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Theorem amgmlemALT

Description: Alternate proof of amgmlem using amgmwlem . (Contributed by Kunhao Zheng, 20-Jun-2021) (Proof modification is discouraged.) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses amgmlemALT.0 𝑀 = ( mulGrp ‘ ℂfld )
amgmlemALT.1 ( 𝜑𝐴 ∈ Fin )
amgmlemALT.2 ( 𝜑𝐴 ≠ ∅ )
amgmlemALT.3 ( 𝜑𝐹 : 𝐴 ⟶ ℝ+ )
Assertion amgmlemALT ( 𝜑 → ( ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ≤ ( ( ℂfld Σg 𝐹 ) / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 amgmlemALT.0 𝑀 = ( mulGrp ‘ ℂfld )
2 amgmlemALT.1 ( 𝜑𝐴 ∈ Fin )
3 amgmlemALT.2 ( 𝜑𝐴 ≠ ∅ )
4 amgmlemALT.3 ( 𝜑𝐹 : 𝐴 ⟶ ℝ+ )
5 hashnncl ( 𝐴 ∈ Fin → ( ( ♯ ‘ 𝐴 ) ∈ ℕ ↔ 𝐴 ≠ ∅ ) )
6 2 5 syl ( 𝜑 → ( ( ♯ ‘ 𝐴 ) ∈ ℕ ↔ 𝐴 ≠ ∅ ) )
7 3 6 mpbird ( 𝜑 → ( ♯ ‘ 𝐴 ) ∈ ℕ )
8 7 nnrpd ( 𝜑 → ( ♯ ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ+ )
9 8 rpreccld ( 𝜑 → ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ+ )
10 fconst6g ( ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ+ → ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) : 𝐴 ⟶ ℝ+ )
11 9 10 syl ( 𝜑 → ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) : 𝐴 ⟶ ℝ+ )
12 fconstmpt ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) = ( 𝑘𝐴 ↦ ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) )
13 12 a1i ( 𝜑 → ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) = ( 𝑘𝐴 ↦ ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
14 13 oveq2d ( 𝜑 → ( ℂfld Σg ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) = ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
15 7 nnrecred ( 𝜑 → ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ )
16 15 recnd ( 𝜑 → ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ )
17 simpl ( ( 𝐴 ∈ Fin ∧ ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) → 𝐴 ∈ Fin )
18 simplr ( ( ( 𝐴 ∈ Fin ∧ ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ )
19 17 18 gsumfsum ( ( 𝐴 ∈ Fin ∧ ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) → ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) = Σ 𝑘𝐴 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) )
20 2 16 19 syl2anc ( 𝜑 → ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) = Σ 𝑘𝐴 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) )
21 fsumconst ( ( 𝐴 ∈ Fin ∧ ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) → Σ 𝑘𝐴 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) = ( ( ♯ ‘ 𝐴 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
22 2 16 21 syl2anc ( 𝜑 → Σ 𝑘𝐴 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) = ( ( ♯ ‘ 𝐴 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
23 7 nncnd ( 𝜑 → ( ♯ ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ )
24 7 nnne0d ( 𝜑 → ( ♯ ‘ 𝐴 ) ≠ 0 )
25 23 24 recidd ( 𝜑 → ( ( ♯ ‘ 𝐴 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = 1 )
26 22 25 eqtrd ( 𝜑 → Σ 𝑘𝐴 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) = 1 )
27 14 20 26 3eqtrd ( 𝜑 → ( ℂfld Σg ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) = 1 )
28 1 2 3 4 11 27 amgmwlem ( 𝜑 → ( 𝑀 Σg ( 𝐹f𝑐 ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) ) ≤ ( ℂfld Σg ( 𝐹f · ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) ) )
29 rpssre + ⊆ ℝ
30 ax-resscn ℝ ⊆ ℂ
31 29 30 sstri + ⊆ ℂ
32 eqid ( 𝑀s+ ) = ( 𝑀s+ )
33 cnfldbas ℂ = ( Base ‘ ℂfld )
34 1 33 mgpbas ℂ = ( Base ‘ 𝑀 )
35 32 34 ressbas2 ( ℝ+ ⊆ ℂ → ℝ+ = ( Base ‘ ( 𝑀s+ ) ) )
36 31 35 ax-mp + = ( Base ‘ ( 𝑀s+ ) )
37 cnfld1 1 = ( 1r ‘ ℂfld )
38 1 37 ringidval 1 = ( 0g𝑀 )
39 1 oveq1i ( 𝑀s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) = ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s ( ℂ ∖ { 0 } ) )
40 39 rpmsubg + ∈ ( SubGrp ‘ ( 𝑀s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) )
41 subgsubm ( ℝ+ ∈ ( SubGrp ‘ ( 𝑀s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) ) → ℝ+ ∈ ( SubMnd ‘ ( 𝑀s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) ) )
42 40 41 ax-mp + ∈ ( SubMnd ‘ ( 𝑀s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) )
43 cnring fld ∈ Ring
