Step |
Hyp |
Ref |
Expression |
1 |
|
mpodvdsmulf1o.1 |
|- ( ph -> M e. NN ) |
2 |
|
mpodvdsmulf1o.2 |
|- ( ph -> N e. NN ) |
3 |
|
mpodvdsmulf1o.3 |
|- ( ph -> ( M gcd N ) = 1 ) |
4 |
|
mpodvdsmulf1o.x |
|- X = { x e. NN | x || M } |
5 |
|
mpodvdsmulf1o.y |
|- Y = { x e. NN | x || N } |
6 |
|
mpodvdsmulf1o.z |
|- Z = { x e. NN | x || ( M x. N ) } |
7 |
|
fsumdvdsmul.4 |
|- ( ( ph /\ j e. X ) -> A e. CC ) |
8 |
|
fsumdvdsmul.5 |
|- ( ( ph /\ k e. Y ) -> B e. CC ) |
9 |
|
fsumdvdsmul.6 |
|- ( ( ph /\ ( j e. X /\ k e. Y ) ) -> ( A x. B ) = D ) |
10 |
|
fsumdvdsmul.7 |
|- ( i = ( j x. k ) -> C = D ) |
11 |
|
fzfid |
|- ( ph -> ( 1 ... M ) e. Fin ) |
12 |
|
dvdsssfz1 |
|- ( M e. NN -> { x e. NN | x || M } C_ ( 1 ... M ) ) |
13 |
1 12
|
syl |
|- ( ph -> { x e. NN | x || M } C_ ( 1 ... M ) ) |
14 |
4 13
|
eqsstrid |
|- ( ph -> X C_ ( 1 ... M ) ) |
15 |
11 14
|
ssfid |
|- ( ph -> X e. Fin ) |
16 |
|
fzfid |
|- ( ph -> ( 1 ... N ) e. Fin ) |
17 |
|
dvdsssfz1 |
|- ( N e. NN -> { x e. NN | x || N } C_ ( 1 ... N ) ) |
18 |
2 17
|
syl |
|- ( ph -> { x e. NN | x || N } C_ ( 1 ... N ) ) |
19 |
5 18
|
eqsstrid |
|- ( ph -> Y C_ ( 1 ... N ) ) |
20 |
16 19
|
ssfid |
|- ( ph -> Y e. Fin ) |
21 |
20 8
|
fsumcl |
|- ( ph -> sum_ k e. Y B e. CC ) |
22 |
15 21 7
|
fsummulc1 |
|- ( ph -> ( sum_ j e. X A x. sum_ k e. Y B ) = sum_ j e. X ( A x. sum_ k e. Y B ) ) |
23 |
20
|
adantr |
|- ( ( ph /\ j e. X ) -> Y e. Fin ) |
24 |
8
|
adantlr |
|- ( ( ( ph /\ j e. X ) /\ k e. Y ) -> B e. CC ) |
25 |
23 7 24
|
fsummulc2 |
|- ( ( ph /\ j e. X ) -> ( A x. sum_ k e. Y B ) = sum_ k e. Y ( A x. B ) ) |
26 |
9
|
anassrs |
|- ( ( ( ph /\ j e. X ) /\ k e. Y ) -> ( A x. B ) = D ) |
27 |
26
|
sumeq2dv |
|- ( ( ph /\ j e. X ) -> sum_ k e. Y ( A x. B ) = sum_ k e. Y D ) |
28 |
25 27
|
eqtrd |
|- ( ( ph /\ j e. X ) -> ( A x. sum_ k e. Y B ) = sum_ k e. Y D ) |
29 |
28
|
sumeq2dv |
|- ( ph -> sum_ j e. X ( A x. sum_ k e. Y B ) = sum_ j e. X sum_ k e. Y D ) |
30 |
|
elxpi |
|- ( z e. ( X X. Y ) -> E. u E. v ( z = <. u , v >. /\ ( u e. X /\ v e. Y ) ) ) |
31 |
|
fveq2 |
|- ( <. u , v >. = z -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` <. u , v >. ) = ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) ) |
32 |
31
|
eqcoms |
|- ( z = <. u , v >. -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` <. u , v >. ) = ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) ) |
33 |
|
fveq2 |
|- ( <. u , v >. = z -> ( x. ` <. u , v >. ) = ( x. ` z ) ) |
34 |
33
|
eqcoms |
|- ( z = <. u , v >. -> ( x. ` <. u , v >. ) = ( x. ` z ) ) |
35 |
32 34
|
eqeq12d |
|- ( z = <. u , v >. -> ( ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` <. u , v >. ) = ( x. ` <. u , v >. ) <-> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) = ( x. ` z ) ) ) |
36 |
35
|
biimpd |
|- ( z = <. u , v >. -> ( ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` <. u , v >. ) = ( x. ` <. u , v >. ) -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) = ( x. ` z ) ) ) |
