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

Theorem musum 27575
Description: The sum of the Möbius function over the divisors of 𝑁 gives one if 𝑁 = 1, but otherwise always sums to zero. Theorem 2.1 in [ApostolNT] p. 25. This makes the Möbius function useful for inverting divisor sums; see also muinv 27577. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jul-2015.)
Assertion
Ref Expression
musum (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ 𝑛 ∥ 𝑁} (μ‘𝑘) = if(𝑁 = 1, 1, 0))
Distinct variable group:   𝑘,𝑛,𝑁

Proof of Theorem musum
Dummy variables 𝑚 𝑝 𝑞 𝑠 𝑥 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq2 6916 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑘 → (μ‘𝑛) = (μ‘𝑘))
21neeq1d 3018 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑘 → ((μ‘𝑛) ≠ 0 ↔ (μ‘𝑘) ≠ 0))
3 breq1 5111 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑘 → (𝑛 ∥ 𝑁 ↔ 𝑘 ∥ 𝑁))
42, 3anbi12d 644 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑘 → (((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁) ↔ ((μ‘𝑘) ≠ 0 ∧ 𝑘 ∥ 𝑁)))
54elrab 3648 . . . . 5 (𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ↔ (𝑘 ∈ ℕ ∧ ((μ‘𝑘) ≠ 0 ∧ 𝑘 ∥ 𝑁)))
6 muval2 27518 . . . . . 6 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝑘) ≠ 0) → (μ‘𝑘) = ( -1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})))
76adantrr 730 . . . . 5 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ((μ‘𝑘) ≠ 0 ∧ 𝑘 ∥ 𝑁)) → (μ‘𝑘) = ( -1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})))
85, 7sylbi 220 . . . 4 (𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} → (μ‘𝑘) = ( -1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})))
98adantl 487 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}) → (μ‘𝑘) = ( -1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})))
109sumeq2dv 15913 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} (μ‘𝑘) = Σ𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ( -1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})))
11 simpr 490 . . . . 5 (((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁) → 𝑛 ∥ 𝑁)
1211a1i 11 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁) → 𝑛 ∥ 𝑁))
1312ss2rabdv 4003 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ⊆ {𝑛 ∈ ℕ ∣ 𝑛 ∥ 𝑁})
14 ssrab2 4008 . . . . . 6 {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ⊆ ℕ
15 simpr 490 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}) → 𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)})
1614, 15sselid 3911 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}) → 𝑘 ∈ ℕ)
17 mucl 27525 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ → (μ‘𝑘) ∈ ℤ)
1816, 17syl 18 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}) → (μ‘𝑘) ∈ ℤ)
1918zcnd 12844 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}) → (μ‘𝑘) ∈ ℂ)
20 difrab 4266 . . . . . . 7 ({𝑛 ∈ ℕ ∣ 𝑛 ∥ 𝑁} ∖ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}) = {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝑛 ∥ 𝑁 ∧ ¬ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁))}
21 pm3.21 477 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∥ 𝑁 → ((μ‘𝑛) ≠ 0 → ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)))
2221necon1bd 2977 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∥ 𝑁 → (¬ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁) → (μ‘𝑛) = 0))
2322imp 412 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∥ 𝑁 ∧ ¬ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)) → (μ‘𝑛) = 0)
2423a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝑛 ∥ 𝑁 ∧ ¬ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)) → (μ‘𝑛) = 0))
2524ss2rabi 4004 . . . . . . 7 {𝑛 ∈ ℕ ∣ (𝑛 ∥ 𝑁 ∧ ¬ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁))} ⊆ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (μ‘𝑛) = 0}
2620, 25eqsstri 3959 . . . . . 6 ({𝑛 ∈ ℕ ∣ 𝑛 ∥ 𝑁} ∖ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}) ⊆ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (μ‘𝑛) = 0}
2726sseli 3909 . . . . 5 (𝑘 ∈ ({𝑛 ∈ ℕ ∣ 𝑛 ∥ 𝑁} ∖ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}) → 𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (μ‘𝑛) = 0})
28 fveqeq2 6925 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑘 → ((μ‘𝑛) = 0 ↔ (μ‘𝑘) = 0))
2928elrab 3648 . . . . . 6 (𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (μ‘𝑛) = 0} ↔ (𝑘 ∈ ℕ ∧ (μ‘𝑘) = 0))
3029simprbi 503 . . . . 5 (𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ (μ‘𝑛) = 0} → (μ‘𝑘) = 0)
3127, 30syl 18 . . . 4 (𝑘 ∈ ({𝑛 ∈ ℕ ∣ 𝑛 ∥ 𝑁} ∖ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}) → (μ‘𝑘) = 0)
3231adantl 487 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ({𝑛 ∈ ℕ ∣ 𝑛 ∥ 𝑁} ∖ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)})) → (μ‘𝑘) = 0)
33 dvdsfi 17010 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → {𝑛 ∈ ℕ ∣ 𝑛 ∥ 𝑁} ∈ Fin)
3413, 19, 32, 33fsumss 15935 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} (μ‘𝑘) = Σ𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ 𝑛 ∥ 𝑁} (μ‘𝑘))
35 fveq2 6916 . . . . 5 (𝑥 = {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘} → (♯‘𝑥) = (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘}))
3635oveq2d 7467 . . . 4 (𝑥 = {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘} → ( -1↑(♯‘𝑥)) = ( -1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})))
3733, 13ssfid 9298 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ∈ Fin)
38 eqid 2763 . . . . 5 {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} = {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}
39 eqid 2763 . . . . 5 (𝑚 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ↦ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑚}) = (𝑚 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ↦ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑚})
40 oveq1 7458 . . . . . . . 8 (𝑞 = 𝑝 → (𝑞 pCnt 𝑥) = (𝑝 pCnt 𝑥))
4140cbvmptv 5215 . . . . . . 7 (𝑞 ∈ ℙ ↦ (𝑞 pCnt 𝑥)) = (𝑝 ∈ ℙ ↦ (𝑝 pCnt 𝑥))
42 oveq2 7459 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑚 → (𝑝 pCnt 𝑥) = (𝑝 pCnt 𝑚))
4342mpteq2dv 5205 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑚 → (𝑝 ∈ ℙ ↦ (𝑝 pCnt 𝑥)) = (𝑝 ∈ ℙ ↦ (𝑝 pCnt 𝑚)))
4441, 43eqtrid 2810 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑚 → (𝑞 ∈ ℙ ↦ (𝑞 pCnt 𝑥)) = (𝑝 ∈ ℙ ↦ (𝑝 pCnt 𝑚)))
4544cbvmptv 5215 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℕ ↦ (𝑞 ∈ ℙ ↦ (𝑞 pCnt 𝑥))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑝 ∈ ℙ ↦ (𝑝 pCnt 𝑚)))
4638, 39, 45sqff1o 27566 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑚 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ↦ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑚}):{𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}⟶1-1onto𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})
47 breq2 5112 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑘 → (𝑝 ∥ 𝑚 ↔ 𝑝 ∥ 𝑘))
4847rabbidv 3423 . . . . . 6 (𝑚 = 𝑘 → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑚} = {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})
49 prmex 16896 . . . . . . 7 ℙ ∈ V
5049rabex 5307 . . . . . 6 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘} ∈ V
5148, 39, 50fvmpt 7024 . . . . 5 (𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} → ((𝑚 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ↦ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑚})‘𝑘) = {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})
5251adantl 487 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)}) → ((𝑚 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ↦ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑚})‘𝑘) = {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})
53 neg1cn 12345 . . . . 5 -1 ∈ ℂ
54 prmdvdsfi 27491 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin)
55 elpwi 4567 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} → 𝑥 ⊆ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})
56 ssfi 9226 . . . . . . 7 (({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin ∧ 𝑥 ⊆ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → 𝑥 ∈ Fin)
5754, 55, 56syl2an 608 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → 𝑥 ∈ Fin)
58 hashcl 14541 . . . . . 6 (𝑥 ∈ Fin → (♯‘𝑥) ∈ ℕ0)
5957, 58syl 18 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → (♯‘𝑥) ∈ ℕ0)
60 expcl 14262 . . . . 5 (( -1 ∈ ℂ ∧ (♯‘𝑥) ∈ ℕ0) → ( -1↑(♯‘𝑥)) ∈ ℂ)
6153, 59, 60sylancr 599 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → ( -1↑(♯‘𝑥)) ∈ ℂ)
6236, 37, 46, 52, 61fsumf1o 15933 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑥 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ( -1↑(♯‘𝑥)) = Σ𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ( -1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})))
63 fzfid 14156 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ∈ Fin)
6454adantr 486 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin)
65 pwfi 9348 . . . . . . 7 ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin ↔ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin)
6664, 65sylib 221 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) → 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin)
67 ssrab2 4008 . . . . . 6 {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ⊆ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}
68 ssfi 9226 . . . . . 6 ((𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin ∧ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ⊆ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ∈ Fin)
6966, 67, 68sylancl 598 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) → {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ∈ Fin)
70 simprr 785 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ∧ 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})) → 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})
71 fveqeq2 6925 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = 𝑥 → ((♯‘𝑠) = 𝑧 ↔ (♯‘𝑥) = 𝑧))
7271elrab 3648 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ↔ (𝑥 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∧ (♯‘𝑥) = 𝑧))
7372simprbi 503 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} → (♯‘𝑥) = 𝑧)
7470, 73syl 18 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ∧ 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})) → (♯‘𝑥) = 𝑧)
7574ralrimivva 3209 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))∀𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} (♯‘𝑥) = 𝑧)
76 invdisj 5094 . . . . . 6 (∀𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))∀𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} (♯‘𝑥) = 𝑧 → Disj 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})){𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})
7775, 76syl 18 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → Disj 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})){𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})
7854adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ∧ 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin)
7967, 70sselid 3911 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ∧ 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})) → 𝑥 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})
8079, 55syl 18 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ∧ 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})) → 𝑥 ⊆ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})
8178, 80ssfid 9298 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ∧ 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})) → 𝑥 ∈ Fin)
8281, 58syl 18 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ∧ 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})) → (♯‘𝑥) ∈ ℕ0)
8353, 82, 60sylancr 599 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ∧ 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧})) → ( -1↑(♯‘𝑥)) ∈ ℂ)
8463, 69, 77, 83fsumiun 16032 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑥 ∈ ∪ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})){𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ( -1↑(♯‘𝑥)) = Σ𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))Σ𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ( -1↑(♯‘𝑥)))
85 iunrab 5016 . . . . . 6 ∪ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})){𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} = {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ ∃𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(♯‘𝑠) = 𝑧}
8654adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin)
87 elpwi 4567 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} → 𝑠 ⊆ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})
8887adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → 𝑠 ⊆ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})
89 ssdomg 9065 . . . . . . . . . . . 12 ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin → (𝑠 ⊆ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} → 𝑠 ≼ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))
9086, 88, 89sylc 66 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → 𝑠 ≼ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})
91 ssfi 9226 . . . . . . . . . . . . 13 (({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin ∧ 𝑠 ⊆ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → 𝑠 ∈ Fin)
9254, 87, 91syl2an 608 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → 𝑠 ∈ Fin)
93 hashdom 14564 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑠 ∈ Fin ∧ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin) → ((♯‘𝑠) ≤ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ↔ 𝑠 ≼ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))
9492, 86, 93syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → ((♯‘𝑠) ≤ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ↔ 𝑠 ≼ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))
9590, 94mpbird 260 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → (♯‘𝑠) ≤ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))
96 hashcl 14541 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ Fin → (♯‘𝑠) ∈ ℕ0)
9792, 96syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → (♯‘𝑠) ∈ ℕ0)
98 nn0uz 13043 . . . . . . . . . . . 12 ℕ0 = (ℤ≥‘0)
9997, 98eleqtrdi 2874 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → (♯‘𝑠) ∈ (ℤ≥‘0))
100 hashcl 14541 . . . . . . . . . . . . . 14 ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ∈ ℕ0)
10154, 100syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ∈ ℕ0)
102101adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ∈ ℕ0)
103102nn0zd 12758 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ∈ ℤ)
104 elfz5 13688 . . . . . . . . . . 11 (((♯‘𝑠) ∈ (ℤ≥‘0) ∧ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ∈ ℤ) → ((♯‘𝑠) ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ↔ (♯‘𝑠) ≤ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})))
10599, 103, 104syl2anc 596 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → ((♯‘𝑠) ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ↔ (♯‘𝑠) ≤ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})))
10695, 105mpbird 260 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → (♯‘𝑠) ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})))
107 eqidd 2764 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → (♯‘𝑠) = (♯‘𝑠))
108 eqeq2 2775 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = (♯‘𝑠) → ((♯‘𝑠) = 𝑧 ↔ (♯‘𝑠) = (♯‘𝑠)))
109108rspcev 3580 . . . . . . . . 9 (((♯‘𝑠) ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) ∧ (♯‘𝑠) = (♯‘𝑠)) → ∃𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(♯‘𝑠) = 𝑧)
110106, 107, 109syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) → ∃𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(♯‘𝑠) = 𝑧)
111110ralrimiva 3158 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}∃𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(♯‘𝑠) = 𝑧)
112 rabid2 3448 . . . . . . 7 (𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} = {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ ∃𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(♯‘𝑠) = 𝑧} ↔ ∀𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}∃𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(♯‘𝑠) = 𝑧)
113111, 112sylibr 237 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} = {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ ∃𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(♯‘𝑠) = 𝑧})
11485, 113eqtr4id 2817 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → ∪ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})){𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} = 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})
115114sumeq1d 15911 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑥 ∈ ∪ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})){𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ( -1↑(♯‘𝑥)) = Σ𝑥 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ( -1↑(♯‘𝑥)))
116 elfznn0 13794 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) → 𝑧 ∈ ℕ0)
117116adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) → 𝑧 ∈ ℕ0)
118 expcl 14262 . . . . . . . . 9 (( -1 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℕ0) → ( -1↑𝑧) ∈ ℂ)
11953, 117, 118sylancr 599 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) → ( -1↑𝑧) ∈ ℂ)
120 fsumconst 16000 . . . . . . . 8 (({𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ∈ Fin ∧ ( -1↑𝑧) ∈ ℂ) → Σ𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ( -1↑𝑧) = ((♯‘{𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧}) · ( -1↑𝑧)))
12169, 119, 120syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) → Σ𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ( -1↑𝑧) = ((♯‘{𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧}) · ( -1↑𝑧)))
12273adantl 487 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) ∧ 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧}) → (♯‘𝑥) = 𝑧)
123122oveq2d 7467 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) ∧ 𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧}) → ( -1↑(♯‘𝑥)) = ( -1↑𝑧))
124123sumeq2dv 15913 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) → Σ𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ( -1↑(♯‘𝑥)) = Σ𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ( -1↑𝑧))
125 elfzelz 13696 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) → 𝑧 ∈ ℤ)
126 hashbc 14639 . . . . . . . . 9 (({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})C𝑧) = (♯‘{𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧}))
12754, 125, 126syl2an 608 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) → ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})C𝑧) = (♯‘{𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧}))
128127oveq1d 7466 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) → (((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})C𝑧) · ( -1↑𝑧)) = ((♯‘{𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧}) · ( -1↑𝑧)))
129121, 124, 1283eqtr4d 2808 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))) → Σ𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ( -1↑(♯‘𝑥)) = (((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})C𝑧) · ( -1↑𝑧)))
130129sumeq2dv 15913 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))Σ𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ( -1↑(♯‘𝑥)) = Σ𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})C𝑧) · ( -1↑𝑧)))
131 1pneg1e0 12500 . . . . . . 7 (1 + -1) = 0
132131oveq1i 7461 . . . . . 6 ((1 + -1)↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = (0↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))
133 binom1p 16044 . . . . . . 7 (( -1 ∈ ℂ ∧ (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ∈ ℕ0) → ((1 + -1)↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = Σ𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})C𝑧) · ( -1↑𝑧)))
13453, 101, 133sylancr 599 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 + -1)↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = Σ𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})C𝑧) · ( -1↑𝑧)))
135132, 134eqtr3id 2812 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (0↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = Σ𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))(((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})C𝑧) · ( -1↑𝑧)))
136 eqeq2 2775 . . . . . 6 (1 = if(𝑁 = 1, 1, 0) → ((0↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = 1 ↔ (0↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = if(𝑁 = 1, 1, 0)))
137 eqeq2 2775 . . . . . 6 (0 = if(𝑁 = 1, 1, 0) → ((0↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = 0 ↔ (0↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = if(𝑁 = 1, 1, 0)))
138 nprmdvds1 16926 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑝 ∈ ℙ → ¬ 𝑝 ∥ 1)
139 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 = 1) → 𝑁 = 1)
140139breq2d 5120 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 = 1) → (𝑝 ∥ 𝑁 ↔ 𝑝 ∥ 1))
141140notbid 321 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 = 1) → (¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ↔ ¬ 𝑝 ∥ 1))
142138, 141imbitrrid 249 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 = 1) → (𝑝 ∈ ℙ → ¬ 𝑝 ∥ 𝑁))
143142ralrimiv 3157 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 = 1) → ∀𝑝 ∈ ℙ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁)
144 rabeq0 4341 . . . . . . . . . . 11 ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} = ∅ ↔ ∀𝑝 ∈ ℙ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁)
145143, 144sylibr 237 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 = 1) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} = ∅)
146145fveq2d 6920 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 = 1) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) = (♯‘∅))
147 hash0 14552 . . . . . . . . 9 (♯‘∅) = 0
148146, 147eqtrdi 2814 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 = 1) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) = 0)
149148oveq2d 7467 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 = 1) → (0↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = (0↑0))
150 0exp0e1 14249 . . . . . . 7 (0↑0) = 1
151149, 150eqtrdi 2814 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 = 1) → (0↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = 1)
152 df-ne 2960 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ≠ 1 ↔ ¬ 𝑁 = 1)
153 eluz2b3 13089 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ (𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ≠ 1))
154153biimpri 231 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ≠ 1) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
155152, 154sylan2br 607 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 𝑁 = 1) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
156 exprmfct 16924 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ 𝑁)
157155, 156syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 𝑁 = 1) → ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ 𝑁)
158 rabn0 4342 . . . . . . . . 9 ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ≠ ∅ ↔ ∃𝑝 ∈ ℙ 𝑝 ∥ 𝑁)
159157, 158sylibr 237 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 𝑁 = 1) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ≠ ∅)
16054adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 𝑁 = 1) → {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin)
161 hashnncl 14551 . . . . . . . . 9 ({𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∈ Fin → ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ∈ ℕ ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ≠ ∅))
162160, 161syl 18 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 𝑁 = 1) → ((♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ∈ ℕ ↔ {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ≠ ∅))
163159, 162mpbird 260 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 𝑁 = 1) → (♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}) ∈ ℕ)
1641630expd 14322 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 𝑁 = 1) → (0↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = 0)
165136, 137, 151, 164ifbothda 4524 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (0↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁})) = if(𝑁 = 1, 1, 0))
166130, 135, 1653eqtr2d 2804 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑧 ∈ (0...(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁}))Σ𝑥 ∈ {𝑠 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ∣ (♯‘𝑠) = 𝑧} ( -1↑(♯‘𝑥)) = if(𝑁 = 1, 1, 0))
16784, 115, 1663eqtr3d 2806 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑥 ∈ 𝒫 {𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑁} ( -1↑(♯‘𝑥)) = if(𝑁 = 1, 1, 0))
16862, 167eqtr3d 2800 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ ((μ‘𝑛) ≠ 0 ∧ 𝑛 ∥ 𝑁)} ( -1↑(♯‘{𝑝 ∈ ℙ ∣ 𝑝 ∥ 𝑘})) = if(𝑁 = 1, 1, 0))
16910, 34, 1683eqtr3d 2806 1 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ {𝑛 ∈ ℕ ∣ 𝑛 ∥ 𝑁} (μ‘𝑘) = if(𝑁 = 1, 1, 0))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  {crab 3416   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048  ∅c0 4281  ifcif 4485  𝒫 cpw 4560  ∪ ciun 4956  Disj wdisj 5075   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451   ≼ cdom 9009  Fincfn 9011  ℂcc 11237  0cc0 11239  1c1 11240   + caddc 11242   · cmul 11244   ≤ cle 11383   -cneg 11581  ℕcn 12375  2c2 12437  ℕ0cn0 12646  ℤcz 12733  ℤ≥cuz 13005  ...cfz 13679  ↑cexp 14244  Ccbc 14487  ♯chash 14515  Σcsu 15897   ∥ cdvds 16466  ℙcprime 16890   pCnt cpc 17058  μcmu 27479
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-inf2 9679  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-disj 5076  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-oadd 8518  df-er 8755  df-map 8887  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-sup 9471  df-inf 9472  df-oi 9541  df-dju 10019  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-n0 12647  df-xnn0 12720  df-z 12734  df-uz 13006  df-q 13116  df-rp 13161  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-fl 13972  df-mod 14050  df-seq 14185  df-exp 14245  df-fac 14459  df-bc 14488  df-hash 14516  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-clim 15699  df-sum 15898  df-dvds 16467  df-gcd 16709  df-prm 16891  df-pc 17059  df-mu 27485
This theorem is used by:  musumsum  27576  muinv  27577
  Copyright terms: Public domain W3C validator