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

Theorem bpolyval 16035
Description: The value of the Bernoulli polynomials. (Contributed by Scott Fenton, 16-May-2014.)
Assertion
Ref Expression
bpolyval ((๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„‚) โ†’ (๐‘ BernPoly ๐‘‹) = ((๐‘‹โ†‘๐‘) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1))((๐‘C๐‘˜) ยท ((๐‘˜ BernPoly ๐‘‹) / ((๐‘ โˆ’ ๐‘˜) + 1)))))
Distinct variable groups:   ๐‘˜,๐‘   ๐‘˜,๐‘‹

Proof of Theorem bpolyval
Dummy variables ๐‘” ๐‘š ๐‘› ๐‘ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fvex 6915 . . . . . 6 (โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆˆ V
2 oveq2 7434 . . . . . . 7 (๐‘› = (โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โ†’ (๐‘‹โ†‘๐‘›) = (๐‘‹โ†‘(โ™ฏโ€˜dom ๐‘)))
3 oveq1 7433 . . . . . . . . 9 (๐‘› = (โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โ†’ (๐‘›C๐‘š) = ((โ™ฏโ€˜dom ๐‘)C๐‘š))
4 oveq1 7433 . . . . . . . . . . 11 (๐‘› = (โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โ†’ (๐‘› โˆ’ ๐‘š) = ((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š))
54oveq1d 7441 . . . . . . . . . 10 (๐‘› = (โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โ†’ ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1) = (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1))
65oveq2d 7442 . . . . . . . . 9 (๐‘› = (โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โ†’ ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1)) = ((๐‘โ€˜๐‘š) / (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1)))
73, 6oveq12d 7444 . . . . . . . 8 (๐‘› = (โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โ†’ ((๐‘›C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1))) = (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘)C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1))))
87sumeq2sdv 15692 . . . . . . 7 (๐‘› = (โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โ†’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘((๐‘›C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1))) = ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘(((โ™ฏโ€˜dom ๐‘)C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1))))
92, 8oveq12d 7444 . . . . . 6 (๐‘› = (โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โ†’ ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘((๐‘›C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1)))) = ((๐‘‹โ†‘(โ™ฏโ€˜dom ๐‘)) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘(((โ™ฏโ€˜dom ๐‘)C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1)))))
101, 9csbie 3930 . . . . 5 โฆ‹(โ™ฏโ€˜dom ๐‘) / ๐‘›โฆŒ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘((๐‘›C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1)))) = ((๐‘‹โ†‘(โ™ฏโ€˜dom ๐‘)) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘(((โ™ฏโ€˜dom ๐‘)C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1))))
11 oveq2 7434 . . . . . . . . . 10 (๐‘š = ๐‘˜ โ†’ (๐‘›C๐‘š) = (๐‘›C๐‘˜))
12 fveq2 6902 . . . . . . . . . . 11 (๐‘š = ๐‘˜ โ†’ (๐‘โ€˜๐‘š) = (๐‘โ€˜๐‘˜))
13 oveq2 7434 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘š = ๐‘˜ โ†’ (๐‘› โˆ’ ๐‘š) = (๐‘› โˆ’ ๐‘˜))
1413oveq1d 7441 . . . . . . . . . . 11 (๐‘š = ๐‘˜ โ†’ ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1) = ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1))
1512, 14oveq12d 7444 . . . . . . . . . 10 (๐‘š = ๐‘˜ โ†’ ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1)) = ((๐‘โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)))
1611, 15oveq12d 7444 . . . . . . . . 9 (๐‘š = ๐‘˜ โ†’ ((๐‘›C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1))) = ((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1))))
1716cbvsumv 15684 . . . . . . . 8 ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘((๐‘›C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1))) = ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)))
18 dmeq 5910 . . . . . . . . 9 (๐‘ = ๐‘” โ†’ dom ๐‘ = dom ๐‘”)
19 fveq1 6901 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ = ๐‘” โ†’ (๐‘โ€˜๐‘˜) = (๐‘”โ€˜๐‘˜))
2019oveq1d 7441 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ = ๐‘” โ†’ ((๐‘โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)) = ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)))
2120oveq2d 7442 . . . . . . . . . 10 (๐‘ = ๐‘” โ†’ ((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1))) = ((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1))))
2221adantr 479 . . . . . . . . 9 ((๐‘ = ๐‘” โˆง ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘) โ†’ ((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1))) = ((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1))))
2318, 22sumeq12dv 15694 . . . . . . . 8 (๐‘ = ๐‘” โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1))) = ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘”((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1))))
2417, 23eqtrid 2780 . . . . . . 7 (๐‘ = ๐‘” โ†’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘((๐‘›C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1))) = ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘”((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1))))
2524oveq2d 7442 . . . . . 6 (๐‘ = ๐‘” โ†’ ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘((๐‘›C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1)))) = ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘”((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)))))
2625csbeq2dv 3901 . . . . 5 (๐‘ = ๐‘” โ†’ โฆ‹(โ™ฏโ€˜dom ๐‘) / ๐‘›โฆŒ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘((๐‘›C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘š) + 1)))) = โฆ‹(โ™ฏโ€˜dom ๐‘) / ๐‘›โฆŒ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘”((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)))))
2710, 26eqtr3id 2782 . . . 4 (๐‘ = ๐‘” โ†’ ((๐‘‹โ†‘(โ™ฏโ€˜dom ๐‘)) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘(((โ™ฏโ€˜dom ๐‘)C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1)))) = โฆ‹(โ™ฏโ€˜dom ๐‘) / ๐‘›โฆŒ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘”((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)))))
2818fveq2d 6906 . . . . 5 (๐‘ = ๐‘” โ†’ (โ™ฏโ€˜dom ๐‘) = (โ™ฏโ€˜dom ๐‘”))
2928csbeq1d 3898 . . . 4 (๐‘ = ๐‘” โ†’ โฆ‹(โ™ฏโ€˜dom ๐‘) / ๐‘›โฆŒ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘”((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)))) = โฆ‹(โ™ฏโ€˜dom ๐‘”) / ๐‘›โฆŒ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘”((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)))))
3027, 29eqtrd 2768 . . 3 (๐‘ = ๐‘” โ†’ ((๐‘‹โ†‘(โ™ฏโ€˜dom ๐‘)) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘(((โ™ฏโ€˜dom ๐‘)C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1)))) = โฆ‹(โ™ฏโ€˜dom ๐‘”) / ๐‘›โฆŒ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘”((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)))))
3130cbvmptv 5265 . 2 (๐‘ โˆˆ V โ†ฆ ((๐‘‹โ†‘(โ™ฏโ€˜dom ๐‘)) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘(((โ™ฏโ€˜dom ๐‘)C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1))))) = (๐‘” โˆˆ V โ†ฆ โฆ‹(โ™ฏโ€˜dom ๐‘”) / ๐‘›โฆŒ((๐‘‹โ†‘๐‘›) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ dom ๐‘”((๐‘›C๐‘˜) ยท ((๐‘”โ€˜๐‘˜) / ((๐‘› โˆ’ ๐‘˜) + 1)))))
32 eqid 2728 . 2 wrecs( < , โ„•0, (๐‘ โˆˆ V โ†ฆ ((๐‘‹โ†‘(โ™ฏโ€˜dom ๐‘)) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘(((โ™ฏโ€˜dom ๐‘)C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1)))))) = wrecs( < , โ„•0, (๐‘ โˆˆ V โ†ฆ ((๐‘‹โ†‘(โ™ฏโ€˜dom ๐‘)) โˆ’ ฮฃ๐‘š โˆˆ dom ๐‘(((โ™ฏโ€˜dom ๐‘)C๐‘š) ยท ((๐‘โ€˜๐‘š) / (((โ™ฏโ€˜dom ๐‘) โˆ’ ๐‘š) + 1))))))
3331, 32bpolylem 16034 1 ((๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„‚) โ†’ (๐‘ BernPoly ๐‘‹) = ((๐‘‹โ†‘๐‘) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1))((๐‘C๐‘˜) ยท ((๐‘˜ BernPoly ๐‘‹) / ((๐‘ โˆ’ ๐‘˜) + 1)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 394   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098  Vcvv 3473  โฆ‹csb 3894   โ†ฆ cmpt 5235  dom cdm 5682  โ€˜cfv 6553  (class class class)co 7426  wrecscwrecs 8325  โ„‚cc 11146  0cc0 11148  1c1 11149   + caddc 11151   ยท cmul 11153   < clt 11288   โˆ’ cmin 11484   / cdiv 11911  โ„•0cn0 12512  ...cfz 13526  โ†‘cexp 14068  Ccbc 14303  โ™ฏchash 14331  ฮฃcsu 15674   BernPoly cbp 16032
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2699  ax-rep 5289  ax-sep 5303  ax-nul 5310  ax-pow 5369  ax-pr 5433  ax-un 7748  ax-inf2 9674  ax-cnex 11204  ax-resscn 11205  ax-1cn 11206  ax-icn 11207  ax-addcl 11208  ax-addrcl 11209  ax-mulcl 11210  ax-mulrcl 11211  ax-mulcom 11212  ax-addass 11213  ax-mulass 11214  ax-distr 11215  ax-i2m1 11216  ax-1ne0 11217  ax-1rid 11218  ax-rnegex 11219  ax-rrecex 11220  ax-cnre 11221  ax-pre-lttri 11222  ax-pre-lttrn 11223  ax-pre-ltadd 11224  ax-pre-mulgt0 11225
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4327  df-if 4533  df-pw 4608  df-sn 4633  df-pr 4635  df-op 4639  df-uni 4913  df-int 4954  df-iun 5002  df-br 5153  df-opab 5215  df-mpt 5236  df-tr 5270  df-id 5580  df-eprel 5586  df-po 5594  df-so 5595  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-rn 5693  df-res 5694  df-ima 5695  df-pred 6310  df-ord 6377  df-on 6378  df-lim 6379  df-suc 6380  df-iota 6505  df-fun 6555  df-fn 6556  df-f 6557  df-f1 6558  df-fo 6559  df-f1o 6560  df-fv 6561  df-isom 6562  df-riota 7382  df-ov 7429  df-oprab 7430  df-mpo 7431  df-om 7879  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8295  df-wrecs 8326  df-recs 8400  df-rdg 8439  df-1o 8495  df-er 8733  df-en 8973  df-dom 8974  df-sdom 8975  df-fin 8976  df-card 9972  df-pnf 11290  df-mnf 11291  df-xr 11292  df-ltxr 11293  df-le 11294  df-sub 11486  df-neg 11487  df-nn 12253  df-n0 12513  df-z 12599  df-uz 12863  df-fz 13527  df-seq 14009  df-hash 14332  df-sum 15675  df-bpoly 16033
This theorem is referenced by:  bpoly0  16036  bpoly1  16037  bpolycl  16038  bpolysum  16039  bpolydiflem  16040  bpoly2  16043  bpoly3  16044  bpoly4  16045
  Copyright terms: Public domain W3C validator