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

Theorem fsumcube 16006
Description: Express the sum of cubes in closed terms. (Contributed by Scott Fenton, 16-Jun-2015.)
Assertion
Ref Expression
fsumcube (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘‡)(๐‘˜โ†‘3) = (((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) / 4))
Distinct variable group:   ๐‘‡,๐‘˜

Proof of Theorem fsumcube
StepHypRef Expression
1 3nn0 12492 . . 3 3 โˆˆ โ„•0
2 fsumkthpow 16002 . . 3 ((3 โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„•0) โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘‡)(๐‘˜โ†‘3) = ((((3 + 1) BernPoly (๐‘‡ + 1)) โˆ’ ((3 + 1) BernPoly 0)) / (3 + 1)))
31, 2mpan 688 . 2 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘‡)(๐‘˜โ†‘3) = ((((3 + 1) BernPoly (๐‘‡ + 1)) โˆ’ ((3 + 1) BernPoly 0)) / (3 + 1)))
4 df-4 12279 . . . . . 6 4 = (3 + 1)
54oveq1i 7421 . . . . 5 (4 BernPoly (๐‘‡ + 1)) = ((3 + 1) BernPoly (๐‘‡ + 1))
64oveq1i 7421 . . . . 5 (4 BernPoly 0) = ((3 + 1) BernPoly 0)
75, 6oveq12i 7423 . . . 4 ((4 BernPoly (๐‘‡ + 1)) โˆ’ (4 BernPoly 0)) = (((3 + 1) BernPoly (๐‘‡ + 1)) โˆ’ ((3 + 1) BernPoly 0))
87, 4oveq12i 7423 . . 3 (((4 BernPoly (๐‘‡ + 1)) โˆ’ (4 BernPoly 0)) / 4) = ((((3 + 1) BernPoly (๐‘‡ + 1)) โˆ’ ((3 + 1) BernPoly 0)) / (3 + 1))
9 nn0cn 12484 . . . . . . . 8 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„‚)
10 peano2cn 11388 . . . . . . . 8 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚)
119, 10syl 17 . . . . . . 7 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ (๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚)
12 bpoly4 16005 . . . . . . 7 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ (4 BernPoly (๐‘‡ + 1)) = (((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)))
1311, 12syl 17 . . . . . 6 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ (4 BernPoly (๐‘‡ + 1)) = (((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)))
14 4nn 12297 . . . . . . . . . . . . . 14 4 โˆˆ โ„•
15 0exp 14065 . . . . . . . . . . . . . 14 (4 โˆˆ โ„• โ†’ (0โ†‘4) = 0)
1614, 15ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (0โ†‘4) = 0
17 3nn 12293 . . . . . . . . . . . . . . . 16 3 โˆˆ โ„•
18 0exp 14065 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (3 โˆˆ โ„• โ†’ (0โ†‘3) = 0)
1917, 18ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . 15 (0โ†‘3) = 0
2019oveq2i 7422 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 ยท (0โ†‘3)) = (2 ยท 0)
21 2t0e0 12383 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 ยท 0) = 0
2220, 21eqtri 2760 . . . . . . . . . . . . 13 (2 ยท (0โ†‘3)) = 0
2316, 22oveq12i 7423 . . . . . . . . . . . 12 ((0โ†‘4) โˆ’ (2 ยท (0โ†‘3))) = (0 โˆ’ 0)
24 0m0e0 12334 . . . . . . . . . . . 12 (0 โˆ’ 0) = 0
2523, 24eqtri 2760 . . . . . . . . . . 11 ((0โ†‘4) โˆ’ (2 ยท (0โ†‘3))) = 0
26 sq0 14158 . . . . . . . . . . 11 (0โ†‘2) = 0
2725, 26oveq12i 7423 . . . . . . . . . 10 (((0โ†‘4) โˆ’ (2 ยท (0โ†‘3))) + (0โ†‘2)) = (0 + 0)
28 00id 11391 . . . . . . . . . 10 (0 + 0) = 0
2927, 28eqtri 2760 . . . . . . . . 9 (((0โ†‘4) โˆ’ (2 ยท (0โ†‘3))) + (0โ†‘2)) = 0
3029oveq1i 7421 . . . . . . . 8 ((((0โ†‘4) โˆ’ (2 ยท (0โ†‘3))) + (0โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) = (0 โˆ’ (1 / 30))
31 0cn 11208 . . . . . . . . 9 0 โˆˆ โ„‚
32 bpoly4 16005 . . . . . . . . 9 (0 โˆˆ โ„‚ โ†’ (4 BernPoly 0) = ((((0โ†‘4) โˆ’ (2 ยท (0โ†‘3))) + (0โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)))
3331, 32ax-mp 5 . . . . . . . 8 (4 BernPoly 0) = ((((0โ†‘4) โˆ’ (2 ยท (0โ†‘3))) + (0โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30))
34 df-neg 11449 . . . . . . . 8 -(1 / 30) = (0 โˆ’ (1 / 30))
3530, 33, 343eqtr4i 2770 . . . . . . 7 (4 BernPoly 0) = -(1 / 30)
3635a1i 11 . . . . . 6 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ (4 BernPoly 0) = -(1 / 30))
3713, 36oveq12d 7429 . . . . 5 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((4 BernPoly (๐‘‡ + 1)) โˆ’ (4 BernPoly 0)) = ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) โˆ’ -(1 / 30)))
38 4nn0 12493 . . . . . . . . . . . 12 4 โˆˆ โ„•0
