ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  1sgm2ppw GIF version

Theorem 1sgm2ppw 16301
Description: The sum of the divisors of 2↑(𝑁 − 1). (Contributed by Mario Carneiro, 17-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
1sgm2ppw (𝑁 ∈ ℕ → (1 σ (2↑(𝑁 − 1))) = ((2↑𝑁) − 1))

Proof of Theorem 1sgm2ppw
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ax-1cn 8279 . . 3 1 ∈ ℂ
2 2prm 12931 . . 3 2 ∈ ℙ
3 nnm1nn0 9616 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
4 sgmppw 16298 . . 3 ((1 ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℙ ∧ (𝑁 − 1) ∈ ℕ0) → (1 σ (2↑(𝑁 − 1))) = Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘))
51, 2, 3, 4mp3an12i 1382 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → (1 σ (2↑(𝑁 − 1))) = Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘))
6 2rp 10077 . . . . . 6 2 ∈ ℝ+
7 rpcxp1 16144 . . . . . 6 (2 ∈ ℝ+ → (2↑𝑐1) = 2)
86, 7mp1i 10 . . . . 5 (𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1)) → (2↑𝑐1) = 2)
98oveq1d 6103 . . . 4 (𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1)) → ((2↑𝑐1)↑𝑘) = (2↑𝑘))
109sumeq2i 12156 . . 3 Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘) = Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2↑𝑘)
11 2cn 9385 . . . . 5 2 ∈ ℂ
1211a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
13 1ap2 9524 . . . . . 6 1 # 2
14 apsym 8943 . . . . . . 7 ((1 ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ) → (1 # 2 ↔ 2 # 1))
151, 11, 14mp2an 430 . . . . . 6 (1 # 2 ↔ 2 # 1)
1613, 15mpbi 145 . . . . 5 2 # 1
1716a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 2 # 1)
18 nnnn0 9582 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
1912, 17, 18geoserap 12300 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2↑𝑘) = ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)))
2010, 19eqtrid 2283 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘) = ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)))
21 2nn 9478 . . . . . . 7 2 ∈ ℕ
22 nnexpcl 11011 . . . . . . 7 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (2↑𝑁) ∈ ℕ)
2321, 18, 22sylancr 418 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (2↑𝑁) ∈ ℕ)
2423nncnd 9328 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (2↑𝑁) ∈ ℂ)
25 subcl 8533 . . . . 5 (((2↑𝑁) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((2↑𝑁) − 1) ∈ ℂ)
2624, 1, 25sylancl 417 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → ((2↑𝑁) − 1) ∈ ℂ)
271a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ)
28 1ap0 8927 . . . . 5 1 # 0
2928a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 1 # 0)
3026, 27, 29div2negapd 9144 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ( -((2↑𝑁) − 1) / -1) = (((2↑𝑁) − 1) / 1))
31 negsubdi2 8593 . . . . 5 (((2↑𝑁) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → -((2↑𝑁) − 1) = (1 − (2↑𝑁)))
3224, 1, 31sylancl 417 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → -((2↑𝑁) − 1) = (1 − (2↑𝑁)))
33 df-neg 8508 . . . . . 6 -1 = (0 − 1)
34 0cn 8325 . . . . . . 7 0 ∈ ℂ
35 pnpcan 8573 . . . . . . 7 ((1 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((1 + 0) − (1 + 1)) = (0 − 1))
361, 34, 1, 35mp3an 1378 . . . . . 6 ((1 + 0) − (1 + 1)) = (0 − 1)
