 resss F W F
60 59 rnssi ran F W ran F
61 3 cntzidss ran F Z ran F ran F W ran F ran F W Z ran F W
62 7 60 61 sylancl φ ran F W Z ran F W
63 62 adantr φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ ran F W Z ran F W
64 simprl φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ F supp 0 ˙
65 f1of1 f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 F supp 0 ˙
66 65 ad2antll φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 F supp 0 ˙
67 suppssdm F supp 0 ˙ dom F
68 67 6 fssdm φ F supp 0 ˙ A
69 68 8 ssind φ F supp 0 ˙ A W
70 69 adantr φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ F supp 0 ˙ A W
71 f1ss f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 F supp 0 ˙ F supp 0 ˙ A W f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 A W
72 66 70 71 syl2anc φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 A W
73 fex F : A B A V F V
74 6 5 73 syl2anc φ F V
75 ressuppss F V 0 ˙ V F W supp 0 ˙ F supp 0 ˙
76 74 25 75 sylancl φ F W supp 0 ˙ F supp 0 ˙
77 sseq2 ran f = F supp 0 ˙ F W supp 0 ˙ ran f F W supp 0 ˙ F supp 0 ˙
78 76 77 syl5ibr ran f = F supp 0 ˙ φ F W supp 0 ˙ ran f
79 40 41 78 3syl f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ φ F W supp 0 ˙ ran f
80 79 adantl F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ φ F W supp 0 ˙ ran f
81 80 impcom φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ F W supp 0 ˙ ran f
82 eqid F W f supp 0 ˙ = F W f supp 0 ˙
83 1 2 50 3 51 52 58 63 64 72 81 82 gsumval3 φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ G F W = seq 1 + G F W f F supp 0 ˙
84 5 adantr φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ A V
85 7 adantr φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ ran F Z ran F
86 68 adantr φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ F supp 0 ˙ A
87 f1ss f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 F supp 0 ˙ F supp 0 ˙ A f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 A
88 66 86 87 syl2anc φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 A
89 27 43 sseqtrrid φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ F supp 0 ˙ ran f
90 eqid F f supp 0 ˙ = F f supp 0 ˙
91 1 2 50 3 51 84 53 85 64 88 89 90 gsumval3 φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ G F = seq 1 + G F f F supp 0 ˙
92 49 83 91 3eqtr4d φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ G F W = G F
93 92 expr φ F supp 0 ˙ f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ G F W = G F
94 93 exlimdv φ F supp 0 ˙ f f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ G F W = G F
95 94 expimpd φ F supp 0 ˙ f f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙ G F W = G F
96 fsuppimp finSupp 0 ˙ F Fun F F supp 0 ˙ Fin
97 96 simprd finSupp 0 ˙ F F supp 0 ˙ Fin
98 fz1f1o F supp 0 ˙ Fin F supp 0 ˙ = F supp 0 ˙ f f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙
99 9 97 98 3syl φ F supp 0 ˙ = F supp 0 ˙ f f : 1 F supp 0 ˙ 1-1 onto F supp 0 ˙
100 39 95 99 mpjaod φ G F W = G F