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

Theorem incexc2 14358
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 14357 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (#‘ 𝐴) = Σ𝑠 ∈ (𝒫 𝐴 ∖ {∅})((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)))
2 hashcl 12964 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ Fin → (#‘𝐴) ∈ ℕ0)
32ad2antrr 758 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (#‘𝐴) ∈ ℕ0)
43nn0zd 11315 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (#‘𝐴) ∈ ℤ)
5 simpl 472 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → 𝐴 ∈ Fin)
6 elpwi 4117 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ 𝒫 𝐴𝑘𝐴)
7 ssdomg 7865 . . . . . . . . . . . . 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 12985 . . . . . . . . . . 11 (𝑘𝐴 → (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴))
119, 10syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴))
12 fznn 12236 . . . . . . . . . . 11 ((#‘𝐴) ∈ ℤ → ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ ((#‘𝑘) ∈ ℕ ∧ (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴))))
1312rbaibd 947 . . . . . . . . . 10 (((#‘𝐴) ∈ ℤ ∧ (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴)) → ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ (#‘𝑘) ∈ ℕ))
144, 11, 13syl2anc 691 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ (#‘𝑘) ∈ ℕ))
15 ssfi 8043 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑘𝐴) → 𝑘 ∈ Fin)
165, 6, 15syl2an 493 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → 𝑘 ∈ Fin)
17 hashnncl 12973 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ Fin → ((#‘𝑘) ∈ ℕ ↔ 𝑘 ≠ ∅))
1816, 17syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → ((#‘𝑘) ∈ ℕ ↔ 𝑘 ≠ ∅))
1914, 18bitr2d 268 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (𝑘 ≠ ∅ ↔ (#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴))))
20 df-ne 2782 . . . . . . . 8 (𝑘 ≠ ∅ ↔ ¬ 𝑘 = ∅)
21 risset 3044 . . . . . . . 8 ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))𝑛 = (#‘𝑘))
2219, 20, 213bitr3g 301 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (¬ 𝑘 = ∅ ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))𝑛 = (#‘𝑘)))
23 velsn 4141 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ {∅} ↔ 𝑘 = ∅)
2423notbii 309 . . . . . . 7 𝑘 ∈ {∅} ↔ ¬ 𝑘 = ∅)
25 eqcom 2617 . . . . . . . 8 ((#‘𝑘) = 𝑛𝑛 = (#‘𝑘))
2625rexbii 3023 . . . . . . 7 (∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛 ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))𝑛 = (#‘𝑘))
2722, 24, 263bitr4g 302 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (¬ 𝑘 ∈ {∅} ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛))
2827rabbidva 3163 . . . . 5 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ¬ 𝑘 ∈ {∅}} = {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛})
29 dfdif2 3549 . . . . 5 (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) = {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ¬ 𝑘 ∈ {∅}}
30 iunrab 4498 . . . . 5 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} = {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛}
3128, 29, 303eqtr4g 2669 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) = 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛})
3231sumeq1d 14228 . . 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 2644 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (#‘ 𝐴) = Σ𝑠 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)))
34 fzfid 12592 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (1...(#‘𝐴)) ∈ Fin)
35 simpll 786 . . . . 5 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 𝐴 ∈ Fin)
36 pwfi 8122 . . . . 5 (𝐴 ∈ Fin ↔ 𝒫 𝐴 ∈ Fin)
3735, 36sylib 207 . . . 4 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 𝒫 𝐴 ∈ Fin)
38 ssrab2 3650 . . . 4 {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ⊆ 𝒫 𝐴
39 ssfi 8043 . . . 4 ((𝒫 𝐴 ∈ Fin ∧ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ⊆ 𝒫 𝐴) → {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ∈ Fin)
4037, 38, 39sylancl 693 . . 3 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ∈ Fin)
41 fveq2 6088 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑠 → (#‘𝑘) = (#‘𝑠))
4241eqeq1d 2612 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑠 → ((#‘𝑘) = 𝑛 ↔ (#‘𝑠) = 𝑛))
4342elrab 3331 . . . . . . . 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 2949 . . . . 5 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → ∀𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘𝑠) = 𝑛)
4746ralrimiva 2949 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → ∀𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))∀𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘𝑠) = 𝑛)
48 invdisj 4566 . . . 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 6542 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((#‘𝑠) − 1) = (𝑛 − 1))
5150oveq2d 6543 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (-1↑((#‘𝑠) − 1)) = (-1↑(𝑛 − 1)))
5251oveq1d 6542 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = ((-1↑(𝑛 − 1)) · (#‘ 𝑠)))
