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

Theorem 1sgm2ppw 15654
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 8080 . . 3 1 ∈ ℂ
2 2prm 12635 . . 3 2 ∈ ℙ
3 nnm1nn0 9398 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
4 sgmppw 15651 . . 3 ((1 ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℙ ∧ (𝑁 − 1) ∈ ℕ0) → (1 σ (2↑(𝑁 − 1))) = Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘))
51, 2, 3, 4mp3an12i 1375 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → (1 σ (2↑(𝑁 − 1))) = Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘))
6 2rp 9842 . . . . . 6 2 ∈ ℝ+
7 rpcxp1 15558 . . . . . 6 (2 ∈ ℝ+ → (2↑𝑐1) = 2)
86, 7mp1i 10 . . . . 5 (𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1)) → (2↑𝑐1) = 2)
98oveq1d 6009 . . . 4 (𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1)) → ((2↑𝑐1)↑𝑘) = (2↑𝑘))
109sumeq2i 11861 . . 3 Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘) = Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2↑𝑘)
11 2cn 9169 . . . . 5 2 ∈ ℂ
1211a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
13 1ap2 9306 . . . . . 6 1 # 2
14 apsym 8741 . . . . . . 7 ((1 ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ) → (1 # 2 ↔ 2 # 1))
151, 11, 14mp2an 426 . . . . . 6 (1 # 2 ↔ 2 # 1)
1613, 15mpbi 145 . . . . 5 2 # 1
1716a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 2 # 1)
18 nnnn0 9364 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
1912, 17, 18geoserap 12004 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2↑𝑘) = ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)))
2010, 19eqtrid 2274 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘) = ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)))
21 2nn 9260 . . . . . . 7 2 ∈ ℕ
22 nnexpcl 10761 . . . . . . 7 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (2↑𝑁) ∈ ℕ)
2321, 18, 22sylancr 414 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (2↑𝑁) ∈ ℕ)
2423nncnd 9112 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (2↑𝑁) ∈ ℂ)
25 subcl 8333 . . . . 5 (((2↑𝑁) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((2↑𝑁) − 1) ∈ ℂ)
2624, 1, 25sylancl 413 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → ((2↑𝑁) − 1) ∈ ℂ)
271a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ)
28 1ap0 8725 . . . . 5 1 # 0
2928a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 1 # 0)
3026, 27, 29div2negapd 8940 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (-((2↑𝑁) − 1) / -1) = (((2↑𝑁) − 1) / 1))
31 negsubdi2 8393 . . . . 5 (((2↑𝑁) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → -((2↑𝑁) − 1) = (1 − (2↑𝑁)))
3224, 1, 31sylancl 413 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → -((2↑𝑁) − 1) = (1 − (2↑𝑁)))
33 df-neg 8308 . . . . . 6 -1 = (0 − 1)
34 0cn 8126 . . . . . . 7 0 ∈ ℂ
35 pnpcan 8373 . . . . . . 7 ((1 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((1 + 0) − (1 + 1)) = (0 − 1))
361, 34, 1, 35mp3an 1371 . . . . . 6 ((1 + 0) − (1 + 1)) = (0 − 1)
37 1p0e1 9214 . . . . . . 7 (1 + 0) = 1
38 1p1e2 9215 . . . . . . 7 (1 + 1) = 2
3937, 38oveq12i 6006 . . . . . 6 ((1 + 0) − (1 + 1)) = (1 − 2)
4033, 36, 393eqtr2i 2256 . . . . 5 -1 = (1 − 2)
4140a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → -1 = (1 − 2))
4232, 41oveq12d 6012 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (-((2↑𝑁) − 1) / -1) = ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)))