44 cnfld0 0 = ( 0g ‘ ℂfld )
45 cndrng fld ∈ DivRing
46 33 44 45 drngui ( ℂ ∖ { 0 } ) = ( Unit ‘ ℂfld )
47 46 1 unitsubm ( ℂfld ∈ Ring → ( ℂ ∖ { 0 } ) ∈ ( SubMnd ‘ 𝑀 ) )
48 43 47 ax-mp ( ℂ ∖ { 0 } ) ∈ ( SubMnd ‘ 𝑀 )
49 eqid ( 𝑀s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) = ( 𝑀s ( ℂ ∖ { 0 } ) )
50 49 subsubm ( ( ℂ ∖ { 0 } ) ∈ ( SubMnd ‘ 𝑀 ) → ( ℝ+ ∈ ( SubMnd ‘ ( 𝑀s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) ) ↔ ( ℝ+ ∈ ( SubMnd ‘ 𝑀 ) ∧ ℝ+ ⊆ ( ℂ ∖ { 0 } ) ) ) )
51 48 50 ax-mp ( ℝ+ ∈ ( SubMnd ‘ ( 𝑀s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) ) ↔ ( ℝ+ ∈ ( SubMnd ‘ 𝑀 ) ∧ ℝ+ ⊆ ( ℂ ∖ { 0 } ) ) )
52 42 51 mpbi ( ℝ+ ∈ ( SubMnd ‘ 𝑀 ) ∧ ℝ+ ⊆ ( ℂ ∖ { 0 } ) )
53 52 simpli + ∈ ( SubMnd ‘ 𝑀 )
54 eqid ( 0g𝑀 ) = ( 0g𝑀 )
55 32 54 subm0 ( ℝ+ ∈ ( SubMnd ‘ 𝑀 ) → ( 0g𝑀 ) = ( 0g ‘ ( 𝑀s+ ) ) )
56 53 55 ax-mp ( 0g𝑀 ) = ( 0g ‘ ( 𝑀s+ ) )
57 38 56 eqtri 1 = ( 0g ‘ ( 𝑀s+ ) )
58 cncrng fld ∈ CRing
59 1 crngmgp ( ℂfld ∈ CRing → 𝑀 ∈ CMnd )
60 58 59 ax-mp 𝑀 ∈ CMnd
61 32 submmnd ( ℝ+ ∈ ( SubMnd ‘ 𝑀 ) → ( 𝑀s+ ) ∈ Mnd )
62 53 61 mp1i ( 𝜑 → ( 𝑀s+ ) ∈ Mnd )
63 32 subcmn ( ( 𝑀 ∈ CMnd ∧ ( 𝑀s+ ) ∈ Mnd ) → ( 𝑀s+ ) ∈ CMnd )
64 60 62 63 sylancr ( 𝜑 → ( 𝑀s+ ) ∈ CMnd )
65 reex ℝ ∈ V
66 65 29 ssexi + ∈ V
67 cnfldmul · = ( .r ‘ ℂfld )
68 1 67 mgpplusg · = ( +g𝑀 )
69 32 68 ressplusg ( ℝ+ ∈ V → · = ( +g ‘ ( 𝑀s+ ) ) )
70 66 69 ax-mp · = ( +g ‘ ( 𝑀s+ ) )
71 eqid ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) = ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s ( ℂ ∖ { 0 } ) )
72 71 rpmsubg + ∈ ( SubGrp ‘ ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) )
73 1 oveq1i ( 𝑀s+ ) = ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s+ )
74 cnex ℂ ∈ V
75 difss ( ℂ ∖ { 0 } ) ⊆ ℂ
76 74 75 ssexi ( ℂ ∖ { 0 } ) ∈ V
77 rpcndif0 ( 𝑤 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ( ℂ ∖ { 0 } ) )
78 77 ssriv + ⊆ ( ℂ ∖ { 0 } )
79 ressabs ( ( ( ℂ ∖ { 0 } ) ∈ V ∧ ℝ+ ⊆ ( ℂ ∖ { 0 } ) ) → ( ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) ↾s+ ) = ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s+ ) )
80 76 78 79 mp2an ( ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) ↾s+ ) = ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s+ )
81 73 80 eqtr4i ( 𝑀s+ ) = ( ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) ↾s+ )
82 81 subggrp ( ℝ+ ∈ ( SubGrp ‘ ( ( mulGrp ‘ ℂfld ) ↾s ( ℂ ∖ { 0 } ) ) ) → ( 𝑀s+ ) ∈ Grp )
83 72 82 mp1i ( 𝜑 → ( 𝑀s+ ) ∈ Grp )
84 simpr ( ( 𝜑𝑘 ∈ ℝ+ ) → 𝑘 ∈ ℝ+ )
85 15 adantr ( ( 𝜑𝑘 ∈ ℝ+ ) → ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ )
86 84 85 rpcxpcld ( ( 𝜑𝑘 ∈ ℝ+ ) → ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ∈ ℝ+ )
87 eqid ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
88 86 87 fmptd ( 𝜑 → ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) : ℝ+ ⟶ ℝ+ )
89 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → 𝑥 ∈ ℝ+ )
90 89 rprege0d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → ( 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥 ) )
91 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → 𝑦 ∈ ℝ+ )
92 91 rprege0d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → ( 𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑦 ) )
93 16 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ )
94 mulcxp ( ( ( 𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑦 ) ∧ ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) → ( ( 𝑥 · 𝑦 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( 𝑥𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) · ( 𝑦𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
95 90 92 93 94 syl3anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → ( ( 𝑥 · 𝑦 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( 𝑥𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) · ( 𝑦𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
96 rpmulcl ( ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) → ( 𝑥 · 𝑦 ) ∈ ℝ+ )
97 96 adantl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → ( 𝑥 · 𝑦 ) ∈ ℝ+ )
98 oveq1 ( 𝑘 = ( 𝑥 · 𝑦 ) → ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
