Metamath Proof Explorer


Theorem pwp1fsum

Description: The n-th power of a number increased by 1 expressed by a product with a finite sum. (Contributed by AV, 15-Aug-2021)

Ref Expression
Hypotheses pwp1fsum.a ⊢ φ → A ∈ ℂ
pwp1fsum.n ⊢ φ → N ∈ ℕ
Assertion pwp1fsum ⊢ φ → − 1 N − 1 ⁢ A N + 1 = A + 1 ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pwp1fsum.a ⊢ φ → A ∈ ℂ
2 pwp1fsum.n ⊢ φ → N ∈ ℕ
3 1cnd ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
4 fzfid ⊢ φ → 0 … N − 1 ∈ Fin
5 neg1cn ⊢ − 1 ∈ ℂ
6 5 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → − 1 ∈ ℂ
7 elfznn0 ⊢ k ∈ 0 … N − 1 → k ∈ ℕ 0
8 7 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → k ∈ ℕ 0
9 6 8 expcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → − 1 k ∈ ℂ
10 1 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → A ∈ ℂ
11 10 8 expcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → A k ∈ ℂ
12 9 11 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → − 1 k ⁢ A k ∈ ℂ
13 4 12 fsumcl ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k ∈ ℂ
14 1 3 13 adddird ⊢ φ → A + 1 ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k = A ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1 ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k
15 4 1 12 fsummulc2 ⊢ φ → A ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k = ∑ k = 0 N − 1 A ⁢ − 1 k ⁢ A k
16 10 12 mulcomd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → A ⁢ − 1 k ⁢ A k = − 1 k ⁢ A k ⁢ A
17 9 11 10 mulassd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → − 1 k ⁢ A k ⁢ A = − 1 k ⁢ A k ⁢ A
18 expp1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ k ∈ ℕ 0 → A k + 1 = A k ⁢ A
19 1 7 18 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → A k + 1 = A k ⁢ A
20 19 eqcomd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → A k ⁢ A = A k + 1
21 20 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → − 1 k ⁢ A k ⁢ A = − 1 k ⁢ A k + 1
22 16 17 21 3eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → A ⁢ − 1 k ⁢ A k = − 1 k ⁢ A k + 1
23 22 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 A ⁢ − 1 k ⁢ A k = ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1
24 15 23 eqtrd ⊢ φ → A ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k = ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1
25 13 mullidd ⊢ φ → 1 ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k = ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k
26 24 25 oveq12d ⊢ φ → A ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1 ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k = ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1 + ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k
27 1zzd ⊢ φ → 1 ∈ ℤ
28 0zd ⊢ φ → 0 ∈ ℤ
29 nnz ⊢ N ∈ ℕ → N ∈ ℤ
30 peano2zm ⊢ N ∈ ℤ → N − 1 ∈ ℤ
31 29 30 syl ⊢ N ∈ ℕ → N − 1 ∈ ℤ
32 2 31 syl ⊢ φ → N − 1 ∈ ℤ
33 peano2nn0 ⊢ k ∈ ℕ 0 → k + 1 ∈ ℕ 0
34 7 33 syl ⊢ k ∈ 0 … N − 1 → k + 1 ∈ ℕ 0
35 34 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → k + 1 ∈ ℕ 0
36 10 35 expcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → A k + 1 ∈ ℂ
37 9 36 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → − 1 k ⁢ A k + 1 ∈ ℂ
38 oveq2 ⊢ k = l − 1 → − 1 k = − 1 l − 1
39 oveq1 ⊢ k = l − 1 → k + 1 = l - 1 + 1
40 39 oveq2d ⊢ k = l − 1 → A k + 1 = A l - 1 + 1
41 38 40 oveq12d ⊢ k = l − 1 → − 1 k ⁢ A k + 1 = − 1 l − 1 ⁢ A l - 1 + 1
42 27 28 32 37 41 fsumshft ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1 = ∑ l = 0 + 1 N - 1 + 1 − 1 l − 1 ⁢ A l - 1 + 1
43 elfzelz ⊢ l ∈ 0 + 1 … N - 1 + 1 → l ∈ ℤ
44 43 zcnd ⊢ l ∈ 0 + 1 … N - 1 + 1 → l ∈ ℂ
45 44 adantl ⊢ φ ∧ l ∈ 0 + 1 … N - 1 + 1 → l ∈ ℂ
46 npcan1 ⊢ l ∈ ℂ → l - 1 + 1 = l
47 45 46 syl ⊢ φ ∧ l ∈ 0 + 1 … N - 1 + 1 → l - 1 + 1 = l
48 47 oveq2d ⊢ φ ∧ l ∈ 0 + 1 … N - 1 + 1 → A l - 1 + 1 = A l
49 48 oveq2d ⊢ φ ∧ l ∈ 0 + 1 … N - 1 + 1 → − 1 l − 1 ⁢ A l - 1 + 1 = − 1 l − 1 ⁢ A l
50 49 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ l = 0 + 1 N - 1 + 1 − 1 l − 1 ⁢ A l - 1 + 1 = ∑ l = 0 + 1 N - 1 + 1 − 1 l − 1 ⁢ A l
51 2 nncnd ⊢ φ → N ∈ ℂ
52 npcan1 ⊢ N ∈ ℂ → N - 1 + 1 = N
53 51 52 syl ⊢ φ → N - 1 + 1 = N
54 0p1e1 ⊢ 0 + 1 = 1
55 54 fveq2i ⊢ ℤ ≥ 0 + 1 = ℤ ≥ 1
56 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
57 55 56 eqtr4i ⊢ ℤ ≥ 0 + 1 = ℕ
58 57 a1i ⊢ φ → ℤ ≥ 0 + 1 = ℕ
59 2 53 58 3eltr4d ⊢ φ → N - 1 + 1 ∈ ℤ ≥ 0 + 1
60 54 oveq1i ⊢ 0 + 1 … N - 1 + 1 = 1 … N - 1 + 1
61 60 eleq2i ⊢ l ∈ 0 + 1 … N - 1 + 1 ↔ l ∈ 1 … N - 1 + 1
62 5 a1i ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → − 1 ∈ ℂ
63 nnm1nn0 ⊢ l ∈ ℕ → l − 1 ∈ ℕ 0
64 63 adantl ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → l − 1 ∈ ℕ 0
65 62 64 expcld ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → − 1 l − 1 ∈ ℂ
66 1 adantr ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → A ∈ ℂ
67 nnnn0 ⊢ l ∈ ℕ → l ∈ ℕ 0
68 67 adantl ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → l ∈ ℕ 0
69 66 68 expcld ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → A l ∈ ℂ
70 65 69 mulcld ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → − 1 l − 1 ⁢ A l ∈ ℂ
71 70 expcom ⊢ l ∈ ℕ → φ → − 1 l − 1 ⁢ A l ∈ ℂ
72 elfznn ⊢ l ∈ 1 … N - 1 + 1 → l ∈ ℕ
73 71 72 syl11 ⊢ φ → l ∈ 1 … N - 1 + 1 → − 1 l − 1 ⁢ A l ∈ ℂ
74 61 73 biimtrid ⊢ φ → l ∈ 0 + 1 … N - 1 + 1 → − 1 l − 1 ⁢ A l ∈ ℂ
75 74 imp ⊢ φ ∧ l ∈ 0 + 1 … N - 1 + 1 → − 1 l − 1 ⁢ A l ∈ ℂ
76 oveq1 ⊢ l = N - 1 + 1 → l − 1 = N − 1 + 1 - 1
77 76 oveq2d ⊢ l = N - 1 + 1 → − 1 l − 1 = − 1 N − 1 + 1 - 1
78 oveq2 ⊢ l = N - 1 + 1 → A l = A N - 1 + 1
79 77 78 oveq12d ⊢ l = N - 1 + 1 → − 1 l − 1 ⁢ A l = − 1 N − 1 + 1 - 1 ⁢ A N - 1 + 1
80 59 75 79 fsumm1 ⊢ φ → ∑ l = 0 + 1 N - 1 + 1 − 1 l − 1 ⁢ A l = ∑ l = 0 + 1 N − 1 + 1 - 1 − 1 l − 1 ⁢ A l + − 1 N − 1 + 1 - 1 ⁢ A N - 1 + 1
81 32 zcnd ⊢ φ → N − 1 ∈ ℂ
82 pncan1 ⊢ N − 1 ∈ ℂ → N − 1 + 1 - 1 = N − 1
83 81 82 syl ⊢ φ → N − 1 + 1 - 1 = N − 1
84 83 oveq2d ⊢ φ → 0 + 1 … N − 1 + 1 - 1 = 0 + 1 … N − 1
85 84 sumeq1d ⊢ φ → ∑ l = 0 + 1 N − 1 + 1 - 1 − 1 l − 1 ⁢ A l = ∑ l = 0 + 1 N − 1 − 1 l − 1 ⁢ A l
86 oveq1 ⊢ l = k → l − 1 = k − 1
87 86 oveq2d ⊢ l = k → − 1 l − 1 = − 1 k − 1
88 oveq2 ⊢ l = k → A l = A k
89 87 88 oveq12d ⊢ l = k → − 1 l − 1 ⁢ A l = − 1 k − 1 ⁢ A k
90 89 cbvsumv ⊢ ∑ l = 0 + 1 N − 1 − 1 l − 1 ⁢ A l = ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k
91 85 90 eqtrdi ⊢ φ → ∑ l = 0 + 1 N − 1 + 1 - 1 − 1 l − 1 ⁢ A l = ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k
92 83 oveq2d ⊢ φ → − 1 N − 1 + 1 - 1 = − 1 N − 1
93 53 oveq2d ⊢ φ → A N - 1 + 1 = A N
94 92 93 oveq12d ⊢ φ → − 1 N − 1 + 1 - 1 ⁢ A N - 1 + 1 = − 1 N − 1 ⁢ A N
95 91 94 oveq12d ⊢ φ → ∑ l = 0 + 1 N − 1 + 1 - 1 − 1 l − 1 ⁢ A l + − 1 N − 1 + 1 - 1 ⁢ A N - 1 + 1 = ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N
96 80 95 eqtrd ⊢ φ → ∑ l = 0 + 1 N - 1 + 1 − 1 l − 1 ⁢ A l = ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N
97 42 50 96 3eqtrd ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1 = ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N
98 nnm1nn0 ⊢ N ∈ ℕ → N − 1 ∈ ℕ 0
99 elnn0uz ⊢ N − 1 ∈ ℕ 0 ↔ N − 1 ∈ ℤ ≥ 0
100 98 99 sylib ⊢ N ∈ ℕ → N − 1 ∈ ℤ ≥ 0
101 2 100 syl ⊢ φ → N − 1 ∈ ℤ ≥ 0
102 oveq2 ⊢ k = 0 → − 1 k = − 1 0
103 exp0 ⊢ − 1 ∈ ℂ → − 1 0 = 1
104 5 103 ax-mp ⊢ − 1 0 = 1
105 102 104 eqtrdi ⊢ k = 0 → − 1 k = 1
106 oveq2 ⊢ k = 0 → A k = A 0
107 105 106 oveq12d ⊢ k = 0 → − 1 k ⁢ A k = 1 ⁢ A 0
108 101 12 107 fsum1p ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k = 1 ⁢ A 0 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k
109 1 exp0d ⊢ φ → A 0 = 1
110 109 oveq2d ⊢ φ → 1 ⁢ A 0 = 1 ⋅ 1
111 1t1e1 ⊢ 1 ⋅ 1 = 1
112 110 111 eqtrdi ⊢ φ → 1 ⁢ A 0 = 1
113 112 oveq1d ⊢ φ → 1 ⁢ A 0 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k = 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k
114 fzfid ⊢ φ → 0 + 1 … N − 1 ∈ Fin
115 elfznn ⊢ k ∈ 1 … N − 1 → k ∈ ℕ
116 5 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → − 1 ∈ ℂ
117 nnnn0 ⊢ k ∈ ℕ → k ∈ ℕ 0
118 117 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → k ∈ ℕ 0
119 116 118 expcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → − 1 k ∈ ℂ
120 1 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → A ∈ ℂ
121 120 118 expcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → A k ∈ ℂ
122 119 121 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → − 1 k ⁢ A k ∈ ℂ
123 122 expcom ⊢ k ∈ ℕ → φ → − 1 k ⁢ A k ∈ ℂ
124 115 123 syl ⊢ k ∈ 1 … N − 1 → φ → − 1 k ⁢ A k ∈ ℂ
125 54 oveq1i ⊢ 0 + 1 … N − 1 = 1 … N − 1
126 124 125 eleq2s ⊢ k ∈ 0 + 1 … N − 1 → φ → − 1 k ⁢ A k ∈ ℂ
127 126 impcom ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N − 1 → − 1 k ⁢ A k ∈ ℂ
128 114 127 fsumcl ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k ∈ ℂ
129 3 128 addcomd ⊢ φ → 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k = ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1
130 108 113 129 3eqtrd ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k = ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1
131 97 130 oveq12d ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1 + ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k = ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1
132 nnm1nn0 ⊢ k ∈ ℕ → k − 1 ∈ ℕ 0
133 132 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → k − 1 ∈ ℕ 0
134 116 133 expcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 ∈ ℂ
135 134 121 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 ⁢ A k ∈ ℂ
136 135 expcom ⊢ k ∈ ℕ → φ → − 1 k − 1 ⁢ A k ∈ ℂ
137 115 136 syl ⊢ k ∈ 1 … N − 1 → φ → − 1 k − 1 ⁢ A k ∈ ℂ
138 137 125 eleq2s ⊢ k ∈ 0 + 1 … N − 1 → φ → − 1 k − 1 ⁢ A k ∈ ℂ
139 138 impcom ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N − 1 → − 1 k − 1 ⁢ A k ∈ ℂ
140 114 139 fsumcl ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k ∈ ℂ
141 5 a1i ⊢ φ → − 1 ∈ ℂ
142 2 98 syl ⊢ φ → N − 1 ∈ ℕ 0
143 141 142 expcld ⊢ φ → − 1 N − 1 ∈ ℂ
144 2 nnnn0d ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
145 1 144 expcld ⊢ φ → A N ∈ ℂ
146 143 145 mulcld ⊢ φ → − 1 N − 1 ⁢ A N ∈ ℂ
147 140 146 addcld ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N ∈ ℂ
148 147 128 3 addassd ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1 = ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1
149 140 146 addcomd ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N = − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k
150 149 oveq1d ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k = − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k
151 146 140 128 addassd ⊢ φ → − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k = − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k
152 nncn ⊢ k ∈ ℕ → k ∈ ℂ
153 npcan1 ⊢ k ∈ ℂ → k - 1 + 1 = k
154 152 153 syl ⊢ k ∈ ℕ → k - 1 + 1 = k
155 154 eqcomd ⊢ k ∈ ℕ → k = k - 1 + 1
156 155 oveq2d ⊢ k ∈ ℕ → − 1 k = − 1 k - 1 + 1
157 5 a1i ⊢ k ∈ ℕ → − 1 ∈ ℂ
158 157 132 expp1d ⊢ k ∈ ℕ → − 1 k - 1 + 1 = − 1 k − 1 ⁢ -1
159 157 132 expcld ⊢ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 ∈ ℂ
160 159 157 mulcomd ⊢ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 ⁢ -1 = -1 ⁢ − 1 k − 1
161 156 158 160 3eqtrd ⊢ k ∈ ℕ → − 1 k = -1 ⁢ − 1 k − 1
162 161 oveq2d ⊢ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 + − 1 k = − 1 k − 1 + -1 ⁢ − 1 k − 1
163 159 mulm1d ⊢ k ∈ ℕ → -1 ⁢ − 1 k − 1 = − − 1 k − 1
164 163 oveq2d ⊢ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 + -1 ⁢ − 1 k − 1 = − 1 k − 1 + − − 1 k − 1
165 159 negidd ⊢ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 + − − 1 k − 1 = 0
166 162 164 165 3eqtrd ⊢ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 + − 1 k = 0
167 166 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 + − 1 k = 0
168 167 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 + − 1 k ⁢ A k = 0 ⋅ A k
169 134 119 121 adddird ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 + − 1 k ⁢ A k = − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 k ⁢ A k
170 121 mul02d ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → 0 ⋅ A k = 0
171 168 169 170 3eqtr3d ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 k ⁢ A k = 0
172 171 expcom ⊢ k ∈ ℕ → φ → − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 k ⁢ A k = 0
173 115 172 syl ⊢ k ∈ 1 … N − 1 → φ → − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 k ⁢ A k = 0
174 173 125 eleq2s ⊢ k ∈ 0 + 1 … N − 1 → φ → − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 k ⁢ A k = 0
175 174 impcom ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N − 1 → − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 k ⁢ A k = 0
176 175 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 k ⁢ A k = ∑ k = 0 + 1 N − 1 0
177 114 139 127 fsumadd ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 k ⁢ A k = ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k
178 114 olcd ⊢ φ → 0 + 1 … N − 1 ⊆ ℤ ≥ 1 ∨ 0 + 1 … N − 1 ∈ Fin
179 sumz ⊢ 0 + 1 … N − 1 ⊆ ℤ ≥ 1 ∨ 0 + 1 … N − 1 ∈ Fin → ∑ k = 0 + 1 N − 1 0 = 0
180 178 179 syl ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 0 = 0
181 176 177 180 3eqtr3d ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k = 0
182 181 oveq2d ⊢ φ → − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k = − 1 N − 1 ⁢ A N + 0
183 146 addridd ⊢ φ → − 1 N − 1 ⁢ A N + 0 = − 1 N − 1 ⁢ A N
184 182 183 eqtrd ⊢ φ → − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k = − 1 N − 1 ⁢ A N
185 150 151 184 3eqtrd ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k = − 1 N − 1 ⁢ A N
186 185 oveq1d ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k − 1 ⁢ A k + − 1 N − 1 ⁢ A N + ∑ k = 0 + 1 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1 = − 1 N − 1 ⁢ A N + 1
187 131 148 186 3eqtr2d ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k + 1 + ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k = − 1 N − 1 ⁢ A N + 1
188 14 26 187 3eqtrd ⊢ φ → A + 1 ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k = − 1 N − 1 ⁢ A N + 1
189 188 eqcomd ⊢ φ → − 1 N − 1 ⁢ A N + 1 = A + 1 ⁢ ∑ k = 0 N − 1 − 1 k ⁢ A k