37 |
4
|
ssrab3 |
|- X C_ NN |
38 |
|
nnsscn |
|- NN C_ CC |
39 |
37 38
|
sstri |
|- X C_ CC |
40 |
39
|
sseli |
|- ( u e. X -> u e. CC ) |
41 |
5
|
ssrab3 |
|- Y C_ NN |
42 |
41 38
|
sstri |
|- Y C_ CC |
43 |
42
|
sseli |
|- ( v e. Y -> v e. CC ) |
44 |
|
ovmpot |
|- ( ( u e. CC /\ v e. CC ) -> ( u ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) v ) = ( u x. v ) ) |
45 |
|
df-ov |
|- ( u ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) v ) = ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` <. u , v >. ) |
46 |
|
df-ov |
|- ( u x. v ) = ( x. ` <. u , v >. ) |
47 |
44 45 46
|
3eqtr3g |
|- ( ( u e. CC /\ v e. CC ) -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` <. u , v >. ) = ( x. ` <. u , v >. ) ) |
48 |
40 43 47
|
syl2an |
|- ( ( u e. X /\ v e. Y ) -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` <. u , v >. ) = ( x. ` <. u , v >. ) ) |
49 |
36 48
|
impel |
|- ( ( z = <. u , v >. /\ ( u e. X /\ v e. Y ) ) -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) = ( x. ` z ) ) |
50 |
49
|
exlimivv |
|- ( E. u E. v ( z = <. u , v >. /\ ( u e. X /\ v e. Y ) ) -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) = ( x. ` z ) ) |
51 |
30 50
|
syl |
|- ( z e. ( X X. Y ) -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) = ( x. ` z ) ) |
52 |
51
|
eqcomd |
|- ( z e. ( X X. Y ) -> ( x. ` z ) = ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) ) |
53 |
52
|
csbeq1d |
|- ( z e. ( X X. Y ) -> [_ ( x. ` z ) / i ]_ C = [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C ) |
54 |
53
|
sumeq2i |
|- sum_ z e. ( X X. Y ) [_ ( x. ` z ) / i ]_ C = sum_ z e. ( X X. Y ) [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C |
55 |
|
fveq2 |
|- ( z = <. j , k >. -> ( x. ` z ) = ( x. ` <. j , k >. ) ) |
56 |
|
df-ov |
|- ( j x. k ) = ( x. ` <. j , k >. ) |
57 |
55 56
|
eqtr4di |
|- ( z = <. j , k >. -> ( x. ` z ) = ( j x. k ) ) |
58 |
57
|
csbeq1d |
|- ( z = <. j , k >. -> [_ ( x. ` z ) / i ]_ C = [_ ( j x. k ) / i ]_ C ) |
59 |
|
ovex |
|- ( j x. k ) e. _V |
60 |
59 10
|
csbie |
|- [_ ( j x. k ) / i ]_ C = D |
61 |
58 60
|
eqtrdi |
|- ( z = <. j , k >. -> [_ ( x. ` z ) / i ]_ C = D ) |
62 |
7
|
adantrr |
|- ( ( ph /\ ( j e. X /\ k e. Y ) ) -> A e. CC ) |
63 |
8
|
adantrl |
|- ( ( ph /\ ( j e. X /\ k e. Y ) ) -> B e. CC ) |
64 |
62 63
|
mulcld |
|- ( ( ph /\ ( j e. X /\ k e. Y ) ) -> ( A x. B ) e. CC ) |
65 |
9 64
|
eqeltrrd |
|- ( ( ph /\ ( j e. X /\ k e. Y ) ) -> D e. CC ) |
66 |
61 15 20 65
|
fsumxp |
|- ( ph -> sum_ j e. X sum_ k e. Y D = sum_ z e. ( X X. Y ) [_ ( x. ` z ) / i ]_ C ) |
67 |
|
nfcv |
|- F/_ w C |
68 |
|
nfcsb1v |
|- F/_ i [_ w / i ]_ C |
69 |
|
csbeq1a |
|- ( i = w -> C = [_ w / i ]_ C ) |
70 |
67 68 69
|
cbvsumi |
|- sum_ i e. Z C = sum_ w e. Z [_ w / i ]_ C |
71 |
|
csbeq1 |
|- ( w = ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) -> [_ w / i ]_ C = [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C ) |
