MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  1sgmprm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 1sgmprm 25867
Description: The sum of divisors for a prime is 𝑃 + 1 because the only divisors are 1 and 𝑃. (Contributed by Mario Carneiro, 17-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
1sgmprm (𝑃 ∈ ℙ → (1 σ 𝑃) = (𝑃 + 1))

Proof of Theorem 1sgmprm
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ax-1cn 10618 . . 3 1 ∈ ℂ
2 1nn0 11935 . . 3 1 ∈ ℕ0
3 sgmppw 25865 . . 3 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑃 ∈ ℙ ∧ 1 ∈ ℕ0) → (1 σ (𝑃↑1)) = Σ𝑘 ∈ (0...1)((𝑃𝑐1)↑𝑘))
41, 2, 3mp3an13 1450 . 2 (𝑃 ∈ ℙ → (1 σ (𝑃↑1)) = Σ𝑘 ∈ (0...1)((𝑃𝑐1)↑𝑘))
5 prmnn 16055 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
65nncnd 11675 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℂ)
76exp1d 13540 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃↑1) = 𝑃)
87oveq2d 7159 . 2 (𝑃 ∈ ℙ → (1 σ (𝑃↑1)) = (1 σ 𝑃))
96adantr 485 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ (0...1)) → 𝑃 ∈ ℂ)
109cxp1d 25381 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ (0...1)) → (𝑃𝑐1) = 𝑃)
1110oveq1d 7158 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ (0...1)) → ((𝑃𝑐1)↑𝑘) = (𝑃𝑘))
1211sumeq2dv 15093 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...1)((𝑃𝑐1)↑𝑘) = Σ𝑘 ∈ (0...1)(𝑃𝑘))
13 1m1e0 11731 . . . . . . . 8 (1 − 1) = 0
1413oveq2i 7154 . . . . . . 7 (0...(1 − 1)) = (0...0)
1514sumeq1i 15088 . . . . . 6 Σ𝑘 ∈ (0...(1 − 1))(𝑃𝑘) = Σ𝑘 ∈ (0...0)(𝑃𝑘)
16 0z 12016 . . . . . . . 8 0 ∈ ℤ
176exp0d 13539 . . . . . . . . 9 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃↑0) = 1)
1817, 1eqeltrdi 2859 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃↑0) ∈ ℂ)
19 oveq2 7151 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → (𝑃𝑘) = (𝑃↑0))
2019fsum1 15135 . . . . . . . 8 ((0 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑0) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...0)(𝑃𝑘) = (𝑃↑0))
2116, 18, 20sylancr 591 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...0)(𝑃𝑘) = (𝑃↑0))
2221, 17eqtrd 2794 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...0)(𝑃𝑘) = 1)
2315, 22syl5eq 2806 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...(1 − 1))(𝑃𝑘) = 1)
2423, 7oveq12d 7161 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → (Σ𝑘 ∈ (0...(1 − 1))(𝑃𝑘) + (𝑃↑1)) = (1 + 𝑃))
252a1i 11 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → 1 ∈ ℕ0)
26 nn0uz 12305 . . . . . 6 0 = (ℤ‘0)
2725, 26eleqtrdi 2861 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → 1 ∈ (ℤ‘0))
28 elfznn0 13034 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (0...1) → 𝑘 ∈ ℕ0)
29 expcl 13482 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑃𝑘) ∈ ℂ)
306, 28, 29syl2an 599 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ (0...1)) → (𝑃𝑘) ∈ ℂ)
31 oveq2 7151 . . . . 5 (𝑘 = 1 → (𝑃𝑘) = (𝑃↑1))
3227, 30, 31fsumm1 15139 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...1)(𝑃𝑘) = (Σ𝑘 ∈ (0...(1 − 1))(𝑃𝑘) + (𝑃↑1)))
33 addcom 10849 . . . . 5 ((𝑃 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑃 + 1) = (1 + 𝑃))
346, 1, 33sylancl 590 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 + 1) = (1 + 𝑃))
3524, 32, 343eqtr4d 2804 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...1)(𝑃𝑘) = (𝑃 + 1))
3612, 35eqtrd 2794 . 2 (𝑃 ∈ ℙ → Σ𝑘 ∈ (0...1)((𝑃𝑐1)↑𝑘) = (𝑃 + 1))
374, 8, 363eqtr3d 2802 1 (𝑃 ∈ ℙ → (1 σ 𝑃) = (𝑃 + 1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 400   = wceq 1539  wcel 2112  cfv 6328  (class class class)co 7143  cc 10558  0cc0 10560  1c1 10561   + caddc 10563  cmin 10893  0cn0 11919  cz 12005  cuz 12267  ...cfz 12924  cexp 13464  Σcsu 15075  cprime 16052  𝑐ccxp 25231   σ csgm 25765
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2730  ax-rep 5149  ax-sep 5162  ax-nul 5169  ax-pow 5227  ax-pr 5291  ax-un 7452  ax-inf2 9122  ax-cnex 10616  ax-resscn 10617  ax-1cn 10618  ax-icn 10619  ax-addcl 10620  ax-addrcl 10621  ax-mulcl 10622  ax-mulrcl 10623  ax-mulcom 10624  ax-addass 10625  ax-mulass 10626  ax-distr 10627  ax-i2m1 10628  ax-1ne0 10629  ax-1rid 10630  ax-rnegex 10631  ax-rrecex 10632  ax-cnre 10633  ax-pre-lttri 10634  ax-pre-lttrn 10635  ax-pre-ltadd 10636  ax-pre-mulgt0 10637  ax-pre-sup 10638  ax-addf 10639  ax-mulf 10640
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 846  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2071  df-mo 2558  df-eu 2589  df-clab 2737  df-cleq 2751  df-clel 2831  df-nfc 2899  df-ne 2950  df-nel 3054  df-ral 3073  df-rex 3074  df-reu 3075  df-rmo 3076  df-rab 3077  df-v 3409  df-sbc 3694  df-csb 3802  df-dif 3857  df-un 3859  df-in 3861  df-ss 3871  df-pss 3873  df-nul 4222  df-if 4414  df-pw 4489  df-sn 4516  df-pr 4518  df-tp 4520  df-op 4522  df-uni 4792  df-int 4832  df-iun 4878  df-iin 4879  df-br 5026  df-opab 5088  df-mpt 5106  df-tr 5132  df-id 5423  df-eprel 5428  df-po 5436  df-so 5437  df-fr 5476  df-se 5477  df-we 5478  df-xp 5523  df-rel 5524  df-cnv 5525  df-co 5526  df-dm 5527  df-rn 5528  df-res 5529  df-ima 5530  df-pred 6119  df-ord 6165  df-on 6166  df-lim 6167  df-suc 6168  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-isom 6337  df-riota 7101  df-ov 7146  df-oprab 7147  df-mpo 7148  df-of 7398  df-om 7573  df-1st 7686  df-2nd 7687  df-supp 7829  df-wrecs 7950  df-recs 8011  df-rdg 8049  df-1o 8105  df-2o 8106  df-oadd 8109  df-er 8292  df-map 8411  df-pm 8412  df-ixp 8473  df-en 8521  df-dom 8522  df-sdom 8523  df-fin 8524  df-fsupp 8852  df-fi 8893  df-sup 8924  df-inf 8925  df-oi 8992  df-card 9386  df-pnf 10700  df-mnf 10701  df-xr 10702  df-ltxr 10703  df-le 10704  df-sub 10895  df-neg 10896  df-div 11321  df-nn 11660  df-2 11722  df-3 11723  df-4 11724  df-5 11725  df-6 11726  df-7 11727  df-8 11728  df-9 11729  df-n0 11920  df-z 12006  df-dec 12123  df-uz 12268  df-q 12374  df-rp 12416  df-xneg 12533  df-xadd 12534  df-xmul 12535  df-ioo 12768  df-ioc 12769  df-ico 12770  df-icc 12771  df-fz 12925  df-fzo 13068  df-fl 13196  df-mod 13272  df-seq 13404  df-exp 13465  df-fac 13669  df-bc 13698  df-hash 13726  df-shft 14459  df-cj 14491  df-re 14492  df-im 14493  df-sqrt 14627  df-abs 14628  df-limsup 14861  df-clim 14878  df-rlim 14879  df-sum 15076  df-ef 15454  df-sin 15456  df-cos 15457  df-pi 15459  df-dvds 15641  df-gcd 15879  df-prm 16053  df-pc 16214  df-struct 16528  df-ndx 16529  df-slot 16530  df-base 16532  df-sets 16533  df-ress 16534  df-plusg 16621  df-mulr 16622  df-starv 16623  df-sca 16624  df-vsca 16625  df-ip 16626  df-tset 16627  df-ple 16628  df-ds 16630  df-unif 16631  df-hom 16632  df-cco 16633  df-rest 16739  df-topn 16740  df-0g 16758  df-gsum 16759  df-topgen 16760  df-pt 16761  df-prds 16764  df-xrs 16818  df-qtop 16823  df-imas 16824  df-xps 16826  df-mre 16900  df-mrc 16901  df-acs 16903  df-mgm 17903  df-sgrp 17952  df-mnd 17963  df-submnd 18008  df-mulg 18277  df-cntz 18499  df-cmn 18960  df-psmet 20143  df-xmet 20144  df-met 20145  df-bl 20146  df-mopn 20147  df-fbas 20148  df-fg 20149  df-cnfld 20152  df-top 21579  df-topon 21596  df-topsp 21618  df-bases 21631  df-cld 21704  df-ntr 21705  df-cls 21706  df-nei 21783  df-lp 21821  df-perf 21822  df-cn 21912  df-cnp 21913  df-haus 22000  df-tx 22247  df-hmeo 22440  df-fil 22531  df-fm 22623  df-flim 22624  df-flf 22625  df-xms 23007  df-ms 23008  df-tms 23009  df-cncf 23564  df-limc 24550  df-dv 24551  df-log 25232  df-cxp 25233  df-sgm 25771
This theorem is referenced by:  perfect1  25896
  Copyright terms: Public domain W3C validator