Metamath Proof Explorer


Theorem fsumconst

Description: The sum of constant terms ( k is not free in B ). (Contributed by NM, 24-Dec-2005) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2014)

Ref Expression
Assertion fsumconst ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mul02 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 0 ยท ๐ต ) = 0 )
2 1 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 0 ยท ๐ต ) = 0 )
3 2 eqcomd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ 0 = ( 0 ยท ๐ต ) )
4 sumeq1 โŠข ( ๐ด = โˆ… โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ โˆ… ๐ต )
5 sum0 โŠข ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ โˆ… ๐ต = 0
6 4 5 eqtrdi โŠข ( ๐ด = โˆ… โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = 0 )
7 fveq2 โŠข ( ๐ด = โˆ… โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) = ( โ™ฏ โ€˜ โˆ… ) )
8 hash0 โŠข ( โ™ฏ โ€˜ โˆ… ) = 0
9 7 8 eqtrdi โŠข ( ๐ด = โˆ… โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) = 0 )
10 9 oveq1d โŠข ( ๐ด = โˆ… โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) = ( 0 ยท ๐ต ) )
11 6 10 eqeq12d โŠข ( ๐ด = โˆ… โ†’ ( ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) โ†” 0 = ( 0 ยท ๐ต ) ) )
12 3 11 syl5ibrcom โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ด = โˆ… โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) )
13 eqidd โŠข ( ๐‘˜ = ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) โ†’ ๐ต = ๐ต )
14 simprl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• )
15 simprr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด )
16 simpllr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
17 simplr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
18 elfznn โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„• )
19 fvconst2g โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โ„• ร— { ๐ต } ) โ€˜ ๐‘› ) = ๐ต )
20 17 18 19 syl2an โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( โ„• ร— { ๐ต } ) โ€˜ ๐‘› ) = ๐ต )
21 13 14 15 16 20 fsum โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐ต } ) ) โ€˜ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )
22 ser1const โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐ต } ) ) โ€˜ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) )
23 22 ad2ant2lr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐ต } ) ) โ€˜ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) )
24 21 23 eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) )
25 24 expr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) )
26 25 exlimdv โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โˆง ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘“ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) )
27 26 expimpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘“ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) ) )
28 fz1f1o โŠข ( ๐ด โˆˆ Fin โ†’ ( ๐ด = โˆ… โˆจ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘“ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) )
29 28 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ด = โˆ… โˆจ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘“ ๐‘“ : ( 1 ... ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด ) ) )
30 12 27 29 mpjaod โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ต ) )