99 ovex ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ∈ V
100 98 87 99 fvmpt3i ( ( 𝑥 · 𝑦 ) ∈ ℝ+ → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ ( 𝑥 · 𝑦 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
101 97 100 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ ( 𝑥 · 𝑦 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
102 oveq1 ( 𝑘 = 𝑥 → ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( 𝑥𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
103 102 87 99 fvmpt3i ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ 𝑥 ) = ( 𝑥𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
104 89 103 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ 𝑥 ) = ( 𝑥𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
105 oveq1 ( 𝑘 = 𝑦 → ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( 𝑦𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
106 105 87 99 fvmpt3i ( 𝑦 ∈ ℝ+ → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ 𝑦 ) = ( 𝑦𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
107 91 106 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ 𝑦 ) = ( 𝑦𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
108 104 107 oveq12d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → ( ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ 𝑥 ) · ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ 𝑦 ) ) = ( ( 𝑥𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) · ( 𝑦𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
109 95 101 108 3eqtr4d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+ ) ) → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ ( 𝑥 · 𝑦 ) ) = ( ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ 𝑥 ) · ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ 𝑦 ) ) )
110 36 36 70 70 83 83 88 109 isghmd ( 𝜑 → ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ∈ ( ( 𝑀s+ ) GrpHom ( 𝑀s+ ) ) )
111 ghmmhm ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ∈ ( ( 𝑀s+ ) GrpHom ( 𝑀s+ ) ) → ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ∈ ( ( 𝑀s+ ) MndHom ( 𝑀s+ ) ) )
112 110 111 syl ( 𝜑 → ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ∈ ( ( 𝑀s+ ) MndHom ( 𝑀s+ ) ) )
113 1red ( 𝜑 → 1 ∈ ℝ )
114 4 2 113 fdmfifsupp ( 𝜑𝐹 finSupp 1 )
115 36 57 64 62 2 112 4 114 gsummhm ( 𝜑 → ( ( 𝑀s+ ) Σg ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ∘ 𝐹 ) ) = ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) ) )
116 53 a1i ( 𝜑 → ℝ+ ∈ ( SubMnd ‘ 𝑀 ) )
117 4 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℝ+ )
118 15 adantr ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ )
119 117 118 rpcxpcld ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ∈ ℝ+ )
120 eqid ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
121 119 120 fmptd ( 𝜑 → ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) : 𝐴 ⟶ ℝ+ )
122 2 116 121 32 gsumsubm ( 𝜑 → ( 𝑀 Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) = ( ( 𝑀s+ ) Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) )
123 9 adantr ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ+ )
124 4 feqmptd ( 𝜑𝐹 = ( 𝑘𝐴 ↦ ( 𝐹𝑘 ) ) )
125 2 117 123 124 13 offval2 ( 𝜑 → ( 𝐹f𝑐 ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) = ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
126 125 oveq2d ( 𝜑 → ( 𝑀 Σg ( 𝐹f𝑐 ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) ) = ( 𝑀 Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) )
127 102 cbvmptv ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑥𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
128 127 a1i ( 𝜑 → ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑥𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
129 oveq1 ( 𝑥 = ( 𝐹𝑘 ) → ( 𝑥𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
130 117 124 128 129 fmptco ( 𝜑 → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ∘ 𝐹 ) = ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
131 130 oveq2d ( 𝜑 → ( ( 𝑀s+ ) Σg ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ∘ 𝐹 ) ) = ( ( 𝑀s+ ) Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) )
