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Theorem telgsumfzslem

Description: Lemma for telgsumfzs (induction step). (Contributed by AV, 23-Nov-2019)

Ref Expression
Hypotheses telgsumfzs.b B = Base G
telgsumfzs.g φ G Abel
telgsumfzs.m - ˙ = - G
Assertion telgsumfzslem y M φ k M y + 1 + 1 C B G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 / k C G i = M y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 telgsumfzs.b B = Base G
2 telgsumfzs.g φ G Abel
3 telgsumfzs.m - ˙ = - G
4 eqid + G = + G
5 2 adantr φ k M y + 1 + 1 C B G Abel
6 ablcmn G Abel G CMnd
7 5 6 syl φ k M y + 1 + 1 C B G CMnd
8 7 adantl y M φ k M y + 1 + 1 C B G CMnd
9 fzfid y M φ k M y + 1 + 1 C B M y + 1 Fin
10 ablgrp G Abel G Grp
11 2 10 syl φ G Grp
12 11 ad2antrl y M φ k M y + 1 + 1 C B G Grp
13 12 adantr y M φ k M y + 1 + 1 C B i M y + 1 G Grp
14 fzelp1 i M y + 1 i M y + 1 + 1
15 simpr φ k M y + 1 + 1 C B k M y + 1 + 1 C B
16 15 adantl y M φ k M y + 1 + 1 C B k M y + 1 + 1 C B
17 rspcsbela i M y + 1 + 1 k M y + 1 + 1 C B i / k C B
18 14 16 17 syl2anr y M φ k M y + 1 + 1 C B i M y + 1 i / k C B
19 fzp1elp1 i M y + 1 i + 1 M y + 1 + 1
20 rspcsbela i + 1 M y + 1 + 1 k M y + 1 + 1 C B i + 1 / k C B
21 19 16 20 syl2anr y M φ k M y + 1 + 1 C B i M y + 1 i + 1 / k C B
22 1 3 grpsubcl G Grp i / k C B i + 1 / k C B i / k C - ˙ i + 1 / k C B
23 13 18 21 22 syl3anc y M φ k M y + 1 + 1 C B i M y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C B
24 fzp1disj M y y + 1 =
25 24 a1i y M φ k M y + 1 + 1 C B M y y + 1 =
26 fzsuc y M M y + 1 = M y y + 1
27 26 adantr y M φ k M y + 1 + 1 C B M y + 1 = M y y + 1
28 1 4 8 9 23 25 27 gsummptfidmsplit y M φ k M y + 1 + 1 C B G i = M y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C = G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C + G G i y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C
29 28 adantr y M φ k M y + 1 + 1 C B G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 / k C G i = M y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C = G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C + G G i y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C
30 simpr y M φ k M y + 1 + 1 C B G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 / k C G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 / k C
31 grpmnd G Grp G Mnd
32 11 31 syl φ G Mnd
33 32 ad2antrl y M φ k M y + 1 + 1 C B G Mnd
34 ovexd y M φ k M y + 1 + 1 C B y + 1 V
35 peano2uz y M y + 1 M
36 eluzfz2 y + 1 M y + 1 M y + 1
37 35 36 syl y M y + 1 M y + 1
38 fzelp1 y + 1 M y + 1 y + 1 M y + 1 + 1
39 37 38 syl y M y + 1 M y + 1 + 1
40 rspcsbela y + 1 M y + 1 + 1 k M y + 1 + 1 C B y + 1 / k C B
41 39 15 40 syl2an y M φ k M y + 1 + 1 C B y + 1 / k C B
42 peano2uz y + 1 M y + 1 + 1 M
43 35 42 syl y M y + 1 + 1 M
44 eluzfz2 y + 1 + 1 M y + 1 + 1 M y + 1 + 1
45 43 44 syl y M y + 1 + 1 M y + 1 + 1
46 rspcsbela y + 1 + 1 M y + 1 + 1 k M y + 1 + 1 C B y + 1 + 1 / k C B
47 45 15 46 syl2an y M φ k M y + 1 + 1 C B y + 1 + 1 / k C B
48 1 3 grpsubcl G Grp y + 1 / k C B y + 1 + 1 / k C B y + 1 / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C B
49 12 41 47 48 syl3anc y M φ k M y + 1 + 1 C B y + 1 / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C B
50 csbeq1 i = y + 1 i / k C = y + 1 / k C
51 oveq1 i = y + 1 i + 1 = y + 1 + 1
52 51 csbeq1d i = y + 1 i + 1 / k C = y + 1 + 1 / k C
53 50 52 oveq12d i = y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C = y + 1 / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C
54 53 adantl y M φ k M y + 1 + 1 C B i = y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C = y + 1 / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C
55 1 33 34 49 54 gsumsnd y M φ k M y + 1 + 1 C B G i y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C = y + 1 / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C
56 55 adantr y M φ k M y + 1 + 1 C B G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 / k C G i y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C = y + 1 / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C
57 30 56 oveq12d y M φ k M y + 1 + 1 C B G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 / k C G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C + G G i y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 / k C + G y + 1 / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C
58 eluzfz1 y + 1 + 1 M M M y + 1 + 1
59 43 58 syl y M M M y + 1 + 1
60 rspcsbela M M y + 1 + 1 k M y + 1 + 1 C B M / k C B
61 59 15 60 syl2an y M φ k M y + 1 + 1 C B M / k C B
62 1 4 3 grpnpncan G Grp M / k C B y + 1 / k C B y + 1 + 1 / k C B M / k C - ˙ y + 1 / k C + G y + 1 / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C
63 12 61 41 47 62 syl13anc y M φ k M y + 1 + 1 C B M / k C - ˙ y + 1 / k C + G y + 1 / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C
64 63 adantr y M φ k M y + 1 + 1 C B G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 / k C M / k C - ˙ y + 1 / k C + G y + 1 / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C
65 29 57 64 3eqtrd y M φ k M y + 1 + 1 C B G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 / k C G i = M y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C
66 65 ex y M φ k M y + 1 + 1 C B G i = M y i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 / k C G i = M y + 1 i / k C - ˙ i + 1 / k C = M / k C - ˙ y + 1 + 1 / k C