Users' Mathboxes Mathbox for Steven Nguyen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  oddnumth Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem oddnumth 41902
Description: The Odd Number Theorem. The sum of the first ๐‘ odd numbers is ๐‘โ†‘2. A corollary of arisum 15846. (Contributed by SN, 21-Mar-2025.)
Assertion
Ref Expression
oddnumth (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)((2 ยท ๐‘˜) โˆ’ 1) = (๐‘โ†‘2))
Distinct variable group:   ๐‘˜,๐‘

Proof of Theorem oddnumth
StepHypRef Expression
1 fzfid 13978 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (1...๐‘) โˆˆ Fin)
2 2cnd 12328 . . . . 5 (๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘) โ†’ 2 โˆˆ โ„‚)
3 elfznn 13570 . . . . . 6 (๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•)
43nncnd 12266 . . . . 5 (๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚)
52, 4mulcld 11272 . . . 4 (๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘) โ†’ (2 ยท ๐‘˜) โˆˆ โ„‚)
65adantl 480 . . 3 ((๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (2 ยท ๐‘˜) โˆˆ โ„‚)
7 1cnd 11247 . . 3 ((๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
81, 6, 7fsumsub 15774 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)((2 ยท ๐‘˜) โˆ’ 1) = (ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)(2 ยท ๐‘˜) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)1))
9 arisum 15846 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)๐‘˜ = (((๐‘โ†‘2) + ๐‘) / 2))
109oveq2d 7442 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (2 ยท ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)๐‘˜) = (2 ยท (((๐‘โ†‘2) + ๐‘) / 2)))
11 2cnd 12328 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ 2 โˆˆ โ„‚)
124adantl 480 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚)
131, 11, 12fsummulc2 15770 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (2 ยท ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)๐‘˜) = ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)(2 ยท ๐‘˜))
14 nn0cn 12520 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
1514sqcld 14148 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (๐‘โ†‘2) โˆˆ โ„‚)
1615, 14addcld 11271 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((๐‘โ†‘2) + ๐‘) โˆˆ โ„‚)
17 2ne0 12354 . . . . . 6 2 โ‰  0
1817a1i 11 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ 2 โ‰  0)
1916, 11, 18divcan2d 12030 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (2 ยท (((๐‘โ†‘2) + ๐‘) / 2)) = ((๐‘โ†‘2) + ๐‘))
2010, 13, 193eqtr3d 2776 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)(2 ยท ๐‘˜) = ((๐‘โ†‘2) + ๐‘))
21 id 22 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0)
22 1cnd 11247 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
2321, 22fz1sumconst 41900 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)1 = (๐‘ ยท 1))
2414mulridd 11269 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (๐‘ ยท 1) = ๐‘)
2523, 24eqtrd 2768 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)1 = ๐‘)
2620, 25oveq12d 7444 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)(2 ยท ๐‘˜) โˆ’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)1) = (((๐‘โ†‘2) + ๐‘) โˆ’ ๐‘))
2715, 14pncand 11610 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((๐‘โ†‘2) + ๐‘) โˆ’ ๐‘) = (๐‘โ†‘2))
288, 26, 273eqtrd 2772 1 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘)((2 ยท ๐‘˜) โˆ’ 1) = (๐‘โ†‘2))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 394   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098   โ‰  wne 2937  (class class class)co 7426  โ„‚cc 11144  0cc0 11146  1c1 11147   + caddc 11149   ยท cmul 11151   โˆ’ cmin 11482   / cdiv 11909  2c2 12305  โ„•0cn0 12510  ...cfz 13524  โ†‘cexp 14066  ฮฃcsu 15672
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 7746  ax-inf2 9672  ax-cnex 11202  ax-resscn 11203  ax-1cn 11204  ax-icn 11205  ax-addcl 11206  ax-addrcl 11207  ax-mulcl 11208  ax-mulrcl 11209  ax-mulcom 11210  ax-addass 11211  ax-mulass 11212  ax-distr 11213  ax-i2m1 11214  ax-1ne0 11215  ax-1rid 11216  ax-rnegex 11217  ax-rrecex 11218  ax-cnre 11219  ax-pre-lttri 11220  ax-pre-lttrn 11221  ax-pre-ltadd 11222  ax-pre-mulgt0 11223  ax-pre-sup 11224
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-rmo 3374  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 7877  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8293  df-wrecs 8324  df-recs 8398  df-rdg 8437  df-1o 8493  df-er 8731  df-en 8971  df-dom 8972  df-sdom 8973  df-fin 8974  df-sup 9473  df-oi 9541  df-card 9970  df-pnf 11288  df-mnf 11289  df-xr 11290  df-ltxr 11291  df-le 11292  df-sub 11484  df-neg 11485  df-div 11910  df-nn 12251  df-2 12313  df-3 12314  df-n0 12511  df-z 12597  df-uz 12861  df-rp 13015  df-fz 13525  df-fzo 13668  df-seq 14007  df-exp 14067  df-fac 14273  df-bc 14302  df-hash 14330  df-cj 15086  df-re 15087  df-im 15088  df-sqrt 15222  df-abs 15223  df-clim 15472  df-sum 15673
This theorem is referenced by:  nicomachus  41903  sumcubes  41904
  Copyright terms: Public domain W3C validator