72 |
|
xpfi |
|- ( ( X e. Fin /\ Y e. Fin ) -> ( X X. Y ) e. Fin ) |
73 |
15 20 72
|
syl2anc |
|- ( ph -> ( X X. Y ) e. Fin ) |
74 |
1 2 3 4 5 6
|
mpodvdsmulf1o |
|- ( ph -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) |` ( X X. Y ) ) : ( X X. Y ) -1-1-onto-> Z ) |
75 |
|
fvres |
|- ( z e. ( X X. Y ) -> ( ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) |` ( X X. Y ) ) ` z ) = ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) ) |
76 |
75
|
adantl |
|- ( ( ph /\ z e. ( X X. Y ) ) -> ( ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) |` ( X X. Y ) ) ` z ) = ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) ) |
77 |
65
|
ralrimivva |
|- ( ph -> A. j e. X A. k e. Y D e. CC ) |
78 |
61
|
eleq1d |
|- ( z = <. j , k >. -> ( [_ ( x. ` z ) / i ]_ C e. CC <-> D e. CC ) ) |
79 |
78
|
ralxp |
|- ( A. z e. ( X X. Y ) [_ ( x. ` z ) / i ]_ C e. CC <-> A. j e. X A. k e. Y D e. CC ) |
80 |
77 79
|
sylibr |
|- ( ph -> A. z e. ( X X. Y ) [_ ( x. ` z ) / i ]_ C e. CC ) |
81 |
|
fveq2 |
|- ( z = w -> ( x. ` z ) = ( x. ` w ) ) |
82 |
81
|
csbeq1d |
|- ( z = w -> [_ ( x. ` z ) / i ]_ C = [_ ( x. ` w ) / i ]_ C ) |
83 |
82
|
eleq1d |
|- ( z = w -> ( [_ ( x. ` z ) / i ]_ C e. CC <-> [_ ( x. ` w ) / i ]_ C e. CC ) ) |
84 |
83
|
cbvralvw |
|- ( A. z e. ( X X. Y ) [_ ( x. ` z ) / i ]_ C e. CC <-> A. w e. ( X X. Y ) [_ ( x. ` w ) / i ]_ C e. CC ) |
85 |
|
id |
|- ( z e. ( X X. Y ) -> z e. ( X X. Y ) ) |
86 |
82
|
eqcoms |
|- ( w = z -> [_ ( x. ` z ) / i ]_ C = [_ ( x. ` w ) / i ]_ C ) |
87 |
86
|
adantl |
|- ( ( z e. ( X X. Y ) /\ w = z ) -> [_ ( x. ` z ) / i ]_ C = [_ ( x. ` w ) / i ]_ C ) |
88 |
87
|
eleq1d |
|- ( ( z e. ( X X. Y ) /\ w = z ) -> ( [_ ( x. ` z ) / i ]_ C e. CC <-> [_ ( x. ` w ) / i ]_ C e. CC ) ) |
89 |
53
|
eleq1d |
|- ( z e. ( X X. Y ) -> ( [_ ( x. ` z ) / i ]_ C e. CC <-> [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) ) |
90 |
89
|
adantr |
|- ( ( z e. ( X X. Y ) /\ w = z ) -> ( [_ ( x. ` z ) / i ]_ C e. CC <-> [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) ) |
91 |
88 90
|
bitr3d |
|- ( ( z e. ( X X. Y ) /\ w = z ) -> ( [_ ( x. ` w ) / i ]_ C e. CC <-> [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) ) |
92 |
85 91
|
rspcdv |
|- ( z e. ( X X. Y ) -> ( A. w e. ( X X. Y ) [_ ( x. ` w ) / i ]_ C e. CC -> [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) ) |
93 |
92
|
com12 |
|- ( A. w e. ( X X. Y ) [_ ( x. ` w ) / i ]_ C e. CC -> ( z e. ( X X. Y ) -> [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) ) |
94 |
93
|
ralrimiv |
|- ( A. w e. ( X X. Y ) [_ ( x. ` w ) / i ]_ C e. CC -> A. z e. ( X X. Y ) [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) |
95 |
84 94
|
sylbi |
|- ( A. z e. ( X X. Y ) [_ ( x. ` z ) / i ]_ C e. CC -> A. z e. ( X X. Y ) [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) |
96 |
80 95
|
syl |
|- ( ph -> A. z e. ( X X. Y ) [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) |
97 |
|
mpomulf |
|- ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) : ( CC X. CC ) --> CC |
98 |
|
ffn |
|- ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) : ( CC X. CC ) --> CC -> ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) Fn ( CC X. CC ) ) |
99 |
97 98
|
ax-mp |
|- ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) Fn ( CC X. CC ) |
100 |
|
xpss12 |
|- ( ( X C_ CC /\ Y C_ CC ) -> ( X X. Y ) C_ ( CC X. CC ) ) |
101 |
39 42 100
|
mp2an |
|- ( X X. Y ) C_ ( CC X. CC ) |
102 |
71
|
eleq1d |
|- ( w = ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) -> ( [_ w / i ]_ C e. CC <-> [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) ) |
103 |
102
|
ralima |
|- ( ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) Fn ( CC X. CC ) /\ ( X X. Y ) C_ ( CC X. CC ) ) -> ( A. w e. ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) " ( X X. Y ) ) [_ w / i ]_ C e. CC <-> A. z e. ( X X. Y ) [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) ) |
104 |
99 101 103
|
mp2an |
|- ( A. w e. ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) " ( X X. Y ) ) [_ w / i ]_ C e. CC <-> A. z e. ( X X. Y ) [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC ) |
105 |
|
df-ima |
|- ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) " ( X X. Y ) ) = ran ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) |` ( X X. Y ) ) |
106 |
|
f1ofo |
|- ( ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) |` ( X X. Y ) ) : ( X X. Y ) -1-1-onto-> Z -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) |` ( X X. Y ) ) : ( X X. Y ) -onto-> Z ) |
107 |
|
forn |
|- ( ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) |` ( X X. Y ) ) : ( X X. Y ) -onto-> Z -> ran ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) |` ( X X. Y ) ) = Z ) |
108 |
74 106 107
|
3syl |
|- ( ph -> ran ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) |` ( X X. Y ) ) = Z ) |
109 |
105 108
|
eqtrid |
|- ( ph -> ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) " ( X X. Y ) ) = Z ) |
110 |
109
|
raleqdv |
|- ( ph -> ( A. w e. ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) " ( X X. Y ) ) [_ w / i ]_ C e. CC <-> A. w e. Z [_ w / i ]_ C e. CC ) ) |
111 |
104 110
|
bitr3id |
|- ( ph -> ( A. z e. ( X X. Y ) [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C e. CC <-> A. w e. Z [_ w / i ]_ C e. CC ) ) |
112 |
96 111
|
mpbid |
|- ( ph -> A. w e. Z [_ w / i ]_ C e. CC ) |
113 |
112
|
r19.21bi |
|- ( ( ph /\ w e. Z ) -> [_ w / i ]_ C e. CC ) |
114 |
71 73 74 76 113
|
fsumf1o |
|- ( ph -> sum_ w e. Z [_ w / i ]_ C = sum_ z e. ( X X. Y ) [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C ) |
115 |
70 114
|
eqtrid |
|- ( ph -> sum_ i e. Z C = sum_ z e. ( X X. Y ) [_ ( ( x e. CC , y e. CC |-> ( x x. y ) ) ` z ) / i ]_ C ) |
116 |
54 66 115
|
3eqtr4a |
|- ( ph -> sum_ j e. X sum_ k e. Y D = sum_ i e. Z C ) |
117 |
22 29 116
|
3eqtrd |
|- ( ph -> ( sum_ j e. X A x. sum_ k e. Y B ) = sum_ i e. Z C ) |