MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  incexc2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem incexc2 14614
Description: The inclusion/exclusion principle for counting the elements of a finite union of finite sets. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Aug-2017.)
Assertion
Ref Expression
incexc2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (#‘ 𝐴) = Σ𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))((-1↑(𝑛 − 1)) · Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘ 𝑠)))
Distinct variable group:   𝑘,𝑛,𝑠,𝐴

Proof of Theorem incexc2
StepHypRef Expression
1 incexc 14613 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (#‘ 𝐴) = Σ𝑠 ∈ (𝒫 𝐴 ∖ {∅})((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)))
2 hashcl 13185 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ Fin → (#‘𝐴) ∈ ℕ0)
32ad2antrr 762 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (#‘𝐴) ∈ ℕ0)
43nn0zd 11518 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (#‘𝐴) ∈ ℤ)
5 simpl 472 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → 𝐴 ∈ Fin)
6 elpwi 4201 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ 𝒫 𝐴𝑘𝐴)
7 ssdomg 8043 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ Fin → (𝑘𝐴𝑘𝐴))
87imp 444 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑘𝐴) → 𝑘𝐴)
95, 6, 8syl2an 493 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → 𝑘𝐴)
10 hashdomi 13207 . . . . . . . . . . 11 (𝑘𝐴 → (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴))
119, 10syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴))
12 fznn 12446 . . . . . . . . . . 11 ((#‘𝐴) ∈ ℤ → ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ ((#‘𝑘) ∈ ℕ ∧ (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴))))
1312rbaibd 969 . . . . . . . . . 10 (((#‘𝐴) ∈ ℤ ∧ (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴)) → ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ (#‘𝑘) ∈ ℕ))
144, 11, 13syl2anc 694 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ (#‘𝑘) ∈ ℕ))
15 ssfi 8221 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑘𝐴) → 𝑘 ∈ Fin)
165, 6, 15syl2an 493 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → 𝑘 ∈ Fin)
17 hashnncl 13195 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ Fin → ((#‘𝑘) ∈ ℕ ↔ 𝑘 ≠ ∅))
1816, 17syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → ((#‘𝑘) ∈ ℕ ↔ 𝑘 ≠ ∅))
1914, 18bitr2d 269 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (𝑘 ≠ ∅ ↔ (#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴))))
20 df-ne 2824 . . . . . . . 8 (𝑘 ≠ ∅ ↔ ¬ 𝑘 = ∅)
21 risset 3091 . . . . . . . 8 ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))𝑛 = (#‘𝑘))
2219, 20, 213bitr3g 302 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (¬ 𝑘 = ∅ ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))𝑛 = (#‘𝑘)))
23 velsn 4226 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ {∅} ↔ 𝑘 = ∅)
2423notbii 309 . . . . . . 7 𝑘 ∈ {∅} ↔ ¬ 𝑘 = ∅)
25 eqcom 2658 . . . . . . . 8 ((#‘𝑘) = 𝑛𝑛 = (#‘𝑘))
2625rexbii 3070 . . . . . . 7 (∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛 ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))𝑛 = (#‘𝑘))
2722, 24, 263bitr4g 303 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (¬ 𝑘 ∈ {∅} ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛))
2827rabbidva 3219 . . . . 5 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ¬ 𝑘 ∈ {∅}} = {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛})
29 dfdif2 3616 . . . . 5 (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) = {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ¬ 𝑘 ∈ {∅}}
30 iunrab 4599 . . . . 5 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} = {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛}
3128, 29, 303eqtr4g 2710 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) = 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛})
3231sumeq1d 14475 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → Σ𝑠 ∈ (𝒫 𝐴 ∖ {∅})((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = Σ𝑠 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)))
331, 32eqtrd 2685 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (#‘ 𝐴) = Σ𝑠 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)))
34 fzfid 12812 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (1...(#‘𝐴)) ∈ Fin)
35 simpll 805 . . . . 5 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 𝐴 ∈ Fin)
36 pwfi 8302 . . . . 5 (𝐴 ∈ Fin ↔ 𝒫 𝐴 ∈ Fin)
3735, 36sylib 208 . . . 4 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 𝒫 𝐴 ∈ Fin)
38 ssrab2 3720 . . . 4 {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ⊆ 𝒫 𝐴
39 ssfi 8221 . . . 4 ((𝒫 𝐴 ∈ Fin ∧ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ⊆ 𝒫 𝐴) → {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ∈ Fin)
4037, 38, 39sylancl 695 . . 3 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ∈ Fin)
41 fveq2 6229 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑠 → (#‘𝑘) = (#‘𝑠))
4241eqeq1d 2653 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑠 → ((#‘𝑘) = 𝑛 ↔ (#‘𝑠) = 𝑛))
4342elrab 3396 . . . . . . . 8 (𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ↔ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (#‘𝑠) = 𝑛))
4443simprbi 479 . . . . . . 7 (𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} → (#‘𝑠) = 𝑛)
4544adantl 481 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (#‘𝑠) = 𝑛)
4645ralrimiva 2995 . . . . 5 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → ∀𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘𝑠) = 𝑛)
4746ralrimiva 2995 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → ∀𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))∀𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘𝑠) = 𝑛)
