fsumcube - Metamath Proof Explorer

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Theorem fsumcube 15414

Description: Express the sum of cubes in closed terms. (Contributed by Scott Fenton, 16-Jun-2015.)

**Assertion**
Ref	Expression
fsumcube	⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑇)(𝑘↑3) = (((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) / 4))

Distinct variable group: 𝑇,𝑘

**Proof of Theorem fsumcube**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		3nn0 11916	. . 3 ⊢ 3 ∈ ℕ₀
2		fsumkthpow 15410	. . 3 ⊢ ((3 ∈ ℕ₀ ∧ 𝑇 ∈ ℕ₀) → Σ𝑘 ∈ (0...𝑇)(𝑘↑3) = ((((3 + 1) BernPoly (𝑇 + 1)) − ((3 + 1) BernPoly 0)) / (3 + 1)))
3	1, 2	mpan 688	. 2 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑇)(𝑘↑3) = ((((3 + 1) BernPoly (𝑇 + 1)) − ((3 + 1) BernPoly 0)) / (3 + 1)))
4		df-4 11703	. . . . . 6 ⊢ 4 = (3 + 1)
5	4	oveq1i 7166	. . . . 5 ⊢ (4 BernPoly (𝑇 + 1)) = ((3 + 1) BernPoly (𝑇 + 1))
6	4	oveq1i 7166	. . . . 5 ⊢ (4 BernPoly 0) = ((3 + 1) BernPoly 0)
7	5, 6	oveq12i 7168	. . . 4 ⊢ ((4 BernPoly (𝑇 + 1)) − (4 BernPoly 0)) = (((3 + 1) BernPoly (𝑇 + 1)) − ((3 + 1) BernPoly 0))
8	7, 4	oveq12i 7168	. . 3 ⊢ (((4 BernPoly (𝑇 + 1)) − (4 BernPoly 0)) / 4) = ((((3 + 1) BernPoly (𝑇 + 1)) − ((3 + 1) BernPoly 0)) / (3 + 1))
9		nn0cn 11908	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → 𝑇 ∈ ℂ)
10		peano2cn 10812	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (𝑇 + 1) ∈ ℂ)
11	9, 10	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → (𝑇 + 1) ∈ ℂ)
12		bpoly4 15413	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → (4 BernPoly (𝑇 + 1)) = (((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)))
13	11, 12	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → (4 BernPoly (𝑇 + 1)) = (((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)))
14		4nn 11721	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 4 ∈ ℕ
15		0exp 13465	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (4 ∈ ℕ → (0↑4) = 0)
16	14, 15	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (0↑4) = 0
17		3nn 11717	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 3 ∈ ℕ
18		0exp 13465	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (3 ∈ ℕ → (0↑3) = 0)
19	17, 18	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (0↑3) = 0
20	19	oveq2i 7167	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (2 · (0↑3)) = (2 · 0)
21		2t0e0 11807	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (2 · 0) = 0
22	20, 21	eqtri 2844	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (2 · (0↑3)) = 0
23	16, 22	oveq12i 7168	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((0↑4) − (2 · (0↑3))) = (0 − 0)
24		0m0e0 11758	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0 − 0) = 0
25	23, 24	eqtri 2844	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((0↑4) − (2 · (0↑3))) = 0
26		sq0 13556	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0↑2) = 0
27	25, 26	oveq12i 7168	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((0↑4) − (2 · (0↑3))) + (0↑2)) = (0 + 0)
28		00id 10815	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0 + 0) = 0
29	27, 28	eqtri 2844	. . . . . . . . 9 ⊢ (((0↑4) − (2 · (0↑3))) + (0↑2)) = 0
30	29	oveq1i 7166	. . . . . . . 8 ⊢ ((((0↑4) − (2 · (0↑3))) + (0↑2)) − (1 / ;30)) = (0 − (1 / ;30))
31		0cn 10633	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 ∈ ℂ
32		bpoly4 15413	. . . . . . . . 9 ⊢ (0 ∈ ℂ → (4 BernPoly 0) = ((((0↑4) − (2 · (0↑3))) + (0↑2)) − (1 / ;30)))
33	31, 32	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ (4 BernPoly 0) = ((((0↑4) − (2 · (0↑3))) + (0↑2)) − (1 / ;30))
34		df-neg 10873	. . . . . . . 8 ⊢ -(1 / ;30) = (0 − (1 / ;30))
35	30, 33, 34	3eqtr4i 2854	. . . . . . 7 ⊢ (4 BernPoly 0) = -(1 / ;30)
36	35	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → (4 BernPoly 0) = -(1 / ;30))
37	13, 36	oveq12d 7174	. . . . 5 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → ((4 BernPoly (𝑇 + 1)) − (4 BernPoly 0)) = ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) − -(1 / ;30)))
38		4nn0 11917	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 4 ∈ ℕ₀
39		expcl 13448	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑇 + 1) ∈ ℂ ∧ 4 ∈ ℕ₀) → ((𝑇 + 1)↑4) ∈ ℂ)
40	38, 39	mpan2 689	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑4) ∈ ℂ)
41		2cn 11713	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 2 ∈ ℂ
42		expcl 13448	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑇 + 1) ∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℕ₀) → ((𝑇 + 1)↑3) ∈ ℂ)
43	1, 42	mpan2 689	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑3) ∈ ℂ)
44		mulcl 10621	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((2 ∈ ℂ ∧ ((𝑇 + 1)↑3) ∈ ℂ) → (2 · ((𝑇 + 1)↑3)) ∈ ℂ)
45	41, 43, 44	sylancr 589	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → (2 · ((𝑇 + 1)↑3)) ∈ ℂ)
46	40, 45	subcld 10997	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) ∈ ℂ)
47		sqcl 13485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑2) ∈ ℂ)
48	46, 47	addcld 10660	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → ((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) ∈ ℂ)
49	10, 48	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) ∈ ℂ)
50	9, 49	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → ((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) ∈ ℂ)
51		0nn0 11913	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ ℕ₀
52	1, 51	deccl 12114	. . . . . . . . 9 ⊢ ;30 ∈ ℕ₀
53	52	nn0cni 11910	. . . . . . . 8 ⊢ ;30 ∈ ℂ
54	52	nn0rei 11909	. . . . . . . . 9 ⊢ ;30 ∈ ℝ
55		10pos 12116	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 < ;10
56	17, 51, 51, 55	declti 12137	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 < ;30
57	54, 56	gt0ne0ii 11176	. . . . . . . 8 ⊢ ;30 ≠ 0
58	53, 57	reccli 11370	. . . . . . 7 ⊢ (1 / ;30) ∈ ℂ
59		subcl 10885	. . . . . . 7 ⊢ ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) ∈ ℂ ∧ (1 / ;30) ∈ ℂ) → (((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) ∈ ℂ)
60	50, 58, 59	sylancl 588	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → (((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) ∈ ℂ)
61		subneg 10935	. . . . . 6 ⊢ (((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) ∈ ℂ ∧ (1 / ;30) ∈ ℂ) → ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) − -(1 / ;30)) = ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) + (1 / ;30)))
62	60, 58, 61	sylancl 588	. . . . 5 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) − -(1 / ;30)) = ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) + (1 / ;30)))
63		npcan 10895	. . . . . . . 8 ⊢ ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) ∈ ℂ ∧ (1 / ;30) ∈ ℂ) → ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) + (1 / ;30)) = ((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)))
64	49, 58, 63	sylancl 588	. . . . . . 7 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) + (1 / ;30)) = ((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)))
65	9, 64	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) + (1 / ;30)) = ((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)))
66		2p2e4 11773	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (2 + 2) = 4
67	66	eqcomi 2830	. . . . . . . . . 10 ⊢ 4 = (2 + 2)
68	67	oveq2i 7167	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑇 + 1)↑4) = ((𝑇 + 1)↑(2 + 2))
69		df-3 11702	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 3 = (2 + 1)
70	69	oveq2i 7167	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑇 + 1)↑3) = ((𝑇 + 1)↑(2 + 1))
71	70	oveq2i 7167	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 · ((𝑇 + 1)↑3)) = (2 · ((𝑇 + 1)↑(2 + 1)))
72	68, 71	oveq12i 7168	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) = (((𝑇 + 1)↑(2 + 2)) − (2 · ((𝑇 + 1)↑(2 + 1))))
73	72	oveq1i 7166	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) = ((((𝑇 + 1)↑(2 + 2)) − (2 · ((𝑇 + 1)↑(2 + 1)))) + ((𝑇 + 1)↑2))
74		2nn0 11915	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 2 ∈ ℕ₀
75		expadd 13472	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑇 + 1) ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℕ₀ ∧ 2 ∈ ℕ₀) → ((𝑇 + 1)↑(2 + 2)) = (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)))
76	74, 74, 75	mp3an23 1449	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑(2 + 2)) = (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)))
77		1nn0 11914	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 1 ∈ ℕ₀
78		expadd 13472	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑇 + 1) ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℕ₀ ∧ 1 ∈ ℕ₀) → ((𝑇 + 1)↑(2 + 1)) = (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1)))
79	74, 77, 78	mp3an23 1449	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑(2 + 1)) = (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1)))
80	79	oveq2d 7172	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → (2 · ((𝑇 + 1)↑(2 + 1))) = (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1))))
81	76, 80	oveq12d 7174	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑇 + 1) ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑(2 + 2)) − (2 · ((𝑇 + 1)↑(2 + 1)))) = ((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1)))))
82	10, 81	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑(2 + 2)) − (2 · ((𝑇 + 1)↑(2 + 1)))) = ((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1)))))
83	10	sqcld 13509	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑2) ∈ ℂ)
84	83	mulid1d 10658	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑2) · 1) = ((𝑇 + 1)↑2))
85	84	eqcomd 2827	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑2) = (((𝑇 + 1)↑2) · 1))
86	82, 85	oveq12d 7174	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((((𝑇 + 1)↑(2 + 2)) − (2 · ((𝑇 + 1)↑(2 + 1)))) + ((𝑇 + 1)↑2)) = (((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1)))) + (((𝑇 + 1)↑2) · 1)))
87	10	exp1d 13506	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑1) = (𝑇 + 1))
88	87	oveq2d 7172	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (2 · ((𝑇 + 1)↑1)) = (2 · (𝑇 + 1)))
89	88	oveq2d 7172	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑2) · (2 · ((𝑇 + 1)↑1))) = (((𝑇 + 1)↑2) · (2 · (𝑇 + 1))))
90	89	oveq2d 7172	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (((𝑇 + 1)↑2) · (2 · ((𝑇 + 1)↑1)))) = ((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (((𝑇 + 1)↑2) · (2 · (𝑇 + 1)))))
91	87, 10	eqeltrd 2913	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑1) ∈ ℂ)
92		mul12 10805	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((2 ∈ ℂ ∧ ((𝑇 + 1)↑2) ∈ ℂ ∧ ((𝑇 + 1)↑1) ∈ ℂ) → (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1))) = (((𝑇 + 1)↑2) · (2 · ((𝑇 + 1)↑1))))
93	41, 83, 91, 92	mp3an2i 1462	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1))) = (((𝑇 + 1)↑2) · (2 · ((𝑇 + 1)↑1))))
94	93	oveq2d 7172	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1)))) = ((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (((𝑇 + 1)↑2) · (2 · ((𝑇 + 1)↑1)))))
95		mulcl 10621	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((2 ∈ ℂ ∧ (𝑇 + 1) ∈ ℂ) → (2 · (𝑇 + 1)) ∈ ℂ)
96	41, 10, 95	sylancr 589	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (2 · (𝑇 + 1)) ∈ ℂ)
97	83, 83, 96	subdid 11096	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑2) · (((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1)))) = ((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (((𝑇 + 1)↑2) · (2 · (𝑇 + 1)))))
98	90, 94, 97	3eqtr4d 2866	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1)))) = (((𝑇 + 1)↑2) · (((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1)))))
99	98	oveq1d 7171	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1)))) + (((𝑇 + 1)↑2) · 1)) = ((((𝑇 + 1)↑2) · (((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1)))) + (((𝑇 + 1)↑2) · 1)))
100	83, 96	subcld 10997	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) ∈ ℂ)
101		ax-1cn 10595	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 1 ∈ ℂ
102		adddi 10626	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑇 + 1)↑2) ∈ ℂ ∧ (((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((𝑇 + 1)↑2) · ((((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) + 1)) = ((((𝑇 + 1)↑2) · (((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1)))) + (((𝑇 + 1)↑2) · 1)))
103	101, 102	mp3an3 1446	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑇 + 1)↑2) ∈ ℂ ∧ (((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) ∈ ℂ) → (((𝑇 + 1)↑2) · ((((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) + 1)) = ((((𝑇 + 1)↑2) · (((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1)))) + (((𝑇 + 1)↑2) · 1)))
104	83, 100, 103	syl2anc 586	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑2) · ((((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) + 1)) = ((((𝑇 + 1)↑2) · (((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1)))) + (((𝑇 + 1)↑2) · 1)))
105	99, 104	eqtr4d 2859	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1)))) + (((𝑇 + 1)↑2) · 1)) = (((𝑇 + 1)↑2) · ((((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) + 1)))
106		adddi 10626	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((2 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (2 · (𝑇 + 1)) = ((2 · 𝑇) + (2 · 1)))
107	41, 101, 106	mp3an13 1448	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (2 · (𝑇 + 1)) = ((2 · 𝑇) + (2 · 1)))
108		2t1e2 11801	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (2 · 1) = 2
109	108	oveq2i 7167	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((2 · 𝑇) + (2 · 1)) = ((2 · 𝑇) + 2)
110	107, 109	syl6eq 2872	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (2 · (𝑇 + 1)) = ((2 · 𝑇) + 2))
111	110	oveq1d 7171	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((2 · (𝑇 + 1)) − 1) = (((2 · 𝑇) + 2) − 1))
112		mulcl 10621	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((2 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ) → (2 · 𝑇) ∈ ℂ)
113	41, 112	mpan 688	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (2 · 𝑇) ∈ ℂ)
114		addsubass 10896	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((2 · 𝑇) ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((2 · 𝑇) + 2) − 1) = ((2 · 𝑇) + (2 − 1)))
115	41, 101, 114	mp3an23 1449	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((2 · 𝑇) ∈ ℂ → (((2 · 𝑇) + 2) − 1) = ((2 · 𝑇) + (2 − 1)))
116	113, 115	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((2 · 𝑇) + 2) − 1) = ((2 · 𝑇) + (2 − 1)))
117		2m1e1 11764	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (2 − 1) = 1
118	117	oveq2i 7167	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((2 · 𝑇) + (2 − 1)) = ((2 · 𝑇) + 1)
119	116, 118	syl6eq 2872	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((2 · 𝑇) + 2) − 1) = ((2 · 𝑇) + 1))
120	111, 119	eqtrd 2856	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((2 · (𝑇 + 1)) − 1) = ((2 · 𝑇) + 1))
121	120	oveq2d 7172	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑2) − ((2 · (𝑇 + 1)) − 1)) = (((𝑇 + 1)↑2) − ((2 · 𝑇) + 1)))
122		subsub 10916	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑇 + 1)↑2) ∈ ℂ ∧ (2 · (𝑇 + 1)) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((𝑇 + 1)↑2) − ((2 · (𝑇 + 1)) − 1)) = ((((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) + 1))
123	101, 122	mp3an3 1446	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑇 + 1)↑2) ∈ ℂ ∧ (2 · (𝑇 + 1)) ∈ ℂ) → (((𝑇 + 1)↑2) − ((2 · (𝑇 + 1)) − 1)) = ((((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) + 1))
124	83, 96, 123	syl2anc 586	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑2) − ((2 · (𝑇 + 1)) − 1)) = ((((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) + 1))
125		sqcl 13485	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (𝑇↑2) ∈ ℂ)
126		peano2cn 10812	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((2 · 𝑇) ∈ ℂ → ((2 · 𝑇) + 1) ∈ ℂ)
127	113, 126	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((2 · 𝑇) + 1) ∈ ℂ)
128		binom21 13581	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑2) = (((𝑇↑2) + (2 · 𝑇)) + 1))
129		addass 10624	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑇↑2) ∈ ℂ ∧ (2 · 𝑇) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((𝑇↑2) + (2 · 𝑇)) + 1) = ((𝑇↑2) + ((2 · 𝑇) + 1)))
130	101, 129	mp3an3 1446	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑇↑2) ∈ ℂ ∧ (2 · 𝑇) ∈ ℂ) → (((𝑇↑2) + (2 · 𝑇)) + 1) = ((𝑇↑2) + ((2 · 𝑇) + 1)))
131	125, 113, 130	syl2anc 586	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇↑2) + (2 · 𝑇)) + 1) = ((𝑇↑2) + ((2 · 𝑇) + 1)))
132	128, 131	eqtrd 2856	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((𝑇 + 1)↑2) = ((𝑇↑2) + ((2 · 𝑇) + 1)))
133	125, 127, 132	mvrraddd 11052	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑2) − ((2 · 𝑇) + 1)) = (𝑇↑2))
134	121, 124, 133	3eqtr3d 2864	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) + 1) = (𝑇↑2))
135	134	oveq2d 7172	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑2) · ((((𝑇 + 1)↑2) − (2 · (𝑇 + 1))) + 1)) = (((𝑇 + 1)↑2) · (𝑇↑2)))
136	83, 125	mulcomd 10662	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((𝑇 + 1)↑2) · (𝑇↑2)) = ((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)))
137	105, 135, 136	3eqtrd 2860	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) − (2 · (((𝑇 + 1)↑2) · ((𝑇 + 1)↑1)))) + (((𝑇 + 1)↑2) · 1)) = ((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)))
138	86, 137	eqtrd 2856	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((((𝑇 + 1)↑(2 + 2)) − (2 · ((𝑇 + 1)↑(2 + 1)))) + ((𝑇 + 1)↑2)) = ((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)))
139	9, 138	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → ((((𝑇 + 1)↑(2 + 2)) − (2 · ((𝑇 + 1)↑(2 + 1)))) + ((𝑇 + 1)↑2)) = ((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)))
140	73, 139	syl5eq 2868	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → ((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) = ((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)))
141	65, 140	eqtrd 2856	. . . . 5 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → ((((((𝑇 + 1)↑4) − (2 · ((𝑇 + 1)↑3))) + ((𝑇 + 1)↑2)) − (1 / ;30)) + (1 / ;30)) = ((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)))
142	37, 62, 141	3eqtrd 2860	. . . 4 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → ((4 BernPoly (𝑇 + 1)) − (4 BernPoly 0)) = ((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)))
143	142	oveq1d 7171	. . 3 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → (((4 BernPoly (𝑇 + 1)) − (4 BernPoly 0)) / 4) = (((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) / 4))
144	8, 143	syl5eqr 2870	. 2 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → ((((3 + 1) BernPoly (𝑇 + 1)) − ((3 + 1) BernPoly 0)) / (3 + 1)) = (((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) / 4))
145	3, 144	eqtrd 2856	1 ⊢ (𝑇 ∈ ℕ₀ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑇)(𝑘↑3) = (((𝑇↑2) · ((𝑇 + 1)↑2)) / 4))

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: → wi 4 = wceq 1537 ∈ wcel 2114 (class class class)co 7156 ℂcc 10535 0cc0 10537 1c1 10538 + caddc 10540 · cmul 10542 − cmin 10870 -cneg 10871 / cdiv 11297 ℕcn 11638 2c2 11693 3c3 11694 4c4 11695 ℕ₀cn0 11898 cdc 12099 ...cfz 12893 ↑cexp 13430 Σcsu 15042 BernPoly cbp 15400

This theorem was proved from axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-3 8 ax-gen 1796 ax-4 1810 ax-5 1911 ax-6 1970 ax-7 2015 ax-8 2116 ax-9 2124 ax-10 2145 ax-11 2161 ax-12 2177 ax-ext 2793 ax-rep 5190 ax-sep 5203 ax-nul 5210 ax-pow 5266 ax-pr 5330 ax-un 7461 ax-inf2 9104 ax-cnex 10593 ax-resscn 10594 ax-1cn 10595 ax-icn 10596 ax-addcl 10597 ax-addrcl 10598 ax-mulcl 10599 ax-mulrcl 10600 ax-mulcom 10601 ax-addass 10602 ax-mulass 10603 ax-distr 10604 ax-i2m1 10605 ax-1ne0 10606 ax-1rid 10607 ax-rnegex 10608 ax-rrecex 10609 ax-cnre 10610 ax-pre-lttri 10611 ax-pre-lttrn 10612 ax-pre-ltadd 10613 ax-pre-mulgt0 10614 ax-pre-sup 10615

This theorem depends on definitions: df-bi 209 df-an 399 df-or 844 df-3or 1084 df-3an 1085 df-tru 1540 df-fal 1550 df-ex 1781 df-nf 1785 df-sb 2070 df-mo 2622 df-eu 2654 df-clab 2800 df-cleq 2814 df-clel 2893 df-nfc 2963 df-ne 3017 df-nel 3124 df-ral 3143 df-rex 3144 df-reu 3145 df-rmo 3146 df-rab 3147 df-v 3496 df-sbc 3773 df-csb 3884 df-dif 3939 df-un 3941 df-in 3943 df-ss 3952 df-pss 3954 df-nul 4292 df-if 4468 df-pw 4541 df-sn 4568 df-pr 4570 df-tp 4572 df-op 4574 df-uni 4839 df-int 4877 df-iun 4921 df-br 5067 df-opab 5129 df-mpt 5147 df-tr 5173 df-id 5460 df-eprel 5465 df-po 5474 df-so 5475 df-fr 5514 df-se 5515 df-we 5516 df-xp 5561 df-rel 5562 df-cnv 5563 df-co 5564 df-dm 5565 df-rn 5566 df-res 5567 df-ima 5568 df-pred 6148 df-ord 6194 df-on 6195 df-lim 6196 df-suc 6197 df-iota 6314 df-fun 6357 df-fn 6358 df-f 6359 df-f1 6360 df-fo 6361 df-f1o 6362 df-fv 6363 df-isom 6364 df-riota 7114 df-ov 7159 df-oprab 7160 df-mpo 7161 df-om 7581 df-1st 7689 df-2nd 7690 df-wrecs 7947 df-recs 8008 df-rdg 8046 df-1o 8102 df-oadd 8106 df-er 8289 df-en 8510 df-dom 8511 df-sdom 8512 df-fin 8513 df-sup 8906 df-oi 8974 df-card 9368 df-pnf 10677 df-mnf 10678 df-xr 10679 df-ltxr 10680 df-le 10681 df-sub 10872 df-neg 10873 df-div 11298 df-nn 11639 df-2 11701 df-3 11702 df-4 11703 df-5 11704 df-6 11705 df-7 11706 df-8 11707 df-9 11708 df-n0 11899 df-z 11983 df-dec 12100 df-uz 12245 df-rp 12391 df-fz 12894 df-fzo 13035 df-seq 13371 df-exp 13431 df-fac 13635 df-bc 13664 df-hash 13692 df-cj 14458 df-re 14459 df-im 14460 df-sqrt 14594 df-abs 14595 df-clim 14845 df-sum 15043 df-bpoly 15401

This theorem is referenced by: (None)

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