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Theorem gsum2dlem2

Description: Lemma for gsum2d . (Contributed by Mario Carneiro, 28-Dec-2014) (Revised by AV, 8-Jun-2019)

Ref Expression
Hypotheses gsum2d.b B = Base G
gsum2d.z 0 ˙ = 0 G
gsum2d.g φ G CMnd
gsum2d.a φ A V
gsum2d.r φ Rel A
gsum2d.d φ D W
gsum2d.s φ dom A D
gsum2d.f φ F : A B
gsum2d.w φ finSupp 0 ˙ F
Assertion gsum2dlem2 φ G F A dom supp 0 ˙ F = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsum2d.b B = Base G
2 gsum2d.z 0 ˙ = 0 G
3 gsum2d.g φ G CMnd
4 gsum2d.a φ A V
5 gsum2d.r φ Rel A
6 gsum2d.d φ D W
7 gsum2d.s φ dom A D
8 gsum2d.f φ F : A B
9 gsum2d.w φ finSupp 0 ˙ F
10 9 fsuppimpd φ F supp 0 ˙ Fin
11 dmfi F supp 0 ˙ Fin dom supp 0 ˙ F Fin
12 10 11 syl φ dom supp 0 ˙ F Fin
13 reseq2 x = A x = A
14 res0 A =
15 13 14 eqtrdi x = A x =
16 15 reseq2d x = F A x = F
17 res0 F =
18 16 17 eqtrdi x = F A x =
19 18 oveq2d x = G F A x = G
20 mpteq1 x = j x G k A j j F k = j G k A j j F k
21 mpt0 j G k A j j F k =
22 20 21 eqtrdi x = j x G k A j j F k =
23 22 oveq2d x = G j x G k A j j F k = G
24 19 23 eqeq12d x = G F A x = G j x G k A j j F k G = G
25 24 imbi2d x = φ G F A x = G j x G k A j j F k φ G = G
26 reseq2 x = y A x = A y
27 26 reseq2d x = y F A x = F A y
28 27 oveq2d x = y G F A x = G F A y
29 mpteq1 x = y j x G k A j j F k = j y G k A j j F k
30 29 oveq2d x = y G j x G k A j j F k = G j y G k A j j F k
31 28 30 eqeq12d x = y G F A x = G j x G k A j j F k G F A y = G j y G k A j j F k
32 31 imbi2d x = y φ G F A x = G j x G k A j j F k φ G F A y = G j y G k A j j F k
33 reseq2 x = y z A x = A y z
34 33 reseq2d x = y z F A x = F A y z
35 34 oveq2d x = y z G F A x = G F A y z
36 mpteq1 x = y z j x G k A j j F k = j y z G k A j j F k
37 36 oveq2d x = y z G j x G k A j j F k = G j y z G k A j j F k
38 35 37 eqeq12d x = y z G F A x = G j x G k A j j F k G F A y z = G j y z G k A j j F k
39 38 imbi2d x = y z φ G F A x = G j x G k A j j F k φ G F A y z = G j y z G k A j j F k
40 reseq2 x = dom supp 0 ˙ F A x = A dom supp 0 ˙ F
41 40 reseq2d x = dom supp 0 ˙ F F A x = F A dom supp 0 ˙ F
42 41 oveq2d x = dom supp 0 ˙ F G F A x = G F A dom supp 0 ˙ F
43 mpteq1 x = dom supp 0 ˙ F j x G k A j j F k = j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k
44 43 oveq2d x = dom supp 0 ˙ F G j x G k A j j F k = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k
45 42 44 eqeq12d x = dom supp 0 ˙ F G F A x = G j x G k A j j F k G F A dom supp 0 ˙ F = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k
46 45 imbi2d x = dom supp 0 ˙ F φ G F A x = G j x G k A j j F k φ G F A dom supp 0 ˙ F = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k
47 eqidd φ G = G
48 oveq1 G F A y = G j y G k A j j F k G F A y + G G F A z = G j y G k A j j F k + G G F A z
49 eqid + G = + G
50 3 adantr φ y Fin ¬ z y G CMnd
51 4 resexd φ A y z V
52 51 adantr φ y Fin ¬ z y A y z V
53 resss A y z A
54 fssres F : A B A y z A F A y z : A y z B
55 8 53 54 sylancl φ F A y z : A y z B
56 55 adantr φ y Fin ¬ z y F A y z : A y z B
57 8 ffund φ Fun F
58 57 funresd φ Fun F A y z
59 58 adantr φ y Fin ¬ z y Fun F A y z
60 10 adantr φ y Fin ¬ z y F supp 0 ˙ Fin
61 8 4 fexd φ F V
62 2 fvexi 0 ˙ V
63 ressuppss F V 0 ˙ V F A y z supp 0 ˙ F supp 0 ˙
64 61 62 63 sylancl φ F A y z supp 0 ˙ F supp 0 ˙
65 64 adantr φ y Fin ¬ z y F A y z supp 0 ˙ F supp 0 ˙
66 60 65 ssfid φ y Fin ¬ z y F A y z supp 0 ˙ Fin
67 61 resexd φ F A y z V
68 isfsupp F A y z V 0 ˙ V finSupp 0 ˙ F A y z Fun F A y z F A y z supp 0 ˙ Fin
69 67 62 68 sylancl φ finSupp 0 ˙ F A y z Fun F A y z F A y z supp 0 ˙ Fin
70 69 adantr φ y Fin ¬ z y finSupp 0 ˙ F A y z Fun F A y z F A y z supp 0 ˙ Fin
71 59 66 70 mpbir2and φ y Fin ¬ z y finSupp 0 ˙ F A y z
72 simprr φ y Fin ¬ z y ¬ z y
73 disjsn y z = ¬ z y
74 72 73 sylibr φ y Fin ¬ z y y z =
75 74 reseq2d φ y Fin ¬ z y A y z = A
76 resindi A y z = A y A z
77 75 76 14 3eqtr3g φ y Fin ¬ z y A y A z =
78 resundi A y z = A y A z
79 78 a1i φ y Fin ¬ z y A y z = A y A z
80 1 2 49 50 52 56 71 77 79 gsumsplit φ y Fin ¬ z y G F A y z = G F A y z A y + G G F A y z A z
81 ssun1 y y z
82 ssres2 y y z A y A y z
83 resabs1 A y A y z F A y z A y = F A y
84 81 82 83 mp2b F A y z A y = F A y
85 84 oveq2i G F A y z A y = G F A y
86 ssun2 z y z
87 ssres2 z y z A z A y z
88 resabs1 A z A y z F A y z A z = F A z
89 86 87 88 mp2b F A y z A z = F A z
90 89 oveq2i G F A y z A z = G F A z
91 85 90 oveq12i G F A y z A y + G G F A y z A z = G F A y + G G F A z
92 80 91 eqtrdi φ y Fin ¬ z y G F A y z = G F A y + G G F A z
93 simprl φ y Fin ¬ z y y Fin
94 1 2 3 4 5 6 7 8 9 gsum2dlem1 φ G k A j j F k B
95 94 ad2antrr φ y Fin ¬ z y j y G k A j j F k B
96 vex z V
97 96 a1i φ y Fin ¬ z y z V
98 sneq j = z j = z
99 98 imaeq2d j = z A j = A z
100 oveq1 j = z j F k = z F k
101 99 100 mpteq12dv j = z k A j j F k = k A z z F k
102 101 oveq2d j = z G k A j j F k = G k A z z F k
103 102 eleq1d j = z G k A j j F k B G k A z z F k B
104 103 imbi2d j = z φ G k A j j F k B φ G k A z z F k B
105 104 94 chvarvv φ G k A z z F k B
106 105 adantr φ y Fin ¬ z y G k A z z F k B
107 1 49 50 93 95 97 72 106 102 gsumunsn φ y Fin ¬ z y G j y z G k A j j F k = G j y G k A j j F k + G G k A z z F k
108 98 reseq2d j = z A j = A z
109 108 reseq2d j = z F A j = F A z
110 109 oveq2d j = z G F A j = G F A z
111 102 110 eqeq12d j = z G k A j j F k = G F A j G k A z z F k = G F A z
112 111 imbi2d j = z φ G k A j j F k = G F A j φ G k A z z F k = G F A z
113 imaexg A V A j V
114 4 113 syl φ A j V
115 vex j V
116 vex k V
117 115 116 elimasn k A j j k A
118 df-ov j F k = F j k
119 8 ffvelrnda φ j k A F j k B
120 118 119 eqeltrid φ j k A j F k B
121 117 120 sylan2b φ k A j j F k B
122 121 fmpttd φ k A j j F k : A j B
123 funmpt Fun k A j j F k
124 123 a1i φ Fun k A j j F k
125 rnfi F supp 0 ˙ Fin ran supp 0 ˙ F Fin
126 10 125 syl φ ran supp 0 ˙ F Fin
127 117 biimpi k A j j k A
128 115 116 opelrn j k supp 0 ˙ F k ran supp 0 ˙ F
129 128 con3i ¬ k ran supp 0 ˙ F ¬ j k supp 0 ˙ F
130 127 129 anim12i k A j ¬ k ran supp 0 ˙ F j k A ¬ j k supp 0 ˙ F
131 eldif k A j ran supp 0 ˙ F k A j ¬ k ran supp 0 ˙ F
132 eldif j k A supp 0 ˙ F j k A ¬ j k supp 0 ˙ F
133 130 131 132 3imtr4i k A j ran supp 0 ˙ F j k A supp 0 ˙ F
134 ssidd φ F supp 0 ˙ F supp 0 ˙
135 62 a1i φ 0 ˙ V
136 8 134 4 135 suppssr φ j k A supp 0 ˙ F F j k = 0 ˙
137 118 136 eqtrid φ j k A supp 0 ˙ F j F k = 0 ˙
138 133 137 sylan2 φ k A j ran supp 0 ˙ F j F k = 0 ˙
139 138 114 suppss2 φ k A j j F k supp 0 ˙ ran supp 0 ˙ F
140 126 139 ssfid φ k A j j F k supp 0 ˙ Fin
141 114 mptexd φ k A j j F k V
142 isfsupp k A j j F k V 0 ˙ V finSupp 0 ˙ k A j j F k Fun k A j j F k k A j j F k supp 0 ˙ Fin
143 141 62 142 sylancl φ finSupp 0 ˙ k A j j F k Fun k A j j F k k A j j F k supp 0 ˙ Fin
144 124 140 143 mpbir2and φ finSupp 0 ˙ k A j j F k
145 2ndconst j V 2 nd j × A j : j × A j 1-1 onto A j
146 115 145 mp1i φ 2 nd j × A j : j × A j 1-1 onto A j
147 1 2 3 114 122 144 146 gsumf1o φ G k A j j F k = G k A j j F k 2 nd j × A j
148 1st2nd2 x j × A j x = 1 st x 2 nd x
149 xp1st x j × A j 1 st x j
150 elsni 1 st x j 1 st x = j
151 149 150 syl x j × A j 1 st x = j
152 151 opeq1d x j × A j 1 st x 2 nd x = j 2 nd x
153 148 152 eqtrd x j × A j x = j 2 nd x
154 153 fveq2d x j × A j F x = F j 2 nd x
155 df-ov j F 2 nd x = F j 2 nd x
156 154 155 eqtr4di x j × A j F x = j F 2 nd x
157 156 mpteq2ia x j × A j F x = x j × A j j F 2 nd x
158 8 feqmptd φ F = x A F x
159 158 reseq1d φ F A j = x A F x A j
160 resss A j A
161 resmpt A j A x A F x A j = x A j F x
162 160 161 ax-mp x A F x A j = x A j F x
163 ressn A j = j × A j
164 163 mpteq1i x A j F x = x j × A j F x
165 162 164 eqtri x A F x A j = x j × A j F x
166 159 165 eqtrdi φ F A j = x j × A j F x
167 xp2nd x j × A j 2 nd x A j
168 167 adantl φ x j × A j 2 nd x A j
169 fo2nd 2 nd : V onto V
170 fof 2 nd : V onto V 2 nd : V V
171 169 170 mp1i φ 2 nd : V V
172 171 feqmptd φ 2 nd = x V 2 nd x
173 172 reseq1d φ 2 nd j × A j = x V 2 nd x j × A j
174 ssv j × A j V
175 resmpt j × A j V x V 2 nd x j × A j = x j × A j 2 nd x
176 174 175 ax-mp x V 2 nd x j × A j = x j × A j 2 nd x
177 173 176 eqtrdi φ 2 nd j × A j = x j × A j 2 nd x
178 eqidd φ k A j j F k = k A j j F k
179 oveq2 k = 2 nd x j F k = j F 2 nd x
180 168 177 178 179 fmptco φ k A j j F k 2 nd j × A j = x j × A j j F 2 nd x
181 157 166 180 3eqtr4a φ F A j = k A j j F k 2 nd j × A j
182 181 oveq2d φ G F A j = G k A j j F k 2 nd j × A j
183 147 182 eqtr4d φ G k A j j F k = G F A j
184 112 183 chvarvv φ G k A z z F k = G F A z
185 184 adantr φ y Fin ¬ z y G k A z z F k = G F A z
186 185 oveq2d φ y Fin ¬ z y G j y G k A j j F k + G G k A z z F k = G j y G k A j j F k + G G F A z
187 107 186 eqtrd φ y Fin ¬ z y G j y z G k A j j F k = G j y G k A j j F k + G G F A z
188 92 187 eqeq12d φ y Fin ¬ z y G F A y z = G j y z G k A j j F k G F A y + G G F A z = G j y G k A j j F k + G G F A z
189 48 188 syl5ibr φ y Fin ¬ z y G F A y = G j y G k A j j F k G F A y z = G j y z G k A j j F k
190 189 expcom y Fin ¬ z y φ G F A y = G j y G k A j j F k G F A y z = G j y z G k A j j F k
191 190 a2d y Fin ¬ z y φ G F A y = G j y G k A j j F k φ G F A y z = G j y z G k A j j F k
192 25 32 39 46 47 191 findcard2s dom supp 0 ˙ F Fin φ G F A dom supp 0 ˙ F = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k
193 12 192 mpcom φ G F A dom supp 0 ˙ F = G j dom supp 0 ˙ F G k A j j F k