Theorem regsumsupp 19968

Description: The group sum over the real numbers, expressed as a finite sum. (Contributed by Thierry Arnoux, 22-Jun-2019.) (Proof shortened by AV, 19-Jul-2019.)

Assertion

Ref	Expression
regsumsupp	⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℝfld Σg 𝐹) = Σ𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)(𝐹‘𝑥))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐹   𝑥,𝐼   𝑥,𝑉

Proof of Theorem regsumsupp

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cnfldbas 19750	. . . 4 ⊢ ℂ = (Base‘ℂfld)
2		cnfld0 19770	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘ℂfld)
3		cnring 19768	. . . . 5 ⊢ ℂfld ∈ Ring
4		ringcmn 18581	. . . . 5 ⊢ (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ CMnd)
5	3, 4	mp1i 13	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℂfld ∈ CMnd)
6		simp3 1063	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐼 ∈ 𝑉)
7		simp1 1061	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐹:𝐼⟶ℝ)
8		ax-resscn 9993	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
9		fss 6056	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝐹:𝐼⟶ℂ)
10	7, 8, 9	sylancl 694	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐹:𝐼⟶ℂ)
11		ssid 3624	. . . . 5 ⊢ (𝐹 supp 0) ⊆ (𝐹 supp 0)
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 supp 0) ⊆ (𝐹 supp 0))
13		simp2 1062	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 𝐹 finSupp 0)
14	1, 2, 5, 6, 10, 12, 13	gsumres 18314	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0))) = (ℂfld Σg 𝐹))
15		cnfldadd 19751	. . . 4 ⊢ + = (+g‘ℂfld)
16		df-refld 19951	. . . 4 ⊢ ℝfld = (ℂfld ↾s ℝ)
17		cnfldex 19749	. . . . 5 ⊢ ℂfld ∈ V
18	17	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℂfld ∈ V)
19	8	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ℝ ⊆ ℂ)
20		0red 10041	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → 0 ∈ ℝ)
21		simpr 477	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
22	21	addid2d 10237	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (0 + 𝑥) = 𝑥)
23	21	addid1d 10236	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝑥 + 0) = 𝑥)
24	22, 23	jca 554	. . . 4 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → ((0 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 0) = 𝑥))
25	1, 15, 16, 18, 6, 19, 7, 20, 24	gsumress 17276	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg 𝐹) = (ℝfld Σg 𝐹))
26	14, 25	eqtr2d 2657	. 2 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℝfld Σg 𝐹) = (ℂfld Σg (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0))))
27		suppssdm 7308	. . . . 5 ⊢ (𝐹 supp 0) ⊆ dom 𝐹
28		fdm 6051	. . . . . 6 ⊢ (𝐹:𝐼⟶ℝ → dom 𝐹 = 𝐼)
29	7, 28	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → dom 𝐹 = 𝐼)
30	27, 29	syl5sseq 3653	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 supp 0) ⊆ 𝐼)
31	7, 30	feqresmpt 6250	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0)) = (𝑥 ∈ (𝐹 supp 0) ↦ (𝐹‘𝑥)))
32	31	oveq2d 6666	. 2 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg (𝐹 ↾ (𝐹 supp 0))) = (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐹 supp 0) ↦ (𝐹‘𝑥))))
33		id 22	. . . . 5 ⊢ (𝐹 finSupp 0 → 𝐹 finSupp 0)
34	33	fsuppimpd 8282	. . . 4 ⊢ (𝐹 finSupp 0 → (𝐹 supp 0) ∈ Fin)
35	34	3ad2ant2 1083	. . 3 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (𝐹 supp 0) ∈ Fin)
36		simpl1 1064	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → 𝐹:𝐼⟶ℝ)
37	30	sselda 3603	. . . . 5 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → 𝑥 ∈ 𝐼)
38	36, 37	ffvelrnd 6360	. . . 4 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
39	38	recnd 10068	. . 3 ⊢ (((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) ∧ 𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
40	35, 39	gsumfsum 19813	. 2 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐹 supp 0) ↦ (𝐹‘𝑥))) = Σ𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)(𝐹‘𝑥))
41	26, 32, 40	3eqtrd 2660	1 ⊢ ((𝐹:𝐼⟶ℝ ∧ 𝐹 finSupp 0 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → (ℝfld Σg 𝐹) = Σ𝑥 ∈ (𝐹 supp 0)(𝐹‘𝑥))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037   = wceq 1483   ∈ wcel 1990  Vcvv 3200   ⊆ wss 3574   class class class wbr 4653   ↦ cmpt 4729  dom cdm 5114   ↾ cres 5116  ⟶wf 5884  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650   supp csupp 7295  Fincfn 7955   finSupp cfsupp 8275  ℂcc 9934  ℝcr 9935  0cc0 9936   + caddc 9939  Σcsu 14416   Σ_g cgsu 16101  CMndccmn 18193  Ringcrg 18547  ℂ_fldccnfld 19746  ℝ_fldcrefld 19950

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-inf2 8538  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014  ax-addf 10015  ax-mulf 10016

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-fal 1489  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-se 5074  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-isom 5897  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-supp 7296  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-oadd 7564  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-fsupp 8276  df-sup 8348  df-oi 8415  df-card 8765  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-4 11081  df-5 11082  df-6 11083  df-7 11084  df-8 11085  df-9 11086  df-n0 11293  df-z 11378  df-dec 11494  df-uz 11688  df-rp 11833  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-seq 12802  df-exp 12861  df-hash 13118  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-clim 14219  df-sum 14417  df-struct 15859  df-ndx 15860  df-slot 15861  df-base 15863  df-sets 15864  df-ress 15865  df-plusg 15954  df-mulr 15955  df-starv 15956  df-tset 15960  df-ple 15961  df-ds 15964  df-unif 15965  df-0g 16102  df-gsum 16103  df-mgm 17242  df-sgrp 17284  df-mnd 17295  df-grp 17425  df-minusg 17426  df-cntz 17750  df-cmn 18195  df-abl 18196  df-mgp 18490  df-ur 18502  df-ring 18549  df-cring 18550  df-cnfld 19747  df-refld 19951

This theorem is referenced by:  rrxcph  23180  rrxmval  23188  rrxtopnfi  40506