39 expcl 14047 . . . . . . . . . . . 12 (((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โˆง 4 โˆˆ โ„•0) โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆˆ โ„‚)
4038, 39mpan2 689 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆˆ โ„‚)
41 2cn 12289 . . . . . . . . . . . 12 2 โˆˆ โ„‚
42 expcl 14047 . . . . . . . . . . . . 13 (((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โˆง 3 โˆˆ โ„•0) โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘3) โˆˆ โ„‚)
431, 42mpan2 689 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘3) โˆˆ โ„‚)
44 mulcl 11196 . . . . . . . . . . . 12 ((2 โˆˆ โ„‚ โˆง ((๐‘‡ + 1)โ†‘3) โˆˆ โ„‚) โ†’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3)) โˆˆ โ„‚)
4541, 43, 44sylancr 587 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3)) โˆˆ โ„‚)
4640, 45subcld 11573 . . . . . . . . . 10 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) โˆˆ โ„‚)
47 sqcl 14085 . . . . . . . . . 10 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆˆ โ„‚)
4846, 47addcld 11235 . . . . . . . . 9 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆˆ โ„‚)
4910, 48syl 17 . . . . . . . 8 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆˆ โ„‚)
509, 49syl 17 . . . . . . 7 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆˆ โ„‚)
51 0nn0 12489 . . . . . . . . . 10 0 โˆˆ โ„•0
521, 51deccl 12694 . . . . . . . . 9 30 โˆˆ โ„•0
5352nn0cni 12486 . . . . . . . 8 30 โˆˆ โ„‚
5452nn0rei 12485 . . . . . . . . 9 30 โˆˆ โ„
55 10pos 12696 . . . . . . . . . 10 0 < 10
5617, 51, 51, 55declti 12717 . . . . . . . . 9 0 < 30
5754, 56gt0ne0ii 11752 . . . . . . . 8 30 โ‰  0
5853, 57reccli 11946 . . . . . . 7 (1 / 30) โˆˆ โ„‚
59 subcl 11461 . . . . . . 7 ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆˆ โ„‚ โˆง (1 / 30) โˆˆ โ„‚) โ†’ (((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) โˆˆ โ„‚)
6050, 58, 59sylancl 586 . . . . . 6 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) โˆˆ โ„‚)
61 subneg 11511 . . . . . 6 (((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) โˆˆ โ„‚ โˆง (1 / 30) โˆˆ โ„‚) โ†’ ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) โˆ’ -(1 / 30)) = ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) + (1 / 30)))
6260, 58, 61sylancl 586 . . . . 5 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) โˆ’ -(1 / 30)) = ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) + (1 / 30)))
63 npcan 11471 . . . . . . . 8 ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆˆ โ„‚ โˆง (1 / 30) โˆˆ โ„‚) โ†’ ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) + (1 / 30)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
6449, 58, 63sylancl 586 . . . . . . 7 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) + (1 / 30)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
659, 64syl 17 . . . . . 6 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) + (1 / 30)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
66 2p2e4 12349 . . . . . . . . . . 11 (2 + 2) = 4
6766eqcomi 2741 . . . . . . . . . 10 4 = (2 + 2)
6867oveq2i 7422 . . . . . . . . 9 ((๐‘‡ + 1)โ†‘4) = ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 2))
69 df-3 12278 . . . . . . . . . . 11 3 = (2 + 1)
7069oveq2i 7422 . . . . . . . . . 10 ((๐‘‡ + 1)โ†‘3) = ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1))
7170oveq2i 7422 . . . . . . . . 9 (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3)) = (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1)))
7268, 71oveq12i 7423 . . . . . . . 8 (((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 2)) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1))))
7372oveq1i 7421 . . . . . . 7 ((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 2)) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1)))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2))
74 2nn0 12491 . . . . . . . . . . . . 13 2 โˆˆ โ„•0
75 expadd 14072 . . . . . . . . . . . . 13 (((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„•0 โˆง 2 โˆˆ โ„•0) โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 2)) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
7674, 74, 75mp3an23 1453 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 2)) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
77 1nn0 12490 . . . . . . . . . . . . . 14 1 โˆˆ โ„•0
78 expadd 14072 . . . . . . . . . . . . . 14 (((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„•0 โˆง 1 โˆˆ โ„•0) โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1)) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))
7974, 77, 78mp3an23 1453 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1)) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))
8079oveq2d 7427 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1))) = (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1))))
8176, 80oveq12d 7429 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 2)) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1)))) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))))
8210, 81syl 17 . . . . . . . . . 10 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 2)) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1)))) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))))
8310sqcld 14111 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆˆ โ„‚)
8483mulridd 11233 . . . . . . . . . . 11 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท 1) = ((๐‘‡ + 1)โ†‘2))
8584eqcomd 2738 . . . . . . . . . 10 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘2) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท 1))
8682, 85oveq12d 7429 . . . . . . . . 9 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 2)) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1)))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) = (((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))) + (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท 1)))
8710exp1d 14108 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘1) = (๐‘‡ + 1))
8887oveq2d 7427 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)) = (2 ยท (๐‘‡ + 1)))
8988oveq2d 7427 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1))) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (2 ยท (๐‘‡ + 1))))
9089oveq2d 7427 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (2 ยท (๐‘‡ + 1)))))
9187, 10eqeltrd 2833 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘1) โˆˆ โ„‚)
92 mul12 11381 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 โˆˆ โ„‚ โˆง ((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆˆ โ„‚ โˆง ((๐‘‡ + 1)โ†‘1) โˆˆ โ„‚) โ†’ (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1))) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1))))
9341, 83, 91, 92mp3an2i 1466 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1))) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1))))
9493oveq2d 7427 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))))
95 mulcl 11196 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 โˆˆ โ„‚ โˆง (๐‘‡ + 1) โˆˆ โ„‚) โ†’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)) โˆˆ โ„‚)
9641, 10, 95sylancr 587 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)) โˆˆ โ„‚)
9783, 83, 96subdid 11672 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)))) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (2 ยท (๐‘‡ + 1)))))
9890, 94, 973eqtr4d 2782 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)))))
9998oveq1d 7426 . . . . . . . . . . 11 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))) + (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท 1)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)))) + (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท 1)))
10083, 96subcld 11573 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) โˆˆ โ„‚)
101 ax-1cn 11170 . . . . . . . . . . . . 13 1 โˆˆ โ„‚
102 adddi 11201 . . . . . . . . . . . . 13 ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆˆ โ„‚ โˆง (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) + 1)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)))) + (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท 1)))
103101, 102mp3an3 1450 . . . . . . . . . . . 12 ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆˆ โ„‚ โˆง (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) โˆˆ โ„‚) โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) + 1)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)))) + (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท 1)))
10483, 100, 103syl2anc 584 . . . . . . . . . . 11 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) + 1)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)))) + (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท 1)))
10599, 104eqtr4d 2775 . . . . . . . . . 10 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))) + (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท 1)) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) + 1)))
106 adddi 11201 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)) = ((2 ยท ๐‘‡) + (2 ยท 1)))
10741, 101, 106mp3an13 1452 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)) = ((2 ยท ๐‘‡) + (2 ยท 1)))
108 2t1e2 12377 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (2 ยท 1) = 2
109108oveq2i 7422 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((2 ยท ๐‘‡) + (2 ยท 1)) = ((2 ยท ๐‘‡) + 2)
110107, 109eqtrdi 2788 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (2 ยท (๐‘‡ + 1)) = ((2 ยท ๐‘‡) + 2))
111110oveq1d 7426 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((2 ยท (๐‘‡ + 1)) โˆ’ 1) = (((2 ยท ๐‘‡) + 2) โˆ’ 1))
112 mulcl 11196 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((2 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„‚) โ†’ (2 ยท ๐‘‡) โˆˆ โ„‚)
11341, 112mpan 688 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (2 ยท ๐‘‡) โˆˆ โ„‚)
114 addsubass 11472 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((2 ยท ๐‘‡) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ (((2 ยท ๐‘‡) + 2) โˆ’ 1) = ((2 ยท ๐‘‡) + (2 โˆ’ 1)))
11541, 101, 114mp3an23 1453 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((2 ยท ๐‘‡) โˆˆ โ„‚ โ†’ (((2 ยท ๐‘‡) + 2) โˆ’ 1) = ((2 ยท ๐‘‡) + (2 โˆ’ 1)))
116113, 115syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((2 ยท ๐‘‡) + 2) โˆ’ 1) = ((2 ยท ๐‘‡) + (2 โˆ’ 1)))
117 2m1e1 12340 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (2 โˆ’ 1) = 1
118117oveq2i 7422 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 ยท ๐‘‡) + (2 โˆ’ 1)) = ((2 ยท ๐‘‡) + 1)
119116, 118eqtrdi 2788 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((2 ยท ๐‘‡) + 2) โˆ’ 1) = ((2 ยท ๐‘‡) + 1))
120111, 119eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((2 ยท (๐‘‡ + 1)) โˆ’ 1) = ((2 ยท ๐‘‡) + 1))
121120oveq2d 7427 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ ((2 ยท (๐‘‡ + 1)) โˆ’ 1)) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ ((2 ยท ๐‘‡) + 1)))
122 subsub 11492 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆˆ โ„‚ โˆง (2 ยท (๐‘‡ + 1)) โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ ((2 ยท (๐‘‡ + 1)) โˆ’ 1)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) + 1))
123101, 122mp3an3 1450 . . . . . . . . . . . . 13 ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆˆ โ„‚ โˆง (2 ยท (๐‘‡ + 1)) โˆˆ โ„‚) โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ ((2 ยท (๐‘‡ + 1)) โˆ’ 1)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) + 1))
12483, 96, 123syl2anc 584 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ ((2 ยท (๐‘‡ + 1)) โˆ’ 1)) = ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) + 1))
125 sqcl 14085 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (๐‘‡โ†‘2) โˆˆ โ„‚)
126 peano2cn 11388 . . . . . . . . . . . . . 14 ((2 ยท ๐‘‡) โˆˆ โ„‚ โ†’ ((2 ยท ๐‘‡) + 1) โˆˆ โ„‚)
127113, 126syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((2 ยท ๐‘‡) + 1) โˆˆ โ„‚)
128 binom21 14184 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘2) = (((๐‘‡โ†‘2) + (2 ยท ๐‘‡)) + 1))
129 addass 11199 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((๐‘‡โ†‘2) โˆˆ โ„‚ โˆง (2 ยท ๐‘‡) โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ (((๐‘‡โ†‘2) + (2 ยท ๐‘‡)) + 1) = ((๐‘‡โ†‘2) + ((2 ยท ๐‘‡) + 1)))