37 1p0e1 9430 . . . . . . 7 (1 + 0) = 1
38 1p1e2 9431 . . . . . . 7 (1 + 1) = 2
3937, 38oveq12i 6100 . . . . . 6 ((1 + 0) − (1 + 1)) = (1 − 2)
4033, 36, 393eqtr2i 2265 . . . . 5 -1 = (1 − 2)
4140a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → -1 = (1 − 2))
4232, 41oveq12d 6106 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ( -((2↑𝑁) − 1) / -1) = ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)))
4326div1d 9119 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (((2↑𝑁) − 1) / 1) = ((2↑𝑁) − 1))
4430, 42, 433eqtr3d 2279 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)) = ((2↑𝑁) − 1))
455, 20, 443eqtrd 2275 1 (𝑁 ∈ ℕ → (1 σ (2↑(𝑁 − 1))) = ((2↑𝑁) − 1))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 105   = wceq 1402   ∈ wcel 2209   class class class wbr 4131  (class class class)co 6088  ℂcc 8184  0cc0 8186  1c1 8187   + caddc 8189   − cmin 8505   -cneg 8506   # cap 8918   / cdiv 9011  ℕcn 9314  2c2 9365  ℕ0cn0 9575  ℝ+crp 10072  ...cfz 10429  ↑cexp 10997  Σcsu 12145  ℙcprime 12911  ↑𝑐ccxp 16098   σ csgm 16247
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8277  ax-resscn 8278  ax-1cn 8279  ax-1re 8280  ax-icn 8281  ax-addcl 8282  ax-addrcl 8283  ax-mulcl 8284  ax-mulrcl 8285  ax-addcom 8286  ax-mulcom 8287  ax-addass 8288  ax-mulass 8289  ax-distr 8290  ax-i2m1 8291  ax-0lt1 8292  ax-1rid 8293  ax-0id 8294  ax-rnegex 8295  ax-precex 8296  ax-cnre 8297  ax-pre-ltirr 8298  ax-pre-ltwlin 8299  ax-pre-lttrn 8300  ax-pre-apti 8301  ax-pre-ltadd 8302  ax-pre-mulgt0 8303  ax-pre-mulext 8304  ax-arch 8305  ax-caucvg 8306  ax-pre-suploc 8307  ax-addf 8308  ax-mulf 8309
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-disj 4107  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-po 4443  df-iso 4444  df-iord 4513  df-on 4515  df-ilim 4516  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-isom 5389  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-of 6305  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-recs 6580  df-irdg 6645  df-frec 6666  df-1o 6691  df-2o 6692  df-oadd 6695  df-er 6811  df-map 6928  df-pm 6929  df-en 7028  df-dom 7029  df-fin 7030  df-sup 7331  df-inf 7332  df-pnf 8369  df-mnf 8370  df-xr 8371  df-ltxr 8372  df-le 8373  df-sub 8507  df-neg 8508  df-reap 8912  df-ap 8919  df-div 9012  df-inn 9315  df-2 9373  df-3 9374  df-4 9375  df-n0 9576  df-xnn0 9643  df-z 9657  df-uz 9939  df-q 10037  df-rp 10073  df-xneg 10192  df-xadd 10193  df-ioo 10312  df-ico 10314  df-icc 10315  df-fz 10430  df-fzo 10568  df-fl 10723  df-mod 10782  df-seqfrec 10907  df-exp 10998  df-fac 11187  df-bc 11209  df-ihash 11238  df-shft 11603  df-cj 11630  df-re 11631  df-im 11632  df-rsqrt 11787  df-abs 11788  df-clim 12071  df-sumdc 12146  df-ef 12441  df-e 12442  df-dvds 12581  df-gcd 12757  df-prm 12912  df-pc 13094  df-rest 13655  df-topgen 13674  df-psmet 14990  df-xmet 14991  df-met 14992  df-bl 14993  df-mopn 14994  df-top 15236  df-topon 15249  df-bases 15281  df-ntr 15334  df-cn 15426  df-cnp 15427  df-tx 15491  df-cncf 15809  df-limced 15894  df-dvap 15895  df-relog 16099  df-rpcxp 16100  df-sgm 16250
This theorem is used by:  perfect1  16310  perfectlem1  16311  perfectlem2  16312
  Copyright terms: Public domain W3C validator