4326div1d 8915 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (((2↑𝑁) − 1) / 1) = ((2↑𝑁) − 1))
4430, 42, 433eqtr3d 2270 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)) = ((2↑𝑁) − 1))
455, 20, 443eqtrd 2266 1 (𝑁 ∈ ℕ → (1 σ (2↑(𝑁 − 1))) = ((2↑𝑁) − 1))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wb 105   = wceq 1395  wcel 2200   class class class wbr 4082  (class class class)co 5994  cc 7985  0cc0 7987  1c1 7988   + caddc 7990  cmin 8305  -cneg 8306   # cap 8716   / cdiv 8807  cn 9098  2c2 9149  0cn0 9357  +crp 9837  ...cfz 10192  cexp 10747  Σcsu 11850  cprime 12615  𝑐ccxp 15516   σ csgm 15640
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4198  ax-sep 4201  ax-nul 4209  ax-pow 4257  ax-pr 4292  ax-un 4521  ax-setind 4626  ax-iinf 4677  ax-cnex 8078  ax-resscn 8079  ax-1cn 8080  ax-1re 8081  ax-icn 8082  ax-addcl 8083  ax-addrcl 8084  ax-mulcl 8085  ax-mulrcl 8086  ax-addcom 8087  ax-mulcom 8088  ax-addass 8089  ax-mulass 8090  ax-distr 8091  ax-i2m1 8092  ax-0lt1 8093  ax-1rid 8094  ax-0id 8095  ax-rnegex 8096  ax-precex 8097  ax-cnre 8098  ax-pre-ltirr 8099  ax-pre-ltwlin 8100  ax-pre-lttrn 8101  ax-pre-apti 8102  ax-pre-ltadd 8103  ax-pre-mulgt0 8104  ax-pre-mulext 8105  ax-arch 8106  ax-caucvg 8107  ax-pre-suploc 8108  ax-addf 8109  ax-mulf 8110
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 836  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-if 3603  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3888  df-int 3923  df-iun 3966  df-disj 4059  df-br 4083  df-opab 4145  df-mpt 4146  df-tr 4182  df-id 4381  df-po 4384  df-iso 4385  df-iord 4454  df-on 4456  df-ilim 4457  df-suc 4459  df-iom 4680  df-xp 4722  df-rel 4723  df-cnv 4724  df-co 4725  df-dm 4726  df-rn 4727  df-res 4728  df-ima 4729  df-iota 5274  df-fun 5316  df-fn 5317  df-f 5318  df-f1 5319  df-fo 5320  df-f1o 5321  df-fv 5322  df-isom 5323  df-riota 5947  df-ov 5997  df-oprab 5998  df-mpo 5999  df-of 6208  df-1st 6276  df-2nd 6277  df-recs 6441  df-irdg 6506  df-frec 6527  df-1o 6552  df-2o 6553  df-oadd 6556  df-er 6670  df-map 6787  df-pm 6788  df-en 6878  df-dom 6879  df-fin 6880  df-sup 7139  df-inf 7140  df-pnf 8171  df-mnf 8172  df-xr 8173  df-ltxr 8174  df-le 8175  df-sub 8307  df-neg 8308  df-reap 8710  df-ap 8717  df-div 8808  df-inn 9099  df-2 9157  df-3 9158  df-4 9159  df-n0 9358  df-xnn0 9421  df-z 9435  df-uz 9711  df-q 9803  df-rp 9838  df-xneg 9956  df-xadd 9957  df-ioo 10076  df-ico 10078  df-icc 10079  df-fz 10193  df-fzo 10327  df-fl 10477  df-mod 10532  df-seqfrec 10657  df-exp 10748  df-fac 10935  df-bc 10957  df-ihash 10985  df-shft 11312  df-cj 11339  df-re 11340  df-im 11341  df-rsqrt 11495  df-abs 11496  df-clim 11776  df-sumdc 11851  df-ef 12145  df-e 12146  df-dvds 12285  df-gcd 12461  df-prm 12616  df-pc 12794  df-rest 13260  df-topgen 13279  df-psmet 14492  df-xmet 14493  df-met 14494  df-bl 14495  df-mopn 14496  df-top 14657  df-topon 14670  df-bases 14702  df-ntr 14755  df-cn 14847  df-cnp 14848  df-tx 14912  df-cncf 15230  df-limced 15315  df-dvap 15316  df-relog 15517  df-rpcxp 15518  df-sgm 15641
This theorem is referenced by:  perfect1  15657  perfectlem1  15658  perfectlem2  15659
  Copyright terms: Public domain W3C validator