MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  1sgmprm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 1sgmprm 24824
Description: The sum of divisors for a prime is 𝑃 + 1 because the only divisors are 1 and 𝑃. (Contributed by Mario Carneiro, 17-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
1sgmprm (𝑃 ∈ ℙ → (1 σ 𝑃) = (𝑃 + 1))

Proof of Theorem 1sgmprm
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ax-1cn 9938 . . 3 1 ∈ ℂ
2 1nn0 11252 . . 3 1 ∈ ℕ0
3 sgmppw 24822 . . 3 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑃 ∈ ℙ ∧ 1 ∈ ℕ0) → (1 σ (𝑃↑1)) = Σ𝑘 ∈ (0...1)((𝑃𝑐1)↑𝑘))
41, 2, 3mp3an13 1412 . 2 (𝑃 ∈ ℙ → (1 σ (𝑃↑1)) = Σ𝑘 ∈ (0...1)((𝑃𝑐1)↑𝑘))
5 prmnn 15312 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
65nncnd 10980 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℂ)
76exp1d 12943 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃↑1) = 𝑃)
87oveq2d 6620 . 2 (𝑃 ∈ ℙ → (1 σ (𝑃↑1)) = (1 σ 𝑃))
96adantr 481 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ (0...1)) → 𝑃 ∈ ℂ)
109cxp1d 24352 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ (0...1)) → (𝑃𝑐1) = 𝑃)
1110oveq1d 6619 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ (0...1)) → ((𝑃𝑐1)↑𝑘) = (𝑃𝑘))
1211sumeq2dv 14367 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...1)((𝑃𝑐1)↑𝑘) = Σ𝑘 ∈ (0...1)(𝑃𝑘))
13 1m1e0 11033 . . . . . . . 8 (1 − 1) = 0
1413oveq2i 6615 . . . . . . 7 (0...(1 − 1)) = (0...0)
1514sumeq1i 14362 . . . . . 6 Σ𝑘 ∈ (0...(1 − 1))(𝑃𝑘) = Σ𝑘 ∈ (0...0)(𝑃𝑘)
16 0z 11332 . . . . . . . 8 0 ∈ ℤ
176exp0d 12942 . . . . . . . . 9 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃↑0) = 1)
1817, 1syl6eqel 2706 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃↑0) ∈ ℂ)
19 oveq2 6612 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → (𝑃𝑘) = (𝑃↑0))
2019fsum1 14406 . . . . . . . 8 ((0 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑0) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...0)(𝑃𝑘) = (𝑃↑0))
2116, 18, 20sylancr 694 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...0)(𝑃𝑘) = (𝑃↑0))
2221, 17eqtrd 2655 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...0)(𝑃𝑘) = 1)
2315, 22syl5eq 2667 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...(1 − 1))(𝑃𝑘) = 1)
2423, 7oveq12d 6622 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → (Σ𝑘 ∈ (0...(1 − 1))(𝑃𝑘) + (𝑃↑1)) = (1 + 𝑃))
252a1i 11 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → 1 ∈ ℕ0)
26 nn0uz 11666 . . . . . 6 0 = (ℤ‘0)
2725, 26syl6eleq 2708 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → 1 ∈ (ℤ‘0))
28 elfznn0 12374 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (0...1) → 𝑘 ∈ ℕ0)
29 expcl 12818 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑘) ∈ ℂ)
306, 28, 29syl2an 494 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ (0...1)) → (𝑃𝑘) ∈ ℂ)
31 oveq2 6612 . . . . 5 (𝑘 = 1 → (𝑃𝑘) = (𝑃↑1))
3227, 30, 31fsumm1 14410 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...1)(𝑃𝑘) = (Σ𝑘 ∈ (0...(1 − 1))(𝑃𝑘) + (𝑃↑1)))
33 addcom 10166 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑃 + 1) = (1 + 𝑃))
346, 1, 33sylancl 693 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 + 1) = (1 + 𝑃))
3524, 32, 343eqtr4d 2665 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...1)(𝑃𝑘) = (𝑃 + 1))
3612, 35eqtrd 2655 . 2 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...1)((𝑃𝑐1)↑𝑘) = (𝑃 + 1))
374, 8, 363eqtr3d 2663 1 (𝑃 ∈ ℙ → (1 σ 𝑃) = (𝑃 + 1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  cfv 5847  (class class class)co 6604  cc 9878  0cc0 9880  1c1 9881   + caddc 9883  cmin 10210  0cn0 11236  cz 11321  cuz 11631  ...cfz 12268  cexp 12800  Σcsu 14350  cprime 15309  𝑐ccxp 24206   σ csgm 24722
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-inf2 8482  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958  ax-addf 9959  ax-mulf 9960
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-iin 4488  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-se 5034  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-isom 5856  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-of 6850  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-supp 7241  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-2o 7506  df-oadd 7509  df-er 7687  df-map 7804  df-pm 7805  df-ixp 7853  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-fsupp 8220  df-fi 8261  df-sup 8292  df-inf 8293  df-oi 8359  df-card 8709  df-cda 8934  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-4 11025  df-5 11026  df-6 11027  df-7 11028  df-8 11029  df-9 11030  df-n0 11237  df-z 11322  df-dec 11438  df-uz 11632  df-q 11733  df-rp 11777  df-xneg 11890  df-xadd 11891  df-xmul 11892  df-ioo 12121  df-ioc 12122  df-ico 12123  df-icc 12124  df-fz 12269  df-fzo 12407  df-fl 12533  df-mod 12609  df-seq 12742  df-exp 12801  df-fac 13001  df-bc 13030  df-hash 13058  df-shft 13741  df-cj 13773  df-re 13774  df-im 13775  df-sqrt 13909  df-abs 13910  df-limsup 14136  df-clim 14153  df-rlim 14154  df-sum 14351  df-ef 14723  df-sin 14725  df-cos 14726  df-pi 14728  df-dvds 14908  df-gcd 15141  df-prm 15310  df-pc 15466  df-struct 15783  df-ndx 15784  df-slot 15785  df-base 15786  df-sets 15787  df-ress 15788  df-plusg 15875  df-mulr 15876  df-starv 15877  df-sca 15878  df-vsca 15879  df-ip 15880  df-tset 15881  df-ple 15882  df-ds 15885  df-unif 15886  df-hom 15887  df-cco 15888  df-rest 16004  df-topn 16005  df-0g 16023  df-gsum 16024  df-topgen 16025  df-pt 16026  df-prds 16029  df-xrs 16083  df-qtop 16088  df-imas 16089  df-xps 16091  df-mre 16167  df-mrc 16168  df-acs 16170  df-mgm 17163  df-sgrp 17205  df-mnd 17216  df-submnd 17257  df-mulg 17462  df-cntz 17671  df-cmn 18116  df-psmet 19657  df-xmet 19658  df-met 19659  df-bl 19660  df-mopn 19661  df-fbas 19662  df-fg 19663  df-cnfld 19666  df-top 20621  df-bases 20622  df-topon 20623  df-topsp 20624  df-cld 20733  df-ntr 20734  df-cls 20735  df-nei 20812  df-lp 20850  df-perf 20851  df-cn 20941  df-cnp 20942  df-haus 21029  df-tx 21275  df-hmeo 21468  df-fil 21560  df-fm 21652  df-flim 21653  df-flf 21654  df-xms 22035  df-ms 22036  df-tms 22037  df-cncf 22589  df-limc 23536  df-dv 23537  df-log 24207  df-cxp 24208  df-sgm 24728
This theorem is referenced by:  perfect1  24853
  Copyright terms: Public domain W3C validator