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Theorem incexc 12298
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
incexc  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( # `  U. A
)  =  sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) ( ( -u 1 ^ ( ( # `  s
)  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) ) )
Distinct variable group:    A, s

Proof of Theorem incexc
StepHypRef Expression
1 unifi 7147 . . 3  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  U. A  e.  Fin )
2 hashcl 11352 . . . 4  |-  ( U. A  e.  Fin  ->  ( # `
 U. A )  e.  NN0 )
32nn0cnd 10022 . . 3  |-  ( U. A  e.  Fin  ->  ( # `
 U. A )  e.  CC )
41, 3syl 15 . 2  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( # `  U. A
)  e.  CC )
5 simpl 443 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  A  e.  Fin )
6 pwfi 7153 . . . . 5  |-  ( A  e.  Fin  <->  ~P A  e.  Fin )
75, 6sylib 188 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  ~P A  e.  Fin )
8 diffi 7091 . . . 4  |-  ( ~P A  e.  Fin  ->  ( ~P A  \  { (/)
} )  e.  Fin )
97, 8syl 15 . . 3  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ~P A  \  { (/) } )  e. 
Fin )
10 ax-1cn 8797 . . . . . . 7  |-  1  e.  CC
1110a1i 10 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  1  e.  CC )
1211negcld 9146 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  -u 1  e.  CC )
13 eldifsni 3752 . . . . . . . 8  |-  ( s  e.  ( ~P A  \  { (/) } )  -> 
s  =/=  (/) )
1413adantl 452 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  s  =/=  (/) )
15 eldifi 3300 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  e.  ( ~P A  \  { (/) } )  -> 
s  e.  ~P A
)
16 elpwi 3635 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  e.  ~P A  -> 
s  C_  A )
1715, 16syl 15 . . . . . . . . 9  |-  ( s  e.  ( ~P A  \  { (/) } )  -> 
s  C_  A )
18 ssfi 7085 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  s  C_  A )  -> 
s  e.  Fin )
195, 17, 18syl2an 463 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  s  e.  Fin )
20 hashnncl 11356 . . . . . . . 8  |-  ( s  e.  Fin  ->  (
( # `  s )  e.  NN  <->  s  =/=  (/) ) )
2119, 20syl 15 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  (
( # `  s )  e.  NN  <->  s  =/=  (/) ) )
2214, 21mpbird 223 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( # `
 s )  e.  NN )
23 nnm1nn0 10007 . . . . . 6  |-  ( (
# `  s )  e.  NN  ->  ( ( # `
 s )  - 
1 )  e.  NN0 )
2422, 23syl 15 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  (
( # `  s )  -  1 )  e. 
NN0 )
2512, 24expcld 11247 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( -u 1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) )  e.  CC )
2617adantl 452 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  s  C_  A )
27 simplr 731 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  A  C_ 
Fin )
2826, 27sstrd 3191 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  s  C_ 
Fin )
29 unifi 7147 . . . . . . . 8  |-  ( ( s  e.  Fin  /\  s  C_  Fin )  ->  U. s  e.  Fin )
3019, 28, 29syl2anc 642 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  U. s  e.  Fin )
31 intssuni 3886 . . . . . . . 8  |-  ( s  =/=  (/)  ->  |^| s  C_  U. s )
3214, 31syl 15 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  |^| s  C_ 
U. s )
33 ssfi 7085 . . . . . . 7  |-  ( ( U. s  e.  Fin  /\ 
|^| s  C_  U. s
)  ->  |^| s  e. 
Fin )
3430, 32, 33syl2anc 642 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  |^| s  e.  Fin )
35 hashcl 11352 . . . . . 6  |-  ( |^| s  e.  Fin  ->  ( # `
 |^| s )  e. 
NN0 )
3634, 35syl 15 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( # `
 |^| s )  e. 
NN0 )
3736nn0cnd 10022 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( # `
 |^| s )  e.  CC )
3825, 37mulcld 8857 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  (
( -u 1 ^ (
( # `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) )  e.  CC )
399, 38fsumcl 12208 . 2  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) ( ( -u
1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) )  e.  CC )
40 disjdif 3528 . . . . 5  |-  ( {
(/) }  i^i  ( ~P A  \  { (/) } ) )  =  (/)
4140a1i 10 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( { (/) }  i^i  ( ~P A  \  { (/)
} ) )  =  (/) )
42 0elpw 4182 . . . . . . . 8  |-  (/)  e.  ~P A
43 snssi 3761 . . . . . . . 8  |-  ( (/)  e.  ~P A  ->  { (/) } 
C_  ~P A )
4442, 43ax-mp 8 . . . . . . 7  |-  { (/) } 
C_  ~P A
45 undif 3536 . . . . . . 7  |-  ( {
(/) }  C_  ~P A  <->  ( { (/) }  u.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  =  ~P A )
4644, 45mpbi 199 . . . . . 6  |-  ( {
(/) }  u.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  =  ~P A
4746eqcomi 2289 . . . . 5  |-  ~P A  =  ( { (/) }  u.  ( ~P A  \  { (/) } ) )
4847a1i 10 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  ~P A  =  ( { (/) }  u.  ( ~P A  \  { (/) } ) ) )
4910a1i 10 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  1  e.  CC )
5049negcld 9146 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  -u 1  e.  CC )
515, 16, 18syl2an 463 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  s  e.  Fin )
52 hashcl 11352 . . . . . . 7  |-  ( s  e.  Fin  ->  ( # `
 s )  e. 
NN0 )
5351, 52syl 15 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  ( # `
 s )  e. 
NN0 )
5450, 53expcld 11247 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  ( -u 1 ^ ( # `  s ) )  e.  CC )
551adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  U. A  e.  Fin )
56 inss1 3391 . . . . . . . 8  |-  ( U. A  i^i  |^| s )  C_  U. A
57 ssfi 7085 . . . . . . . 8  |-  ( ( U. A  e.  Fin  /\  ( U. A  i^i  |^| s )  C_  U. A
)  ->  ( U. A  i^i  |^| s )  e. 
Fin )
5855, 56, 57sylancl 643 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  ( U. A  i^i  |^| s
)  e.  Fin )
59 hashcl 11352 . . . . . . 7  |-  ( ( U. A  i^i  |^| s )  e.  Fin  ->  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) )  e.  NN0 )
6058, 59syl 15 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) )  e.  NN0 )
6160nn0cnd 10022 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) )  e.  CC )
6254, 61mulcld 8857 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  (
( -u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) )  e.  CC )
6341, 48, 7, 62fsumsplit 12214 . . 3  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  sum_ s  e.  ~P  A
( ( -u 1 ^ ( # `  s
) )  x.  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) ) )  =  ( sum_ s  e.  { (/) }  (
( -u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) )  + 
sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/)
} ) ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) ) )
64 inidm 3380 . . . . . . 7  |-  ( U. A  i^i  U. A )  =  U. A
6564fveq2i 5530 . . . . . 6  |-  ( # `  ( U. A  i^i  U. A ) )  =  ( # `  U. A )
6665oveq2i 5871 . . . . 5  |-  ( (
# `  U. A )  -  ( # `  ( U. A  i^i  U. A
) ) )  =  ( ( # `  U. A )  -  ( # `
 U. A ) )
674subidd 9147 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ( # `  U. A )  -  ( # `
 U. A ) )  =  0 )
6866, 67syl5eq 2329 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ( # `  U. A )  -  ( # `
 ( U. A  i^i  U. A ) ) )  =  0 )
69 incexclem 12297 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  U. A  e.  Fin )  ->  ( ( # `  U. A )  -  ( # `
 ( U. A  i^i  U. A ) ) )  =  sum_ s  e.  ~P  A ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) )
701, 69syldan 456 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ( # `  U. A )  -  ( # `
 ( U. A  i^i  U. A ) ) )  =  sum_ s  e.  ~P  A ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) )
7168, 70eqtr3d 2319 . . 3  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
0  =  sum_ s  e.  ~P  A ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) )
724, 39negsubd 9165 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ( # `  U. A )  +  -u sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) ( ( -u
1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) ) )  =  ( ( # `  U. A )  -  sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) ( ( -u
1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) ) ) )
73 0ex 4152 . . . . . . 7  |-  (/)  e.  _V
7410a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
1  e.  CC )
7574, 4mulcld 8857 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( 1  x.  ( # `
 U. A ) )  e.  CC )
76 fveq2 5527 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( s  =  (/)  ->  ( # `  s )  =  (
# `  (/) ) )
77 hash0 11357 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( # `  (/) )  =  0
7876, 77syl6eq 2333 . . . . . . . . . . 11  |-  ( s  =  (/)  ->  ( # `  s )  =  0 )
7978oveq2d 5876 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  =  (/)  ->  ( -u
1 ^ ( # `  s ) )  =  ( -u 1 ^ 0 ) )
8010negcli 9116 . . . . . . . . . . 11  |-  -u 1  e.  CC
81 exp0 11110 . . . . . . . . . . 11  |-  ( -u
1  e.  CC  ->  (
-u 1 ^ 0 )  =  1 )
8280, 81ax-mp 8 . . . . . . . . . 10  |-  ( -u
1 ^ 0 )  =  1
8379, 82syl6eq 2333 . . . . . . . . 9  |-  ( s  =  (/)  ->  ( -u
1 ^ ( # `  s ) )  =  1 )
84 ssv 3200 . . . . . . . . . . . 12  |-  U. A  C_ 
_V
85 inteq 3867 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( s  =  (/)  ->  |^| s  =  |^| (/) )
86 int0 3878 . . . . . . . . . . . . 13  |-  |^| (/)  =  _V
8785, 86syl6eq 2333 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( s  =  (/)  ->  |^| s  =  _V )
8884, 87syl5sseqr 3229 . . . . . . . . . . 11  |-  ( s  =  (/)  ->  U. A  C_ 
|^| s )
89 df-ss 3168 . . . . . . . . . . 11  |-  ( U. A  C_  |^| s  <->  ( U. A  i^i  |^| s )  = 
U. A )
9088, 89sylib 188 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  =  (/)  ->  ( U. A  i^i  |^| s )  = 
U. A )
9190fveq2d 5531 . . . . . . . . 9  |-  ( s  =  (/)  ->  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s ) )  =  ( # `  U. A ) )
9283, 91oveq12d 5878 . . . . . . . 8  |-  ( s  =  (/)  ->  ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) )  =  ( 1  x.  ( # `
 U. A ) ) )
9392sumsn 12215 . . . . . . 7  |-  ( (
(/)  e.  _V  /\  (
1  x.  ( # `  U. A ) )  e.  CC )  ->  sum_ s  e.  { (/) }  ( ( -u 1 ^ ( # `  s
) )  x.  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) ) )  =  ( 1  x.  ( # `  U. A ) ) )
9473, 75, 93sylancr 644 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  sum_ s  e.  { (/) }  ( ( -u 1 ^ ( # `  s
) )  x.  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) ) )  =  ( 1  x.  ( # `  U. A ) ) )
954mulid2d 8855 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( 1  x.  ( # `
 U. A ) )  =  ( # `  U. A ) )
9694, 95eqtr2d 2318 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( # `  U. A
)  =  sum_ s  e.  { (/) }  ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) )
979, 38fsumneg 12251 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) -u ( (
-u 1 ^ (
( # `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) )  = 
-u sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/)
} ) ( (
-u 1 ^ (
( # `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) ) )
98 expm1t 11132 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
-u 1  e.  CC  /\  ( # `  s
)  e.  NN )  ->  ( -u 1 ^ ( # `  s
) )  =  ( ( -u 1 ^ ( ( # `  s
)  -  1 ) )  x.  -u 1
) )
9912, 22, 98syl2anc 642 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( -u 1 ^ ( # `  s ) )  =  ( ( -u 1 ^ ( ( # `  s )  -  1 ) )  x.  -u 1
) )
10025, 12mulcomd 8858 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  (
( -u 1 ^ (
( # `  s )  -  1 ) )  x.  -u 1 )  =  ( -u 1  x.  ( -u 1 ^ ( ( # `  s
)  -  1 ) ) ) )
10125mulm1d 9233 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( -u 1  x.  ( -u
1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) ) )  =  -u ( -u 1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) ) )
10299, 100, 1013eqtrd 2321 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( -u 1 ^ ( # `  s ) )  = 
-u ( -u 1 ^ ( ( # `  s )  -  1 ) ) )
10326unissd 3853 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  U. s  C_ 
U. A )
10432, 103sstrd 3191 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  |^| s  C_ 
U. A )
105 dfss1 3375 . . . . . . . . . . 11  |-  ( |^| s  C_  U. A  <->  ( U. A  i^i  |^| s )  = 
|^| s )
106104, 105sylib 188 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( U. A  i^i  |^| s
)  =  |^| s
)
107106fveq2d 5531 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) )  =  ( # `  |^| s ) )
108102, 107oveq12d 5878 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  (
( -u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) )  =  ( -u ( -u
1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) ) )
10925, 37mulneg1d 9234 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( -u ( -u 1 ^ ( ( # `  s
)  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) )  =  -u ( ( -u
1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) ) )
110108, 109eqtr2d 2318 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  -u (
( -u 1 ^ (
( # `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) )  =  ( ( -u 1 ^ ( # `  s
) )  x.  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) ) ) )
111110sumeq2dv 12178 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) -u ( (
-u 1 ^ (
( # `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) )  = 
sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/)
} ) ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) )
11297, 111eqtr3d 2319 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  -u
sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/)
} ) ( (
-u 1 ^ (
( # `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) )  = 
sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/)
} ) ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) )
11396, 112oveq12d 5878 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ( # `  U. A )  +  -u sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) ( ( -u
1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) ) )  =  ( sum_ s  e.  { (/) }  ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) )  + 
sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/)
} ) ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) ) )
11472, 113eqtr3d 2319 . . 3  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ( # `  U. A )  -  sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) ( ( -u 1 ^ ( ( # `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `
 |^| s ) ) )  =  ( sum_ s  e.  { (/) }  (
( -u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) )  + 
sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/)
} ) ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) ) )
11563, 71, 1143eqtr4rd 2328 . 2  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ( # `  U. A )  -  sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) ( ( -u 1 ^ ( ( # `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `
 |^| s ) ) )  =  0 )
1164, 39, 115subeq0d 9167 1  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( # `  U. A
)  =  sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) ( ( -u 1 ^ ( ( # `  s
)  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358    = wceq 1625    e. wcel 1686    =/= wne 2448   _Vcvv 2790    \ cdif 3151    u. cun 3152    i^i cin 3153    C_ wss 3154   (/)c0 3457   ~Pcpw 3627   {csn 3642   U.cuni 3829   |^|cint 3864   ` cfv 5257  (class class class)co 5860   Fincfn 6865   CCcc 8737   0cc0 8739   1c1 8740    + caddc 8742    x. cmul 8744    - cmin 9039   -ucneg 9040   NNcn 9748   NN0cn0 9967   ^cexp 11106   #chash 11339   sum_csu 12160
This theorem is referenced by:  incexc2  12299
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1535  ax-5 1546  ax-17 1605  ax-9 1637  ax-8 1645  ax-13 1688  ax-14 1690  ax-6 1705  ax-7 1710  ax-11 1717  ax-12 1868  ax-ext 2266  ax-rep 4133  ax-sep 4143  ax-nul 4151  ax-pow 4190  ax-pr 4216  ax-un 4514  ax-inf2 7344  ax-cnex 8795  ax-resscn 8796  ax-1cn 8797  ax-icn 8798  ax-addcl 8799  ax-addrcl 8800  ax-mulcl 8801  ax-mulrcl 8802  ax-mulcom 8803  ax-addass 8804  ax-mulass 8805  ax-distr 8806  ax-i2m1 8807  ax-1ne0 8808  ax-1rid 8809  ax-rnegex 8810  ax-rrecex 8811  ax-cnre 8812  ax-pre-lttri 8813  ax-pre-lttrn 8814  ax-pre-ltadd 8815  ax-pre-mulgt0 8816  ax-pre-sup 8817
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1531  df-nf 1534  df-sb 1632  df-eu 2149  df-mo 2150  df-clab 2272  df-cleq 2278  df-clel 2281  df-nfc 2410  df-ne 2450  df-nel 2451  df-ral 2550  df-rex 2551  df-reu 2552  df-rmo 2553  df-rab 2554  df-v 2792  df-sbc 2994  df-csb 3084  df-dif 3157  df-un 3159  df-in 3161  df-ss 3168  df-pss 3170  df-nul 3458  df-if 3568  df-pw 3629  df-sn 3648  df-pr 3649  df-tp 3650  df-op 3651  df-uni 3830  df-int 3865  df-iun 3909  df-br 4026  df-opab 4080  df-mpt 4081  df-tr 4116  df-eprel 4307  df-id 4311  df-po 4316  df-so 4317  df-fr 4354  df-se 4355  df-we 4356  df-ord 4397  df-on 4398  df-lim 4399  df-suc 4400  df-om 4659  df-xp 4697  df-rel 4698  df-cnv 4699  df-co 4700  df-dm 4701  df-rn 4702  df-res 4703  df-ima 4704  df-iota 5221  df-fun 5259  df-fn 5260  df-f 5261  df-f1 5262  df-fo 5263  df-f1o 5264  df-fv 5265  df-isom 5266  df-ov 5863  df-oprab 5864  df-mpt2 5865  df-1st 6124  df-2nd 6125  df-riota 6306  df-recs 6390  df-rdg 6425  df-1o 6481  df-2o 6482  df-oadd 6485  df-er 6662  df-map 6776  df-en 6866  df-dom 6867  df-sdom 6868  df-fin 6869  df-sup 7196  df-oi 7227  df-card 7574  df-cda 7796  df-pnf 8871  df-mnf 8872  df-xr 8873  df-ltxr 8874  df-le 8875  df-sub 9041  df-neg 9042  df-div 9426  df-nn 9749  df-2 9806  df-3 9807  df-n0 9968  df-z 10027  df-uz 10233  df-rp 10357  df-fz 10785  df-fzo 10873  df-seq 11049  df-exp 11107  df-hash 11340  df-cj 11586  df-re 11587  df-im 11588  df-sqr 11722  df-abs 11723  df-clim 11964  df-sum 12161
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