Metamath Proof Explorer


Theorem fsum2mul

Description: Separate the nested sum of the product C ( j ) x. D ( k ) . (Contributed by NM, 13-Nov-2005) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2014)

Ref Expression
Hypotheses fsum2mul.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ Fin )
fsum2mul.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ Fin )
fsum2mul.3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
fsum2mul.4 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„‚ )
Assertion fsum2mul ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ๐ด ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ( ๐ถ ยท ๐ท ) = ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ๐ด ๐ถ ยท ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fsum2mul.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ Fin )
2 fsum2mul.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ Fin )
3 fsum2mul.3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
4 fsum2mul.4 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„‚ )
5 2 4 fsumcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท โˆˆ โ„‚ )
6 1 5 3 fsummulc1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ๐ด ๐ถ ยท ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท ) = ฮฃ ๐‘— โˆˆ ๐ด ( ๐ถ ยท ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท ) )
7 2 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ต โˆˆ Fin )
8 4 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„‚ )
9 7 3 8 fsummulc2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐ถ ยท ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ( ๐ถ ยท ๐ท ) )
10 9 sumeq2dv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ๐ด ( ๐ถ ยท ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท ) = ฮฃ ๐‘— โˆˆ ๐ด ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ( ๐ถ ยท ๐ท ) )
11 6 10 eqtr2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ๐ด ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ( ๐ถ ยท ๐ท ) = ( ฮฃ ๐‘— โˆˆ ๐ด ๐ถ ยท ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ท ) )