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

Theorem 1sgm2ppw 15975
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 8236 . . 3 1 ∈ ℂ
2 2prm 12849 . . 3 2 ∈ ℙ
3 nnm1nn0 9554 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
4 sgmppw 15972 . . 3 ((1 ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℙ ∧ (𝑁 − 1) ∈ ℕ0) → (1 σ (2↑(𝑁 − 1))) = Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘))
51, 2, 3, 4mp3an12i 1378 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → (1 σ (2↑(𝑁 − 1))) = Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘))
6 2rp 10009 . . . . . 6 2 ∈ ℝ+
7 rpcxp1 15876 . . . . . 6 (2 ∈ ℝ+ → (2↑𝑐1) = 2)
86, 7mp1i 10 . . . . 5 (𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1)) → (2↑𝑐1) = 2)
98oveq1d 6073 . . . 4 (𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1)) → ((2↑𝑐1)↑𝑘) = (2↑𝑘))
109sumeq2i 12074 . . 3 Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘) = Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2↑𝑘)
11 2cn 9325 . . . . 5 2 ∈ ℂ
1211a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
13 1ap2 9462 . . . . . 6 1 # 2
14 apsym 8897 . . . . . . 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 9520 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
1912, 17, 18geoserap 12218 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2↑𝑘) = ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)))
2010, 19eqtrid 2279 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((2↑𝑐1)↑𝑘) = ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)))
21 2nn 9416 . . . . . . 7 2 ∈ ℕ
22 nnexpcl 10938 . . . . . . 7 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (2↑𝑁) ∈ ℕ)
2321, 18, 22sylancr 414 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (2↑𝑁) ∈ ℕ)
2423nncnd 9268 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (2↑𝑁) ∈ ℂ)
25 subcl 8488 . . . . 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 8881 . . . . 5 1 # 0
2928a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → 1 # 0)
3026, 27, 29div2negapd 9096 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (-((2↑𝑁) − 1) / -1) = (((2↑𝑁) − 1) / 1))
31 negsubdi2 8548 . . . . 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 8463 . . . . . 6 -1 = (0 − 1)
34 0cn 8282 . . . . . . 7 0 ∈ ℂ
35 pnpcan 8528 . . . . . . 7 ((1 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((1 + 0) − (1 + 1)) = (0 − 1))
361, 34, 1, 35mp3an 1374 . . . . . 6 ((1 + 0) − (1 + 1)) = (0 − 1)
37 1p0e1 9370 . . . . . . 7 (1 + 0) = 1
38 1p1e2 9371 . . . . . . 7 (1 + 1) = 2
3937, 38oveq12i 6070 . . . . . 6 ((1 + 0) − (1 + 1)) = (1 − 2)
4033, 36, 393eqtr2i 2261 . . . . 5 -1 = (1 − 2)
4140a1i 9 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → -1 = (1 − 2))
4232, 41oveq12d 6076 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (-((2↑𝑁) − 1) / -1) = ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)))
4326div1d 9071 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (((2↑𝑁) − 1) / 1) = ((2↑𝑁) − 1))
4430, 42, 433eqtr3d 2275 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 − (2↑𝑁)) / (1 − 2)) = ((2↑𝑁) − 1))
455, 20, 443eqtrd 2271 1 (𝑁 ∈ ℕ → (1 σ (2↑(𝑁 − 1))) = ((2↑𝑁) − 1))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wb 105   = wceq 1398  wcel 2205   class class class wbr 4114  (class class class)co 6058  cc 8141  0cc0 8143  1c1 8144   + caddc 8146  cmin 8460  -cneg 8461   # cap 8872   / cdiv 8963  cn 9254  2c2 9305  0cn0 9513  +crp 10004  ...cfz 10361  cexp 10924  Σcsu 12063  cprime 12829  𝑐ccxp 15834   σ csgm 15961
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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4230  ax-sep 4233  ax-nul 4241  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559  ax-setind 4664  ax-iinf 4715  ax-cnex 8234  ax-resscn 8235  ax-1cn 8236  ax-1re 8237  ax-icn 8238  ax-addcl 8239  ax-addrcl 8240  ax-mulcl 8241  ax-mulrcl 8242  ax-addcom 8243  ax-mulcom 8244  ax-addass 8245  ax-mulass 8246  ax-distr 8247  ax-i2m1 8248  ax-0lt1 8249  ax-1rid 8250  ax-0id 8251  ax-rnegex 8252  ax-precex 8253  ax-cnre 8254  ax-pre-ltirr 8255  ax-pre-ltwlin 8256  ax-pre-lttrn 8257  ax-pre-apti 8258  ax-pre-ltadd 8259  ax-pre-mulgt0 8260  ax-pre-mulext 8261  ax-arch 8262  ax-caucvg 8263  ax-pre-suploc 8264  ax-addf 8265  ax-mulf 8266
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 839  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rmo 2530  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3046  df-csb 3142  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-nul 3513  df-if 3625  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-op 3703  df-uni 3920  df-int 3955  df-iun 3998  df-disj 4091  df-br 4115  df-opab 4177  df-mpt 4178  df-tr 4214  df-id 4419  df-po 4422  df-iso 4423  df-iord 4492  df-on 4494  df-ilim 4495  df-suc 4497  df-iom 4718  df-xp 4760  df-rel 4761  df-cnv 4762  df-co 4763  df-dm 4764  df-rn 4765  df-res 4766  df-ima 4767  df-iota 5317  df-fun 5359  df-fn 5360  df-f 5361  df-f1 5362  df-fo 5363  df-f1o 5364  df-fv 5365  df-isom 5366  df-riota 6011  df-ov 6061  df-oprab 6062  df-mpo 6063  df-of 6275  df-1st 6347  df-2nd 6348  df-recs 6549  df-irdg 6614  df-frec 6635  df-1o 6660  df-2o 6661  df-oadd 6664  df-er 6780  df-map 6897  df-pm 6898  df-en 6989  df-dom 6990  df-fin 6991  df-sup 7288  df-inf 7289  df-pnf 8326  df-mnf 8327  df-xr 8328  df-ltxr 8329  df-le 8330  df-sub 8462  df-neg 8463  df-reap 8866  df-ap 8873  df-div 8964  df-inn 9255  df-2 9313  df-3 9314  df-4 9315  df-n0 9514  df-xnn0 9581  df-z 9595  df-uz 9872  df-q 9970  df-rp 10005  df-xneg 10124  df-xadd 10125  df-ioo 10244  df-ico 10246  df-icc 10247  df-fz 10362  df-fzo 10499  df-fl 10654  df-mod 10709  df-seqfrec 10834  df-exp 10925  df-fac 11113  df-bc 11135  df-ihash 11164  df-shft 11525  df-cj 11552  df-re 11553  df-im 11554  df-rsqrt 11708  df-abs 11709  df-clim 11989  df-sumdc 12064  df-ef 12359  df-e 12360  df-dvds 12499  df-gcd 12675  df-prm 12830  df-pc 13008  df-rest 13538  df-topgen 13557  df-psmet 14803  df-xmet 14804  df-met 14805  df-bl 14806  df-mopn 14807  df-top 14975  df-topon 14988  df-bases 15020  df-ntr 15073  df-cn 15165  df-cnp 15166  df-tx 15230  df-cncf 15548  df-limced 15633  df-dvap 15634  df-relog 15835  df-rpcxp 15836  df-sgm 15962
This theorem is referenced by:  perfect1  15978  perfectlem1  15979  perfectlem2  15980
  Copyright terms: Public domain W3C validator