132 122 126 131 3eqtr4rd ( 𝜑 → ( ( 𝑀s+ ) Σg ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ∘ 𝐹 ) ) = ( 𝑀 Σg ( 𝐹f𝑐 ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) ) )
133 36 57 64 2 4 114 gsumcl ( 𝜑 → ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) ∈ ℝ+ )
134 oveq1 ( 𝑘 = ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) → ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
135 134 87 99 fvmpt3i ( ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) ∈ ℝ+ → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) ) = ( ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
136 133 135 syl ( 𝜑 → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) ) = ( ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
137 2 116 4 32 gsumsubm ( 𝜑 → ( 𝑀 Σg 𝐹 ) = ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) )
138 137 oveq1d ( 𝜑 → ( ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
139 136 138 eqtr4d ( 𝜑 → ( ( 𝑘 ∈ ℝ+ ↦ ( 𝑘𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ‘ ( ( 𝑀s+ ) Σg 𝐹 ) ) = ( ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
140 115 132 139 3eqtr3d ( 𝜑 → ( 𝑀 Σg ( 𝐹f𝑐 ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) ) = ( ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
141 117 rpcnd ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ )
142 2 141 fsumcl ( 𝜑 → Σ 𝑘𝐴 ( 𝐹𝑘 ) ∈ ℂ )
143 142 23 24 divrecd ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐹𝑘 ) / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) = ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐹𝑘 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
144 2 16 141 fsummulc1 ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐹𝑘 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = Σ 𝑘𝐴 ( ( 𝐹𝑘 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
145 143 144 eqtr2d ( 𝜑 → Σ 𝑘𝐴 ( ( 𝐹𝑘 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐹𝑘 ) / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) )
146 16 adantr ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ )
147 141 146 mulcld ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( ( 𝐹𝑘 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ∈ ℂ )
148 2 147 gsumfsum ( 𝜑 → ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) = Σ 𝑘𝐴 ( ( 𝐹𝑘 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) )
149 2 141 gsumfsum ( 𝜑 → ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( 𝐹𝑘 ) ) ) = Σ 𝑘𝐴 ( 𝐹𝑘 ) )
150 149 oveq1d ( 𝜑 → ( ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( 𝐹𝑘 ) ) ) / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) = ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐹𝑘 ) / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) )
151 145 148 150 3eqtr4d ( 𝜑 → ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) = ( ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( 𝐹𝑘 ) ) ) / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) )
152 2 117 146 124 13 offval2 ( 𝜑 → ( 𝐹f · ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) = ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
153 152 oveq2d ( 𝜑 → ( ℂfld Σg ( 𝐹f · ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) ) = ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( ( 𝐹𝑘 ) · ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) )
154 124 oveq2d ( 𝜑 → ( ℂfld Σg 𝐹 ) = ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( 𝐹𝑘 ) ) ) )
155 154 oveq1d ( 𝜑 → ( ( ℂfld Σg 𝐹 ) / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) = ( ( ℂfld Σg ( 𝑘𝐴 ↦ ( 𝐹𝑘 ) ) ) / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) )
156 151 153 155 3eqtr4d ( 𝜑 → ( ℂfld Σg ( 𝐹f · ( 𝐴 × { ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) } ) ) ) = ( ( ℂfld Σg 𝐹 ) / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) )
157 28 140 156 3brtr3d ( 𝜑 → ( ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ↑𝑐 ( 1 / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) ) ≤ ( ( ℂfld Σg 𝐹 ) / ( ♯ ‘ 𝐴 ) ) )