MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  incexc2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem incexc2 14570
Description: The inclusion/exclusion principle for counting the elements of a finite union of finite sets. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Aug-2017.)
Assertion
Ref Expression
incexc2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (#‘ 𝐴) = Σ𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))((-1↑(𝑛 − 1)) · Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘ 𝑠)))
Distinct variable group:   𝑘,𝑛,𝑠,𝐴

Proof of Theorem incexc2
StepHypRef Expression
1 incexc 14569 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (#‘ 𝐴) = Σ𝑠 ∈ (𝒫 𝐴 ∖ {∅})((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)))
2 hashcl 13147 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ Fin → (#‘𝐴) ∈ ℕ0)
32ad2antrr 762 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (#‘𝐴) ∈ ℕ0)
43nn0zd 11480 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (#‘𝐴) ∈ ℤ)
5 simpl 473 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → 𝐴 ∈ Fin)
6 elpwi 4168 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ 𝒫 𝐴𝑘𝐴)
7 ssdomg 8001 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ Fin → (𝑘𝐴𝑘𝐴))
87imp 445 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑘𝐴) → 𝑘𝐴)
95, 6, 8syl2an 494 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → 𝑘𝐴)
10 hashdomi 13169 . . . . . . . . . . 11 (𝑘𝐴 → (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴))
119, 10syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴))
12 fznn 12408 . . . . . . . . . . 11 ((#‘𝐴) ∈ ℤ → ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ ((#‘𝑘) ∈ ℕ ∧ (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴))))
1312rbaibd 949 . . . . . . . . . 10 (((#‘𝐴) ∈ ℤ ∧ (#‘𝑘) ≤ (#‘𝐴)) → ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ (#‘𝑘) ∈ ℕ))
144, 11, 13syl2anc 693 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ (#‘𝑘) ∈ ℕ))
15 ssfi 8180 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑘𝐴) → 𝑘 ∈ Fin)
165, 6, 15syl2an 494 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → 𝑘 ∈ Fin)
17 hashnncl 13157 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ Fin → ((#‘𝑘) ∈ ℕ ↔ 𝑘 ≠ ∅))
1816, 17syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → ((#‘𝑘) ∈ ℕ ↔ 𝑘 ≠ ∅))
1914, 18bitr2d 269 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (𝑘 ≠ ∅ ↔ (#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴))))
20 df-ne 2795 . . . . . . . 8 (𝑘 ≠ ∅ ↔ ¬ 𝑘 = ∅)
21 risset 3062 . . . . . . . 8 ((#‘𝑘) ∈ (1...(#‘𝐴)) ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))𝑛 = (#‘𝑘))
2219, 20, 213bitr3g 302 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (¬ 𝑘 = ∅ ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))𝑛 = (#‘𝑘)))
23 velsn 4193 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ {∅} ↔ 𝑘 = ∅)
2423notbii 310 . . . . . . 7 𝑘 ∈ {∅} ↔ ¬ 𝑘 = ∅)
25 eqcom 2629 . . . . . . . 8 ((#‘𝑘) = 𝑛𝑛 = (#‘𝑘))
2625rexbii 3041 . . . . . . 7 (∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛 ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))𝑛 = (#‘𝑘))
2722, 24, 263bitr4g 303 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝐴) → (¬ 𝑘 ∈ {∅} ↔ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛))
2827rabbidva 3188 . . . . 5 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ¬ 𝑘 ∈ {∅}} = {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛})
29 dfdif2 3583 . . . . 5 (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) = {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ¬ 𝑘 ∈ {∅}}
30 iunrab 4567 . . . . 5 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} = {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ ∃𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))(#‘𝑘) = 𝑛}
3128, 29, 303eqtr4g 2681 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) = 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛})
3231sumeq1d 14431 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → Σ𝑠 ∈ (𝒫 𝐴 ∖ {∅})((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = Σ𝑠 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)))
331, 32eqtrd 2656 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (#‘ 𝐴) = Σ𝑠 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)))
34 fzfid 12772 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (1...(#‘𝐴)) ∈ Fin)
35 simpll 790 . . . . 5 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 𝐴 ∈ Fin)
36 pwfi 8261 . . . . 5 (𝐴 ∈ Fin ↔ 𝒫 𝐴 ∈ Fin)
3735, 36sylib 208 . . . 4 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 𝒫 𝐴 ∈ Fin)
38 ssrab2 3687 . . . 4 {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ⊆ 𝒫 𝐴
39 ssfi 8180 . . . 4 ((𝒫 𝐴 ∈ Fin ∧ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ⊆ 𝒫 𝐴) → {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ∈ Fin)
4037, 38, 39sylancl 694 . . 3 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ∈ Fin)
41 fveq2 6191 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑠 → (#‘𝑘) = (#‘𝑠))
4241eqeq1d 2624 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑠 → ((#‘𝑘) = 𝑛 ↔ (#‘𝑠) = 𝑛))
4342elrab 3363 . . . . . . . 8 (𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ↔ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (#‘𝑠) = 𝑛))
4443simprbi 480 . . . . . . 7 (𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} → (#‘𝑠) = 𝑛)
4544adantl 482 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (#‘𝑠) = 𝑛)
4645ralrimiva 2966 . . . . 5 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → ∀𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘𝑠) = 𝑛)
4746ralrimiva 2966 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → ∀𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))∀𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘𝑠) = 𝑛)
48 invdisj 4638 . . . 4 (∀𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))∀𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘𝑠) = 𝑛Disj 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛})
4947, 48syl 17 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → Disj 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛})
5045oveq1d 6665 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((#‘𝑠) − 1) = (𝑛 − 1))
5150oveq2d 6666 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (-1↑((#‘𝑠) − 1)) = (-1↑(𝑛 − 1)))
5251oveq1d 6665 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = ((-1↑(𝑛 − 1)) · (#‘ 𝑠)))
53 1cnd 10056 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 1 ∈ ℂ)
5453negcld 10379 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → -1 ∈ ℂ)
55 elfznn 12370 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)) → 𝑛 ∈ ℕ)
5655adantl 482 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → 𝑛 ∈ ℕ)
57 nnm1nn0 11334 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 − 1) ∈ ℕ0)
5856, 57syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → (𝑛 − 1) ∈ ℕ0)
5954, 58expcld 13008 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → (-1↑(𝑛 − 1)) ∈ ℂ)
6059adantr 481 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (-1↑(𝑛 − 1)) ∈ ℂ)
61 unifi 8255 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → 𝐴 ∈ Fin)
6261ad2antrr 762 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝐴 ∈ Fin)
6356adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑛 ∈ ℕ)
6445, 63eqeltrd 2701 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (#‘𝑠) ∈ ℕ)
6535adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝐴 ∈ Fin)
66 elrabi 3359 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐴)
6766adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐴)
68 elpwi 4168 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐴𝑠𝐴)
6967, 68syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠𝐴)
70 ssfi 8180 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑠𝐴) → 𝑠 ∈ Fin)
7165, 69, 70syl2anc 693 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ∈ Fin)
72 hashnncl 13157 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ Fin → ((#‘𝑠) ∈ ℕ ↔ 𝑠 ≠ ∅))
7371, 72syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((#‘𝑠) ∈ ℕ ↔ 𝑠 ≠ ∅))
7464, 73mpbid 222 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ≠ ∅)
75 intssuni 4499 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ≠ ∅ → 𝑠 𝑠)
7674, 75syl 17 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 𝑠)
7769unissd 4462 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 𝐴)
7876, 77sstrd 3613 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 𝐴)
79 ssfi 8180 . . . . . . . . 9 (( 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑠 𝐴) → 𝑠 ∈ Fin)
8062, 78, 79syl2anc 693 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → 𝑠 ∈ Fin)
81 hashcl 13147 . . . . . . . 8 ( 𝑠 ∈ Fin → (#‘ 𝑠) ∈ ℕ0)
8280, 81syl 17 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (#‘ 𝑠) ∈ ℕ0)
8382nn0cnd 11353 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → (#‘ 𝑠) ∈ ℂ)
8460, 83mulcld 10060 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((-1↑(𝑛 − 1)) · (#‘ 𝑠)) ∈ ℂ)
8552, 84eqeltrd 2701 . . . 4 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛}) → ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) ∈ ℂ)
8685anasss 679 . . 3 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ (𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)) ∧ 𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛})) → ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) ∈ ℂ)
8734, 40, 49, 86fsumiun 14553 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → Σ𝑠 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴)){𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = Σ𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)))
8852sumeq2dv 14433 . . . 4 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑(𝑛 − 1)) · (#‘ 𝑠)))
8940, 59, 83fsummulc2 14516 . . . 4 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → ((-1↑(𝑛 − 1)) · Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘ 𝑠)) = Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑(𝑛 − 1)) · (#‘ 𝑠)))
9088, 89eqtr4d 2659 . . 3 (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) ∧ 𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))) → Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = ((-1↑(𝑛 − 1)) · Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘ 𝑠)))
9190sumeq2dv 14433 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → Σ𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} ((-1↑((#‘𝑠) − 1)) · (#‘ 𝑠)) = Σ𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))((-1↑(𝑛 − 1)) · Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘ 𝑠)))
9233, 87, 913eqtrd 2660 1 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ⊆ Fin) → (#‘ 𝐴) = Σ𝑛 ∈ (1...(#‘𝐴))((-1↑(𝑛 − 1)) · Σ𝑠 ∈ {𝑘 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (#‘𝑘) = 𝑛} (#‘ 𝑠)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1483  wcel 1990  wne 2794  wral 2912  wrex 2913  {crab 2916  cdif 3571  wss 3574  c0 3915  𝒫 cpw 4158  {csn 4177   cuni 4436   cint 4475   ciun 4520  Disj wdisj 4620   class class class wbr 4653  cfv 5888  (class class class)co 6650  cdom 7953  Fincfn 7955  cc 9934  1c1 9937   · cmul 9941  cle 10075  cmin 10266  -cneg 10267  cn 11020  0cn0 11292  cz 11377  ...cfz 12326  cexp 12860  #chash 13117  Σcsu 14416
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-inf2 8538  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-fal 1489  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-disj 4621  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-se 5074  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-isom 5897  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-2o 7561  df-oadd 7564  df-er 7742  df-map 7859  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-sup 8348  df-oi 8415  df-card 8765  df-cda 8990  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-xnn0 11364  df-z 11378  df-uz 11688  df-rp 11833  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-seq 12802  df-exp 12861  df-hash 13118  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-clim 14219  df-sum 14417
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator