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Theorem suppgsumssiun

Description: The support of a function defined as a group sum is a subset of the indexed union of the supports. (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Mar-2026)

Ref Expression
Hypotheses suppgsumssiun.1 𝑍 = ( 0g𝑀 )
suppgsumssiun.2 ( 𝜑𝑀 ∈ Mnd )
suppgsumssiun.3 ( 𝜑𝐵𝑊 )
suppgsumssiun.4 ( 𝜑𝐴𝑉 )
suppgsumssiun.5 ( ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝐶𝑋 )
Assertion suppgsumssiun ( 𝜑 → ( ( 𝑥𝐴 ↦ ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝐶 ) ) ) supp 𝑍 ) ⊆ 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 suppgsumssiun.1 𝑍 = ( 0g𝑀 )
2 suppgsumssiun.2 ( 𝜑𝑀 ∈ Mnd )
3 suppgsumssiun.3 ( 𝜑𝐵𝑊 )
4 suppgsumssiun.4 ( 𝜑𝐴𝑉 )
5 suppgsumssiun.5 ( ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝐶𝑋 )
6 nfv 𝑥 𝜑
7 nfcv 𝑥 𝐴
8 nfcv 𝑥 𝐵
9 nfmpt1 𝑥 ( 𝑥𝐴𝐶 )
10 nfcv 𝑥 supp
11 nfcv 𝑥 𝑍
12 9 10 11 nfov 𝑥 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 )
13 8 12 nfiun 𝑥 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 )
14 mpt0 ( 𝑦 ∈ ∅ ↦ 𝐶 ) = ∅
15 14 oveq2i ( 𝑀 Σg ( 𝑦 ∈ ∅ ↦ 𝐶 ) ) = ( 𝑀 Σg ∅ )
16 1 gsum0 ( 𝑀 Σg ∅ ) = 𝑍
17 15 16 eqtri ( 𝑀 Σg ( 𝑦 ∈ ∅ ↦ 𝐶 ) ) = 𝑍
18 mpteq1 ( 𝐵 = ∅ → ( 𝑦𝐵𝐶 ) = ( 𝑦 ∈ ∅ ↦ 𝐶 ) )
19 18 oveq2d ( 𝐵 = ∅ → ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝐶 ) ) = ( 𝑀 Σg ( 𝑦 ∈ ∅ ↦ 𝐶 ) ) )
20 19 adantl ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 = ∅ ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝐶 ) ) = ( 𝑀 Σg ( 𝑦 ∈ ∅ ↦ 𝐶 ) ) )
21 1 gsumz ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝐵𝑊 ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝑍 ) ) = 𝑍 )
22 2 3 21 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝑍 ) ) = 𝑍 )
23 22 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝑍 ) ) = 𝑍 )
24 23 adantr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 = ∅ ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝑍 ) ) = 𝑍 )
25 17 20 24 3eqtr4a ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 = ∅ ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝐶 ) ) = ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝑍 ) ) )
26 nfv 𝑦 𝜑
27 nfcv 𝑦 𝐴
28 nfiu1 𝑦 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 )
29 27 28 nfdif 𝑦 ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) )
30 29 nfcri 𝑦 𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) )
31 26 30 nfan 𝑦 ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) )
32 nfv 𝑦 𝐵 ≠ ∅
33 31 32 nfan 𝑦 ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ )
34 simpllr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) )
35 iindif2 ( 𝐵 ≠ ∅ → 𝑦𝐵 ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) = ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) )
36 35 ad2antlr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝑦𝐵 ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) = ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) )
37 34 36 eleqtrrd ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝑥 𝑦𝐵 ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) )
38 eliin ( 𝑥 𝑦𝐵 ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) → ( 𝑥 𝑦𝐵 ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ↔ ∀ 𝑦𝐵 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) )
39 38 ibi ( 𝑥 𝑦𝐵 ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) → ∀ 𝑦𝐵 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) )
40 39 r19.21bi ( ( 𝑥 𝑦𝐵 ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) )
41 37 40 sylancom ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∖ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) )
42 41 eldifbd ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → ¬ 𝑥 ∈ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) )
43 34 eldifad ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝑥𝐴 )
44 nfv 𝑥 ( ( 𝜑𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 )
45 5 an32s ( ( ( 𝜑𝑦𝐵 ) ∧ 𝑥𝐴 ) → 𝐶𝑋 )
46 45 adantllr ( ( ( ( 𝜑𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) ∧ 𝑥𝐴 ) → 𝐶𝑋 )
47 eqid ( 𝑥𝐴𝐶 ) = ( 𝑥𝐴𝐶 )
48 44 46 47 fnmptd ( ( ( 𝜑𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → ( 𝑥𝐴𝐶 ) Fn 𝐴 )
49 48 adantllr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → ( 𝑥𝐴𝐶 ) Fn 𝐴 )
50 4 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝐴𝑉 )
51 eqid ( Base ‘ 𝑀 ) = ( Base ‘ 𝑀 )
52 51 1 mndidcl ( 𝑀 ∈ Mnd → 𝑍 ∈ ( Base ‘ 𝑀 ) )
53 2 52 syl ( 𝜑𝑍 ∈ ( Base ‘ 𝑀 ) )
54 53 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝑍 ∈ ( Base ‘ 𝑀 ) )
55 elsuppfn ( ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) Fn 𝐴𝐴𝑉𝑍 ∈ ( Base ‘ 𝑀 ) ) → ( 𝑥 ∈ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ↔ ( 𝑥𝐴 ∧ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) ‘ 𝑥 ) ≠ 𝑍 ) ) )
56 49 50 54 55 syl3anc ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → ( 𝑥 ∈ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ↔ ( 𝑥𝐴 ∧ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) ‘ 𝑥 ) ≠ 𝑍 ) ) )
57 43 56 mpbirand ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → ( 𝑥 ∈ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) ‘ 𝑥 ) ≠ 𝑍 ) )
58 difssd ( 𝜑 → ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ⊆ 𝐴 )
59 58 sselda ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) → 𝑥𝐴 )
60 59 5 syldanl ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝐶𝑋 )
61 60 adantlr ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝐶𝑋 )
62 47 fvmpt2 ( ( 𝑥𝐴𝐶𝑋 ) → ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) ‘ 𝑥 ) = 𝐶 )
63 43 61 62 syl2anc ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) ‘ 𝑥 ) = 𝐶 )
64 63 neeq1d ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → ( ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) ‘ 𝑥 ) ≠ 𝑍𝐶𝑍 ) )
65 57 64 bitrd ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → ( 𝑥 ∈ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ↔ 𝐶𝑍 ) )
66 65 necon2bbid ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → ( 𝐶 = 𝑍 ↔ ¬ 𝑥 ∈ ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) )
67 42 66 mpbird ( ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) ∧ 𝑦𝐵 ) → 𝐶 = 𝑍 )
68 33 67 mpteq2da ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) → ( 𝑦𝐵𝐶 ) = ( 𝑦𝐵𝑍 ) )
69 68 oveq2d ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) ∧ 𝐵 ≠ ∅ ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝐶 ) ) = ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝑍 ) ) )
70 25 69 pm2.61dane ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝐶 ) ) = ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝑍 ) ) )
71 70 23 eqtrd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐴 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) ) ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝐶 ) ) = 𝑍 )
72 6 7 13 71 4 suppss2f ( 𝜑 → ( ( 𝑥𝐴 ↦ ( 𝑀 Σg ( 𝑦𝐵𝐶 ) ) ) supp 𝑍 ) ⊆ 𝑦𝐵 ( ( 𝑥𝐴𝐶 ) supp 𝑍 ) )