48 invdisj 4670 . . . 4 (∀𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))∀𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘𝑠) = 𝑛Disj 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛})
4947, 48syl 17 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → Disj 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛})
5045oveq1d 6705 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((#‘𝑠) − 1) = (𝑛 − 1))
5150oveq2d 6706 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (-1↑((#‘𝑠) − 1)) = (-1↑(𝑛 − 1)))
5251oveq1d 6705 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = ((-1↑(𝑛 − 1)) · (#‘ 𝑠)))
53 1cnd 10094 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 1 ∈ ℂ)
5453negcld 10417 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → -1 ∈ ℂ)
55 elfznn 12408 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)) → 𝑛 ∈ ℕ)
5655adantl 481 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 𝑛 ∈ ℕ)
57 nnm1nn0 11372 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 − 1) ∈ ℕ0)
5856, 57syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → (𝑛 − 1) ∈ ℕ0)
5954, 58expcld 13048 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → (-1↑(𝑛 − 1)) ∈ ℂ)
6059adantr 480 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (-1↑(𝑛 − 1)) ∈ ℂ)
61 unifi 8296 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → 𝐴 ∈ Fin)
6261ad2antrr 762 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝐴 ∈ Fin)
6356adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑛 ∈ ℕ)
6445, 63eqeltrd 2730 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (#‘𝑠) ∈ ℕ)
6535adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝐴 ∈ Fin)
66 elrabi 3391 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐴)
6766adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐴)
68 elpwi 4201 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐴𝑠𝐴)
6967, 68syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠𝐴)
70 ssfi 8221 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑠𝐴) → 𝑠 ∈ Fin)
7165, 69, 70syl2anc 694 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ∈ Fin)
72 hashnncl 13195 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ Fin → ((#‘𝑠) ∈ ℕ ↔ 𝑠 ≠ ∅))
7371, 72syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((#‘𝑠) ∈ ℕ ↔ 𝑠 ≠ ∅))
7464, 73mpbid 222 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ≠ ∅)
75 intssuni 4531 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ≠ ∅ → 𝑠 𝑠)
7674, 75syl 17 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 𝑠)
7769unissd 4494 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 𝐴)
7876, 77sstrd 3646 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 𝐴)
79 ssfi 8221 . . . . . . . . 9 (( 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑠 𝐴) → 𝑠 ∈ Fin)
8062, 78, 79syl2anc 694 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ∈ Fin)
81 hashcl 13185 . . . . . . . 8 ( 𝑠 ∈ Fin → (#‘ 𝑠) ∈ ℕ0)
8280, 81syl 17 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (#‘ 𝑠) ∈ ℕ0)
8382nn0cnd 11391 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (#‘ 𝑠) ∈ ℂ)
8460, 83mulcld 10098 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((-1↑(𝑛 − 1)) · (#‘ 𝑠)) ∈ ℂ)
8552, 84eqeltrd 2730 . . . 4 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) ∈ ℂ)
8685anasss 680 . . 3 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ (𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛})) → ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) ∈ ℂ)
8734, 40, 49, 86fsumiun 14597 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → Σ𝑠 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = Σ𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)))
8852sumeq2dv 14477 . . . 4 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑(𝑛 − 1)) · (#‘ 𝑠)))
8940, 59, 83fsummulc2 14560 . . . 4 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → ((-1↑(𝑛 − 1)) · Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘ 𝑠)) = Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑(𝑛 − 1)) · (#‘ 𝑠)))
9088, 89eqtr4d 2688 . . 3 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = ((-1↑(𝑛 − 1)) · Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘ 𝑠)))
9190sumeq2dv 14477 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → Σ𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = Σ𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))((-1↑(𝑛 − 1)) · Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘ 𝑠)))
9233, 87, 913eqtrd 2689 1 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (#‘ 𝐴) = Σ𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))((-1↑(𝑛 − 1)) · Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘ 𝑠)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  wne 2823  wral 2941  wrex 2942  {crab 2945  cdif 3604  wss 3607  c0 3948  𝒫 cpw 4191  {csn 4210   cuni 4468   cint 4507   ciun 4552  Disj wdisj 4652   class class class wbr 4685  cfv 5926  (class class class)co 6690  cdom 7995  Fincfn 7997  cc 9972  1c1 9975   · cmul 9979  cle 10113  cmin 10304  -cneg 10305  cn 11058  0cn0 11330  cz 11415  ...cfz 12364  cexp 12900  #chash 13157  Σcsu 14460
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-disj 4653  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-oi 8456  df-card 8803  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-n0 11331  df-xnn0 11402  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-seq 12842  df-exp 12901  df-hash 13158  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-clim 14263  df-sum 14461
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator