Metamath Proof Explorer


Theorem gsumconst

Description: Sum of a constant series. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Dec-2014) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2016)

Ref Expression
Hypotheses gsumconst.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐บ )
gsumconst.m โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
Assertion gsumconst ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsumconst.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐บ )
2 gsumconst.m โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
3 simpl3 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐ด = โˆ… ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
4 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐บ ) = ( 0g โ€˜ ๐บ )
5 1 4 2 mulg0 โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ( 0 ยท ๐‘‹ ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
6 3 5 syl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐ด = โˆ… ) โ†’ ( 0 ยท ๐‘‹ ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
7 fveq2 โŠข ( ๐ด = โˆ… โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) = ( โ™ฏ โ€˜ โˆ… ) )
8 7 adantl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐ด = โˆ… ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) = ( โ™ฏ โ€˜ โˆ… ) )
9 hash0 โŠข ( โ™ฏ โ€˜ โˆ… ) = 0
10 8 9 eqtrdi โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐ด = โˆ… ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) = 0 )
11 10 oveq1d โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐ด = โˆ… ) โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) = ( 0 ยท ๐‘‹ ) )
12 mpteq1 โŠข ( ๐ด = โˆ… โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โˆ… โ†ฆ ๐‘‹ ) )
13 12 adantl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐ด = โˆ… ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โˆ… โ†ฆ ๐‘‹ ) )
14 mpt0 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โˆ… โ†ฆ ๐‘‹ ) = โˆ…
15 13 14 eqtrdi โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐ด = โˆ… ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) = โˆ… )
16 15 oveq2d โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐ด = โˆ… ) โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( ๐บ ฮฃg โˆ… ) )
17 4 gsum0 โŠข ( ๐บ ฮฃg โˆ… ) = ( 0g โ€˜ ๐บ )
18 16 17 eqtrdi โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐ด = โˆ… ) โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
19 6 11 18 3eqtr4rd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐ด = โˆ… ) โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) )
20 19 ex โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐ด = โˆ… โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) ) )
21 simprl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• )
22 nnuz โŠข โ„• = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 )
23 21 22 eleqtrdi โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) )
24 simpr โŠข ( ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )
25 simpl3 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
26 25 adantr โŠข ( ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
27 eqid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ๐‘‹ ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ๐‘‹ )
28 27 fvmpt2 โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ๐‘‹ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ๐‘‹ )
29 24 26 28 syl2anc โŠข ( ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ๐‘‹ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ๐‘‹ )
30 f1of โŠข ( ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โ†’ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โŸถ ๐ด )
31 30 ad2antll โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โŸถ ๐ด )
32 31 ffvelcdmda โŠข ( ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ด )
33 31 feqmptd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘“ = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
34 eqidd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) )
35 eqidd โŠข ( ๐‘˜ = ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†’ ๐‘‹ = ๐‘‹ )
36 32 33 34 35 fmptco โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โˆ˜ ๐‘“ ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ๐‘‹ ) )
37 36 fveq1d โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โˆ˜ ๐‘“ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ๐‘‹ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) )
38 37 adantr โŠข ( ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โˆ˜ ๐‘“ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ๐‘‹ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) )
39 elfznn โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„• )
40 fvconst2g โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ๐‘‹ )
41 25 39 40 syl2an โŠข ( ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ๐‘‹ )
42 29 38 41 3eqtr4d โŠข ( ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โˆ˜ ๐‘“ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) โ€˜ ๐‘ฅ ) )
43 23 42 seqfveq โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โˆ˜ ๐‘“ ) ) โ€˜ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) = ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )
44 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐บ ) = ( +g โ€˜ ๐บ )
45 eqid โŠข ( Cntz โ€˜ ๐บ ) = ( Cntz โ€˜ ๐บ )
46 simpl1 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ Mnd )
47 simpl2 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ Fin )
48 25 adantr โŠข ( ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
49 48 fmpttd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) : ๐ด โŸถ ๐ต )
50 eqidd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘‹ ) = ( ๐‘‹ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘‹ ) )
51 1 44 45 elcntzsn โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ( ( Cntz โ€˜ ๐บ ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ†” ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ( ๐‘‹ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘‹ ) = ( ๐‘‹ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘‹ ) ) ) )
52 25 51 syl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ( ( Cntz โ€˜ ๐บ ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ†” ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ( ๐‘‹ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘‹ ) = ( ๐‘‹ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘‹ ) ) ) )
53 25 50 52 mpbir2and โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ( Cntz โ€˜ ๐บ ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
54 53 snssd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ { ๐‘‹ } โŠ† ( ( Cntz โ€˜ ๐บ ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) )
55 snidg โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ๐‘‹ โˆˆ { ๐‘‹ } )
56 25 55 syl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ { ๐‘‹ } )
57 56 adantr โŠข ( ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ { ๐‘‹ } )
58 57 fmpttd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) : ๐ด โŸถ { ๐‘‹ } )
59 58 frnd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ran ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โŠ† { ๐‘‹ } )
60 45 cntzidss โŠข ( ( { ๐‘‹ } โŠ† ( ( Cntz โ€˜ ๐บ ) โ€˜ { ๐‘‹ } ) โˆง ran ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โŠ† { ๐‘‹ } ) โ†’ ran ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โŠ† ( ( Cntz โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ran ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) )
61 54 59 60 syl2anc โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ran ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โŠ† ( ( Cntz โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ran ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) )
62 f1of1 โŠข ( ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โ†’ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1โ†’ ๐ด )
63 62 ad2antll โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1โ†’ ๐ด )
64 suppssdm โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) supp ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) โŠ† dom ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ )
65 eqid โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ )
66 65 dmmptss โŠข dom ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โŠ† ๐ด
67 66 a1i โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ dom ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โŠ† ๐ด )
68 64 67 sstrid โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) supp ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) โŠ† ๐ด )
69 f1ofo โŠข ( ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โ†’ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“ontoโ†’ ๐ด )
70 forn โŠข ( ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“ontoโ†’ ๐ด โ†’ ran ๐‘“ = ๐ด )
71 69 70 syl โŠข ( ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โ†’ ran ๐‘“ = ๐ด )
72 71 ad2antll โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ran ๐‘“ = ๐ด )
73 68 72 sseqtrrd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) supp ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) โŠ† ran ๐‘“ )
74 eqid โŠข ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โˆ˜ ๐‘“ ) supp ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) = ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โˆ˜ ๐‘“ ) supp ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
75 1 4 44 45 46 47 49 61 21 63 73 74 gsumval3 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) โˆ˜ ๐‘“ ) ) โ€˜ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )
76 eqid โŠข seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) ) = seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) )
77 1 44 2 76 mulgnn โŠข ( ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) = ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )
78 21 25 77 syl2anc โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) = ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )
79 43 75 78 3eqtr4d โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) )
80 79 expr โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) ) )
81 80 exlimdv โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘“ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) ) )
82 81 expimpd โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘“ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) ) )
83 fz1f1o โŠข ( ๐ด โˆˆ Fin โ†’ ( ๐ด = โˆ… โˆจ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘“ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) )
84 83 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐ด = โˆ… โˆจ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘“ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) )
85 20 82 84 mpjaod โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐บ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐‘‹ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐‘‹ ) )