53 1cnd 9913 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 1 ∈ ℂ)
5453negcld 10231 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → -1 ∈ ℂ)
55 elfznn 12199 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)) → 𝑛 ∈ ℕ)
5655adantl 481 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 𝑛 ∈ ℕ)
57 nnm1nn0 11184 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 − 1) ∈ ℕ0)
5856, 57syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → (𝑛 − 1) ∈ ℕ0)
5954, 58expcld 12828 . . . . . . 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 8116 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → 𝐴 ∈ Fin)
6261ad2antrr 758 . . . . . . . . 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 2688 . . . . . . . . . . . 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 3328 . . . . . . . . . . . . . . . 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 4117 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐴𝑠𝐴)
6967, 68syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠𝐴)
70 ssfi 8043 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑠𝐴) → 𝑠 ∈ Fin)
7165, 69, 70syl2anc 691 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ∈ Fin)
72 hashnncl 12973 . . . . . . . . . . . . 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 221 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ≠ ∅)
75 intssuni 4429 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ≠ ∅ → 𝑠 𝑠)
7674, 75syl 17 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 𝑠)
7769unissd 4393 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 𝐴)
7876, 77sstrd 3578 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 𝐴)
79 ssfi 8043 . . . . . . . . 9 (( 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑠 𝐴) → 𝑠 ∈ Fin)
8062, 78, 79syl2anc 691 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ∈ Fin)
81 hashcl 12964 . . . . . . . 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 11203 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (#‘ 𝑠) ∈ ℂ)
8460, 83mulcld 9917 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((-1↑(𝑛 − 1)) · (#‘ 𝑠)) ∈ ℂ)
8552, 84eqeltrd 2688 . . . 4 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) ∈ ℂ)
8685anasss 677 . . 3 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ (𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛})) → ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) ∈ ℂ)
8734, 40, 49, 86fsumiun 14343 . 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 14230 . . . 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 14307 . . . 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 2647 . . 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 14230 . 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 2648 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 195  wa 383   = wceq 1475  wcel 1977  wne 2780  wral 2896  wrex 2897  {crab 2900  cdif 3537  wss 3540  c0 3874  𝒫 cpw 4108  {csn 4125   cuni 4367   cint 4405   ciun 4450  Disj wdisj 4548   class class class wbr 4578  cfv 5790  (class class class)co 6527  cdom 7817  Fincfn 7819  cc 9791  1c1 9794   · cmul 9798  cle 9932  cmin 10118  -cneg 10119  cn 10870  0cn0 11142  cz 11213  ...cfz 12155  cexp 12680  #chash 12937  Σcsu 14213
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4694  ax-sep 4704  ax-nul 4712  ax-pow 4764  ax-pr 4828  ax-un 6825  ax-inf2 8399  ax-cnex 9849  ax-resscn 9850  ax-1cn 9851  ax-icn 9852  ax-addcl 9853  ax-addrcl 9854  ax-mulcl 9855  ax-mulrcl 9856  ax-mulcom 9857  ax-addass 9858  ax-mulass 9859  ax-distr 9860  ax-i2m1 9861  ax-1ne0 9862  ax-1rid 9863  ax-rnegex 9864  ax-rrecex 9865  ax-cnre 9866  ax-pre-lttri 9867  ax-pre-lttrn 9868  ax-pre-ltadd 9869  ax-pre-mulgt0 9870  ax-pre-sup 9871
This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4368  df-int 4406  df-iun 4452  df-disj 4549  df-br 4579  df-opab 4639  df-mpt 4640  df-tr 4676  df-eprel 4939  df-id 4943  df-po 4949  df-so 4950  df-fr 4987  df-se 4988  df-we 4989  df-xp 5034  df-rel 5035  df-cnv 5036  df-co 5037  df-dm 5038  df-rn 5039  df-res 5040  df-ima 5041  df-pred 5583  df-ord 5629  df-on 5630  df-lim 5631  df-suc 5632  df-iota 5754  df-fun 5792  df-fn 5793  df-f 5794  df-f1 5795  df-fo 5796  df-f1o 5797  df-fv 5798  df-isom 5799  df-riota 6489  df-ov 6530  df-oprab 6531  df-mpt2 6532  df-om 6936  df-1st 7037  df-2nd 7038  df-wrecs 7272  df-recs 7333  df-rdg 7371  df-1o 7425  df-2o 7426  df-oadd 7429  df-er 7607  df-map 7724  df-en 7820  df-dom 7821  df-sdom 7822  df-fin 7823  df-sup 8209  df-oi 8276  df-card 8626  df-cda 8851  df-pnf 9933  df-mnf 9934  df-xr 9935  df-ltxr 9936  df-le 9937  df-sub 10120  df-neg 10121  df-div 10537  df-nn 10871  df-2 10929  df-3 10930  df-n0 11143  df-z 11214  df-uz 11523  df-rp 11668  df-fz 12156  df-fzo 12293  df-seq 12622  df-exp 12681  df-hash 12938  df-cj 13636  df-re 13637  df-im 13638  df-sqrt 13772  df-abs 13773  df-clim 14016  df-sum 14214
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator