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Theorem zprod

Description: Series product with index set a subset of the upper integers. (Contributed by Scott Fenton, 5-Dec-2017)

Ref Expression
Hypotheses zprod.1 Z = M
zprod.2 φ M
zprod.3 φ n Z y y 0 seq n × F y
zprod.4 φ A Z
zprod.5 φ k Z F k = if k A B 1
zprod.6 φ k A B
Assertion zprod φ k A B = seq M × F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 zprod.1 Z = M
2 zprod.2 φ M
3 zprod.3 φ n Z y y 0 seq n × F y
4 zprod.4 φ A Z
5 zprod.5 φ k Z F k = if k A B 1
6 zprod.6 φ k A B
7 3simpb A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x A m seq m × k if k A B 1 x
8 nfcv _ i if k A B 1
9 nfv k i A
10 nfcsb1v _ k i / k B
11 nfcv _ k 1
12 9 10 11 nfif _ k if i A i / k B 1
13 eleq1w k = i k A i A
14 csbeq1a k = i B = i / k B
15 13 14 ifbieq1d k = i if k A B 1 = if i A i / k B 1
16 8 12 15 cbvmpt k if k A B 1 = i if i A i / k B 1
17 simpll φ m A m φ
18 6 ralrimiva φ k A B
19 10 nfel1 k i / k B
20 14 eleq1d k = i B i / k B
21 19 20 rspc i A k A B i / k B
22 18 21 syl5 i A φ i / k B
23 17 22 mpan9 φ m A m i A i / k B
24 simplr φ m A m m
25 2 ad2antrr φ m A m M
26 simpr φ m A m A m
27 4 1 sseqtrdi φ A M
28 27 ad2antrr φ m A m A M
29 16 23 24 25 26 28 prodrb φ m A m seq m × k if k A B 1 x seq M × k if k A B 1 x
30 29 biimpd φ m A m seq m × k if k A B 1 x seq M × k if k A B 1 x
31 30 expimpd φ m A m seq m × k if k A B 1 x seq M × k if k A B 1 x
32 7 31 syl5 φ m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x seq M × k if k A B 1 x
33 32 rexlimdva φ m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x seq M × k if k A B 1 x
34 uzssz M
35 zssre
36 34 35 sstri M
37 1 36 eqsstri Z
38 4 37 sstrdi φ A
39 38 ad2antrr φ m f : 1 m 1-1 onto A A
40 ltso < Or
41 soss A < Or < Or A
42 39 40 41 mpisyl φ m f : 1 m 1-1 onto A < Or A
43 fzfi 1 m Fin
44 ovex 1 m V
45 44 f1oen f : 1 m 1-1 onto A 1 m A
46 45 adantl φ m f : 1 m 1-1 onto A 1 m A
47 46 ensymd φ m f : 1 m 1-1 onto A A 1 m
48 enfii 1 m Fin A 1 m A Fin
49 43 47 48 sylancr φ m f : 1 m 1-1 onto A A Fin
50 fz1iso < Or A A Fin g g Isom < , < 1 A A
51 42 49 50 syl2anc φ m f : 1 m 1-1 onto A g g Isom < , < 1 A A
52 simpll φ m f : 1 m 1-1 onto A g Isom < , < 1 A A φ
53 52 22 mpan9 φ m f : 1 m 1-1 onto A g Isom < , < 1 A A i A i / k B
54 fveq2 n = j f n = f j
55 54 csbeq1d n = j f n / k B = f j / k B
56 csbcow f j / i i / k B = f j / k B
57 55 56 eqtr4di n = j f n / k B = f j / i i / k B
58 57 cbvmptv n f n / k B = j f j / i i / k B
59 eqid j g j / i i / k B = j g j / i i / k B
60 simplr φ m f : 1 m 1-1 onto A g Isom < , < 1 A A m
61 2 ad2antrr φ m f : 1 m 1-1 onto A g Isom < , < 1 A A M
62 27 ad2antrr φ m f : 1 m 1-1 onto A g Isom < , < 1 A A A M
63 simprl φ m f : 1 m 1-1 onto A g Isom < , < 1 A A f : 1 m 1-1 onto A
64 simprr φ m f : 1 m 1-1 onto A g Isom < , < 1 A A g Isom < , < 1 A A
65 16 53 58 59 60 61 62 63 64 prodmolem2a φ m f : 1 m 1-1 onto A g Isom < , < 1 A A seq M × k if k A B 1 seq 1 × n f n / k B m
66 65 expr φ m f : 1 m 1-1 onto A g Isom < , < 1 A A seq M × k if k A B 1 seq 1 × n f n / k B m
67 66 exlimdv φ m f : 1 m 1-1 onto A g g Isom < , < 1 A A seq M × k if k A B 1 seq 1 × n f n / k B m
68 51 67 mpd φ m f : 1 m 1-1 onto A seq M × k if k A B 1 seq 1 × n f n / k B m
69 breq2 x = seq 1 × n f n / k B m seq M × k if k A B 1 x seq M × k if k A B 1 seq 1 × n f n / k B m
70 68 69 syl5ibrcom φ m f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m seq M × k if k A B 1 x
71 70 expimpd φ m f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m seq M × k if k A B 1 x
72 71 exlimdv φ m f f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m seq M × k if k A B 1 x
73 72 rexlimdva φ m f f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m seq M × k if k A B 1 x
74 33 73 jaod φ m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x m f f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m seq M × k if k A B 1 x
75 2 adantr φ seq M × k if k A B 1 x M
76 4 adantr φ seq M × k if k A B 1 x A Z
77 1 eleq2i n Z n M
78 eluzelz n M n
79 78 adantl φ n M n
80 uztrn z n n M z M
81 80 ancoms n M z n z M
82 1 eleq2i k Z k M
83 1 34 eqsstri Z
84 83 sseli k Z k
85 iftrue k A if k A B 1 = B
86 85 adantl φ k A if k A B 1 = B
87 86 6 eqeltrd φ k A if k A B 1
88 87 ex φ k A if k A B 1
89 iffalse ¬ k A if k A B 1 = 1
90 ax-1cn 1
91 89 90 eqeltrdi ¬ k A if k A B 1
92 88 91 pm2.61d1 φ if k A B 1
93 eqid k if k A B 1 = k if k A B 1
94 93 fvmpt2 k if k A B 1 k if k A B 1 k = if k A B 1
95 84 92 94 syl2anr φ k Z k if k A B 1 k = if k A B 1
96 5 95 eqtr4d φ k Z F k = k if k A B 1 k
97 82 96 sylan2br φ k M F k = k if k A B 1 k
98 97 ralrimiva φ k M F k = k if k A B 1 k
99 nffvmpt1 _ k k if k A B 1 z
100 99 nfeq2 k F z = k if k A B 1 z
101 fveq2 k = z F k = F z
102 fveq2 k = z k if k A B 1 k = k if k A B 1 z
103 101 102 eqeq12d k = z F k = k if k A B 1 k F z = k if k A B 1 z
104 100 103 rspc z M k M F k = k if k A B 1 k F z = k if k A B 1 z
105 98 104 mpan9 φ z M F z = k if k A B 1 z
106 81 105 sylan2 φ n M z n F z = k if k A B 1 z
107 106 anassrs φ n M z n F z = k if k A B 1 z
108 79 107 seqfeq φ n M seq n × F = seq n × k if k A B 1
109 108 breq1d φ n M seq n × F y seq n × k if k A B 1 y
110 109 anbi2d φ n M y 0 seq n × F y y 0 seq n × k if k A B 1 y
111 110 exbidv φ n M y y 0 seq n × F y y y 0 seq n × k if k A B 1 y
112 77 111 sylan2b φ n Z y y 0 seq n × F y y y 0 seq n × k if k A B 1 y
113 112 rexbidva φ n Z y y 0 seq n × F y n Z y y 0 seq n × k if k A B 1 y
114 3 113 mpbid φ n Z y y 0 seq n × k if k A B 1 y
115 114 adantr φ seq M × k if k A B 1 x n Z y y 0 seq n × k if k A B 1 y
116 simpr φ seq M × k if k A B 1 x seq M × k if k A B 1 x
117 fveq2 m = M m = M
118 117 1 eqtr4di m = M m = Z
119 118 sseq2d m = M A m A Z
120 118 rexeqdv m = M n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y n Z y y 0 seq n × k if k A B 1 y
121 seqeq1 m = M seq m × k if k A B 1 = seq M × k if k A B 1
122 121 breq1d m = M seq m × k if k A B 1 x seq M × k if k A B 1 x
123 119 120 122 3anbi123d m = M A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x A Z n Z y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq M × k if k A B 1 x
124 123 rspcev M A Z n Z y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq M × k if k A B 1 x m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x
125 75 76 115 116 124 syl13anc φ seq M × k if k A B 1 x m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x
126 125 orcd φ seq M × k if k A B 1 x m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x m f f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m
127 126 ex φ seq M × k if k A B 1 x m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x m f f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m
128 74 127 impbid φ m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x m f f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m seq M × k if k A B 1 x
129 95 5 eqtr4d φ k Z k if k A B 1 k = F k
130 82 129 sylan2br φ k M k if k A B 1 k = F k
131 130 ralrimiva φ k M k if k A B 1 k = F k
132 99 nfeq1 k k if k A B 1 z = F z
133 102 101 eqeq12d k = z k if k A B 1 k = F k k if k A B 1 z = F z
134 132 133 rspc z M k M k if k A B 1 k = F k k if k A B 1 z = F z
135 131 134 mpan9 φ z M k if k A B 1 z = F z
136 2 135 seqfeq φ seq M × k if k A B 1 = seq M × F
137 136 breq1d φ seq M × k if k A B 1 x seq M × F x
138 128 137 bitrd φ m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x m f f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m seq M × F x
139 138 iotabidv φ ι x | m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x m f f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m = ι x | seq M × F x
140 df-prod k A B = ι x | m A m n m y y 0 seq n × k if k A B 1 y seq m × k if k A B 1 x m f f : 1 m 1-1 onto A x = seq 1 × n f n / k B m
141 df-fv seq M × F = ι x | seq M × F x
142 139 140 141 3eqtr4g φ k A B = seq M × F