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Theorem incexc 12544
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 7331 . . 3  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  U. A  e.  Fin )
2 hashcl 11566 . . . 4  |-  ( U. A  e.  Fin  ->  ( # `
 U. A )  e.  NN0 )
32nn0cnd 10208 . . 3  |-  ( U. A  e.  Fin  ->  ( # `
 U. A )  e.  CC )
41, 3syl 16 . 2  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( # `  U. A
)  e.  CC )
5 simpl 444 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  A  e.  Fin )
6 pwfi 7337 . . . . 5  |-  ( A  e.  Fin  <->  ~P A  e.  Fin )
75, 6sylib 189 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  ~P A  e.  Fin )
8 diffi 7275 . . . 4  |-  ( ~P A  e.  Fin  ->  ( ~P A  \  { (/)
} )  e.  Fin )
97, 8syl 16 . . 3  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ~P A  \  { (/) } )  e. 
Fin )
10 ax-1cn 8981 . . . . . . 7  |-  1  e.  CC
1110a1i 11 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  1  e.  CC )
1211negcld 9330 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  -u 1  e.  CC )
13 eldifsni 3871 . . . . . . . 8  |-  ( s  e.  ( ~P A  \  { (/) } )  -> 
s  =/=  (/) )
1413adantl 453 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  s  =/=  (/) )
15 eldifi 3412 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  e.  ( ~P A  \  { (/) } )  -> 
s  e.  ~P A
)
16 elpwi 3750 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  e.  ~P A  -> 
s  C_  A )
1715, 16syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( s  e.  ( ~P A  \  { (/) } )  -> 
s  C_  A )
18 ssfi 7265 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  s  C_  A )  -> 
s  e.  Fin )
195, 17, 18syl2an 464 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  s  e.  Fin )
20 hashnncl 11572 . . . . . . . 8  |-  ( s  e.  Fin  ->  (
( # `  s )  e.  NN  <->  s  =/=  (/) ) )
2119, 20syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  (
( # `  s )  e.  NN  <->  s  =/=  (/) ) )
2214, 21mpbird 224 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( # `
 s )  e.  NN )
23 nnm1nn0 10193 . . . . . 6  |-  ( (
# `  s )  e.  NN  ->  ( ( # `
 s )  - 
1 )  e.  NN0 )
2422, 23syl 16 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  (
( # `  s )  -  1 )  e. 
NN0 )
2512, 24expcld 11450 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( -u 1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) )  e.  CC )
2617adantl 453 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  s  C_  A )
27 simplr 732 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  A  C_ 
Fin )
2826, 27sstrd 3301 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  s  C_ 
Fin )
29 unifi 7331 . . . . . . . 8  |-  ( ( s  e.  Fin  /\  s  C_  Fin )  ->  U. s  e.  Fin )
3019, 28, 29syl2anc 643 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  U. s  e.  Fin )
31 intssuni 4014 . . . . . . . 8  |-  ( s  =/=  (/)  ->  |^| s  C_  U. s )
3214, 31syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  |^| s  C_ 
U. s )
33 ssfi 7265 . . . . . . 7  |-  ( ( U. s  e.  Fin  /\ 
|^| s  C_  U. s
)  ->  |^| s  e. 
Fin )
3430, 32, 33syl2anc 643 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  |^| s  e.  Fin )
35 hashcl 11566 . . . . . 6  |-  ( |^| s  e.  Fin  ->  ( # `
 |^| s )  e. 
NN0 )
3634, 35syl 16 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( # `
 |^| s )  e. 
NN0 )
3736nn0cnd 10208 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( # `
 |^| s )  e.  CC )
3825, 37mulcld 9041 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  (
( -u 1 ^ (
( # `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) )  e.  CC )
399, 38fsumcl 12454 . 2  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) ( ( -u
1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `  |^| s ) )  e.  CC )
40 disjdif 3643 . . . . 5  |-  ( {
(/) }  i^i  ( ~P A  \  { (/) } ) )  =  (/)
4140a1i 11 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( { (/) }  i^i  ( ~P A  \  { (/)
} ) )  =  (/) )
42 0elpw 4310 . . . . . . . 8  |-  (/)  e.  ~P A
43 snssi 3885 . . . . . . . 8  |-  ( (/)  e.  ~P A  ->  { (/) } 
C_  ~P A )
4442, 43ax-mp 8 . . . . . . 7  |-  { (/) } 
C_  ~P A
45 undif 3651 . . . . . . 7  |-  ( {
(/) }  C_  ~P A  <->  ( { (/) }  u.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  =  ~P A )
4644, 45mpbi 200 . . . . . 6  |-  ( {
(/) }  u.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  =  ~P A
4746eqcomi 2391 . . . . 5  |-  ~P A  =  ( { (/) }  u.  ( ~P A  \  { (/) } ) )
4847a1i 11 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  ~P A  =  ( { (/) }  u.  ( ~P A  \  { (/) } ) ) )
4910a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  1  e.  CC )
5049negcld 9330 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  -u 1  e.  CC )
515, 16, 18syl2an 464 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  s  e.  Fin )
52 hashcl 11566 . . . . . . 7  |-  ( s  e.  Fin  ->  ( # `
 s )  e. 
NN0 )
5351, 52syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  ( # `
 s )  e. 
NN0 )
5450, 53expcld 11450 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  ( -u 1 ^ ( # `  s ) )  e.  CC )
551adantr 452 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  U. A  e.  Fin )
56 inss1 3504 . . . . . . . 8  |-  ( U. A  i^i  |^| s )  C_  U. A
57 ssfi 7265 . . . . . . . 8  |-  ( ( U. A  e.  Fin  /\  ( U. A  i^i  |^| s )  C_  U. A
)  ->  ( U. A  i^i  |^| s )  e. 
Fin )
5855, 56, 57sylancl 644 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  ( U. A  i^i  |^| s
)  e.  Fin )
59 hashcl 11566 . . . . . . 7  |-  ( ( U. A  i^i  |^| s )  e.  Fin  ->  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) )  e.  NN0 )
6058, 59syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) )  e.  NN0 )
6160nn0cnd 10208 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ~P A )  ->  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) )  e.  CC )
6254, 61mulcld 9041 . . . 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 12460 . . 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 3493 . . . . . . 7  |-  ( U. A  i^i  U. A )  =  U. A
6564fveq2i 5671 . . . . . 6  |-  ( # `  ( U. A  i^i  U. A ) )  =  ( # `  U. A )
6665oveq2i 6031 . . . . 5  |-  ( (
# `  U. A )  -  ( # `  ( U. A  i^i  U. A
) ) )  =  ( ( # `  U. A )  -  ( # `
 U. A ) )
674subidd 9331 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ( # `  U. A )  -  ( # `
 U. A ) )  =  0 )
6866, 67syl5eq 2431 . . . 4  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ( # `  U. A )  -  ( # `
 ( U. A  i^i  U. A ) ) )  =  0 )
69 incexclem 12543 . . . . 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 457 . . . 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 2421 . . 3  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
0  =  sum_ s  e.  ~P  A ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) )
724, 39negsubd 9349 . . . 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 4280 . . . . . . 7  |-  (/)  e.  _V
7410a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
1  e.  CC )
7574, 4mulcld 9041 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( 1  x.  ( # `
 U. A ) )  e.  CC )
76 fveq2 5668 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( s  =  (/)  ->  ( # `  s )  =  (
# `  (/) ) )
77 hash0 11573 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( # `  (/) )  =  0
7876, 77syl6eq 2435 . . . . . . . . . . 11  |-  ( s  =  (/)  ->  ( # `  s )  =  0 )
7978oveq2d 6036 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  =  (/)  ->  ( -u
1 ^ ( # `  s ) )  =  ( -u 1 ^ 0 ) )
80 neg1cn 9999 . . . . . . . . . . 11  |-  -u 1  e.  CC
81 exp0 11313 . . . . . . . . . . 11  |-  ( -u
1  e.  CC  ->  (
-u 1 ^ 0 )  =  1 )
8280, 81ax-mp 8 . . . . . . . . . 10  |-  ( -u
1 ^ 0 )  =  1
8379, 82syl6eq 2435 . . . . . . . . 9  |-  ( s  =  (/)  ->  ( -u
1 ^ ( # `  s ) )  =  1 )
84 rint0 4032 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  =  (/)  ->  ( U. A  i^i  |^| s )  = 
U. A )
8584fveq2d 5672 . . . . . . . . 9  |-  ( s  =  (/)  ->  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s ) )  =  ( # `  U. A ) )
8683, 85oveq12d 6038 . . . . . . . 8  |-  ( s  =  (/)  ->  ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) )  =  ( 1  x.  ( # `
 U. A ) ) )
8786sumsn 12461 . . . . . . 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 ) ) )
8873, 75, 87sylancr 645 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  ->  sum_ s  e.  { (/) }  ( ( -u 1 ^ ( # `  s
) )  x.  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) ) )  =  ( 1  x.  ( # `  U. A ) ) )
894mulid2d 9039 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( 1  x.  ( # `
 U. A ) )  =  ( # `  U. A ) )
9088, 89eqtr2d 2420 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( # `  U. A
)  =  sum_ s  e.  { (/) }  ( (
-u 1 ^ ( # `
 s ) )  x.  ( # `  ( U. A  i^i  |^| s
) ) ) )
919, 38fsumneg 12497 . . . . . 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 ) ) )
92 expm1t 11335 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
-u 1  e.  CC  /\  ( # `  s
)  e.  NN )  ->  ( -u 1 ^ ( # `  s
) )  =  ( ( -u 1 ^ ( ( # `  s
)  -  1 ) )  x.  -u 1
) )
9312, 22, 92syl2anc 643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( -u 1 ^ ( # `  s ) )  =  ( ( -u 1 ^ ( ( # `  s )  -  1 ) )  x.  -u 1
) )
9425, 12mulcomd 9042 . . . . . . . . . 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 ) ) ) )
9525mulm1d 9417 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( -u 1  x.  ( -u
1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) ) )  =  -u ( -u 1 ^ ( (
# `  s )  -  1 ) ) )
9693, 94, 953eqtrd 2423 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( -u 1 ^ ( # `  s ) )  = 
-u ( -u 1 ^ ( ( # `  s )  -  1 ) ) )
9726unissd 3981 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  U. s  C_ 
U. A )
9832, 97sstrd 3301 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  |^| s  C_ 
U. A )
99 dfss1 3488 . . . . . . . . . . 11  |-  ( |^| s  C_  U. A  <->  ( U. A  i^i  |^| s )  = 
|^| s )
10098, 99sylib 189 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( U. A  i^i  |^| s
)  =  |^| s
)
101100fveq2d 5672 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  /\  s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) )  ->  ( # `
 ( U. A  i^i  |^| s ) )  =  ( # `  |^| s ) )
10296, 101oveq12d 6038 . . . . . . . 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 ) ) )
10325, 37mulneg1d 9418 . . . . . . . 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 ) ) )
104102, 103eqtr2d 2420 . . . . . . 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 ) ) ) )
105104sumeq2dv 12424 . . . . . 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
) ) ) )
10691, 105eqtr3d 2421 . . . . 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
) ) ) )
10790, 106oveq12d 6038 . . . 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
) ) ) ) )
10872, 107eqtr3d 2421 . . 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
) ) ) ) )
10963, 71, 1083eqtr4rd 2430 . 2  |-  ( ( A  e.  Fin  /\  A  C_  Fin )  -> 
( ( # `  U. A )  -  sum_ s  e.  ( ~P A  \  { (/) } ) ( ( -u 1 ^ ( ( # `  s )  -  1 ) )  x.  ( # `
 |^| s ) ) )  =  0 )
1104, 39, 109subeq0d 9351 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 177    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1717    =/= wne 2550   _Vcvv 2899    \ cdif 3260    u. cun 3261    i^i cin 3262    C_ wss 3263   (/)c0 3571   ~Pcpw 3742   {csn 3757   U.cuni 3957   |^|cint 3992   ` cfv 5394  (class class class)co 6020   Fincfn 7045   CCcc 8921   0cc0 8923   1c1 8924    + caddc 8926    x. cmul 8928    - cmin 9223   -ucneg 9224   NNcn 9932   NN0cn0 10153   ^cexp 11309   #chash 11545   sum_csu 12406
This theorem is referenced by:  incexc2  12545
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1661  ax-8 1682  ax-13 1719  ax-14 1721  ax-6 1736  ax-7 1741  ax-11 1753  ax-12 1939  ax-ext 2368  ax-rep 4261  ax-sep 4271  ax-nul 4279  ax-pow 4318  ax-pr 4344  ax-un 4641  ax-inf2 7529  ax-cnex 8979  ax-resscn 8980  ax-1cn 8981  ax-icn 8982  ax-addcl 8983  ax-addrcl 8984  ax-mulcl 8985  ax-mulrcl 8986  ax-mulcom 8987  ax-addass 8988  ax-mulass 8989  ax-distr 8990  ax-i2m1 8991  ax-1ne0 8992  ax-1rid 8993  ax-rnegex 8994  ax-rrecex 8995  ax-cnre 8996  ax-pre-lttri 8997  ax-pre-lttrn 8998  ax-pre-ltadd 8999  ax-pre-mulgt0 9000  ax-pre-sup 9001
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2242  df-mo 2243  df-clab 2374  df-cleq 2380  df-clel 2383  df-nfc 2512  df-ne 2552  df-nel 2553  df-ral 2654  df-rex 2655  df-reu 2656  df-rmo 2657  df-rab 2658  df-v 2901  df-sbc 3105  df-csb 3195  df-dif 3266  df-un 3268  df-in 3270  df-ss 3277  df-pss 3279  df-nul 3572  df-if 3683  df-pw 3744  df-sn 3763  df-pr 3764  df-tp 3765  df-op 3766  df-uni 3958  df-int 3993  df-iun 4037  df-br 4154  df-opab 4208  df-mpt 4209  df-tr 4244  df-eprel 4435  df-id 4439  df-po 4444  df-so 4445  df-fr 4482  df-se 4483  df-we 4484  df-ord 4525  df-on 4526  df-lim 4527  df-suc 4528  df-om 4786  df-xp 4824  df-rel 4825  df-cnv 4826  df-co 4827  df-dm 4828  df-rn 4829  df-res 4830  df-ima 4831  df-iota 5358  df-fun 5396  df-fn 5397  df-f 5398  df-f1 5399  df-fo 5400  df-f1o 5401  df-fv 5402  df-isom 5403  df-ov 6023  df-oprab 6024  df-mpt2 6025  df-1st 6288  df-2nd 6289  df-riota 6485  df-recs 6569  df-rdg 6604  df-1o 6660  df-2o 6661  df-oadd 6664  df-er 6841  df-map 6956  df-en 7046  df-dom 7047  df-sdom 7048  df-fin 7049  df-sup 7381  df-oi 7412  df-card 7759  df-cda 7981  df-pnf 9055  df-mnf 9056  df-xr 9057  df-ltxr 9058  df-le 9059  df-sub 9225  df-neg 9226  df-div 9610  df-nn 9933  df-2 9990  df-3 9991  df-n0 10154  df-z 10215  df-uz 10421  df-rp 10545  df-fz 10976  df-fzo 11066  df-seq 11251  df-exp 11310  df-hash 11546  df-cj 11831  df-re 11832  df-im 11833  df-sqr 11967  df-abs 11968  df-clim 12209  df-sum 12407
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