130101, 129mp3an3 1450 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((๐‘‡โ†‘2) โˆˆ โ„‚ โˆง (2 ยท ๐‘‡) โˆˆ โ„‚) โ†’ (((๐‘‡โ†‘2) + (2 ยท ๐‘‡)) + 1) = ((๐‘‡โ†‘2) + ((2 ยท ๐‘‡) + 1)))
131125, 113, 130syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡โ†‘2) + (2 ยท ๐‘‡)) + 1) = ((๐‘‡โ†‘2) + ((2 ยท ๐‘‡) + 1)))
132128, 131eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ + 1)โ†‘2) = ((๐‘‡โ†‘2) + ((2 ยท ๐‘‡) + 1)))
133125, 127, 132mvrraddd 11628 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ ((2 ยท ๐‘‡) + 1)) = (๐‘‡โ†‘2))
134121, 124, 1333eqtr3d 2780 . . . . . . . . . . 11 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) + 1) = (๐‘‡โ†‘2))
135134oveq2d 7427 . . . . . . . . . 10 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) โˆ’ (2 ยท (๐‘‡ + 1))) + 1)) = (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (๐‘‡โ†‘2)))
13683, 125mulcomd 11237 . . . . . . . . . 10 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท (๐‘‡โ†‘2)) = ((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
137105, 135, 1363eqtrd 2776 . . . . . . . . 9 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ (((((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (2 ยท (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘1)))) + (((๐‘‡ + 1)โ†‘2) ยท 1)) = ((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
13886, 137eqtrd 2772 . . . . . . . 8 (๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 2)) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1)))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) = ((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
1399, 138syl 17 . . . . . . 7 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 2)) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘(2 + 1)))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) = ((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
14073, 139eqtrid 2784 . . . . . 6 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) = ((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
14165, 140eqtrd 2772 . . . . 5 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((((((๐‘‡ + 1)โ†‘4) โˆ’ (2 ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘3))) + ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) โˆ’ (1 / 30)) + (1 / 30)) = ((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
14237, 62, 1413eqtrd 2776 . . . 4 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((4 BernPoly (๐‘‡ + 1)) โˆ’ (4 BernPoly 0)) = ((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)))
143142oveq1d 7426 . . 3 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((4 BernPoly (๐‘‡ + 1)) โˆ’ (4 BernPoly 0)) / 4) = (((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) / 4))
1448, 143eqtr3id 2786 . 2 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((((3 + 1) BernPoly (๐‘‡ + 1)) โˆ’ ((3 + 1) BernPoly 0)) / (3 + 1)) = (((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) / 4))
1453, 144eqtrd 2772 1 (๐‘‡ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘‡)(๐‘˜โ†‘3) = (((๐‘‡โ†‘2) ยท ((๐‘‡ + 1)โ†‘2)) / 4))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  (class class class)co 7411  โ„‚cc 11110  0cc0 11112  1c1 11113   + caddc 11115   ยท cmul 11117   โˆ’ cmin 11446  -cneg 11447   / cdiv 11873  โ„•cn 12214  2c2 12269  3c3 12270  4c4 12271  โ„•0cn0 12474  cdc 12679  ...cfz 13486  โ†‘cexp 14029  ฮฃcsu 15634   BernPoly cbp 15992
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-sup 9439  df-oi 9507  df-card 9936  df-pnf 11252  df-mnf 11253  df-xr 11254  df-ltxr 11255  df-le 11256  df-sub 11448  df-neg 11449  df-div 11874  df-nn 12215  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-5 12280  df-6 12281  df-7 12282  df-8 12283  df-9 12284  df-n0 12475  df-z 12561  df-dec 12680  df-uz 12825  df-rp 12977  df-fz 13487  df-fzo 13630  df-seq 13969  df-exp 14030  df-fac 14236  df-bc 14265  df-hash 14293  df-cj 15048  df-re 15049  df-im 15050  df-sqrt 15184  df-abs 15185  df-clim 15434  df-sum 15635  df-bpoly 15993
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator