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Theorem sumodd

Description: If every term in a sum is odd, then the sum is even iff the number of terms in the sum is even. (Contributed by AV, 14-Aug-2021)

Ref Expression
Hypotheses sumeven.a ⊢ φ → A ∈ Fin
sumeven.b ⊢ φ ∧ k ∈ A → B ∈ ℤ
sumodd.o ⊢ φ ∧ k ∈ A → ¬ 2 ∥ B
Assertion sumodd ⊢ φ → 2 ∥ A ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ A B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sumeven.a ⊢ φ → A ∈ Fin
2 sumeven.b ⊢ φ ∧ k ∈ A → B ∈ ℤ
3 sumodd.o ⊢ φ ∧ k ∈ A → ¬ 2 ∥ B
4 fveq2 ⊢ x = ∅ → x = ∅
5 hash0 ⊢ ∅ = 0
6 4 5 eqtrdi ⊢ x = ∅ → x = 0
7 6 breq2d ⊢ x = ∅ → 2 ∥ x ↔ 2 ∥ 0
8 sumeq1 ⊢ x = ∅ → ∑ k ∈ x B = ∑ k ∈ ∅ B
9 sum0 ⊢ ∑ k ∈ ∅ B = 0
10 8 9 eqtrdi ⊢ x = ∅ → ∑ k ∈ x B = 0
11 10 breq2d ⊢ x = ∅ → 2 ∥ ∑ k ∈ x B ↔ 2 ∥ 0
12 7 11 bibi12d ⊢ x = ∅ → 2 ∥ x ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ x B ↔ 2 ∥ 0 ↔ 2 ∥ 0
13 fveq2 ⊢ x = y → x = y
14 13 breq2d ⊢ x = y → 2 ∥ x ↔ 2 ∥ y
15 sumeq1 ⊢ x = y → ∑ k ∈ x B = ∑ k ∈ y B
16 15 breq2d ⊢ x = y → 2 ∥ ∑ k ∈ x B ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B
17 14 16 bibi12d ⊢ x = y → 2 ∥ x ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ x B ↔ 2 ∥ y ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B
18 fveq2 ⊢ x = y ∪ z → x = y ∪ z
19 18 breq2d ⊢ x = y ∪ z → 2 ∥ x ↔ 2 ∥ y ∪ z
20 sumeq1 ⊢ x = y ∪ z → ∑ k ∈ x B = ∑ k ∈ y ∪ z B
21 20 breq2d ⊢ x = y ∪ z → 2 ∥ ∑ k ∈ x B ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y ∪ z B
22 19 21 bibi12d ⊢ x = y ∪ z → 2 ∥ x ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ x B ↔ 2 ∥ y ∪ z ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y ∪ z B
23 fveq2 ⊢ x = A → x = A
24 23 breq2d ⊢ x = A → 2 ∥ x ↔ 2 ∥ A
25 sumeq1 ⊢ x = A → ∑ k ∈ x B = ∑ k ∈ A B
26 25 breq2d ⊢ x = A → 2 ∥ ∑ k ∈ x B ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ A B
27 24 26 bibi12d ⊢ x = A → 2 ∥ x ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ x B ↔ 2 ∥ A ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ A B
28 biidd ⊢ φ → 2 ∥ 0 ↔ 2 ∥ 0
29 eldifi ⊢ z ∈ A ∖ y → z ∈ A
30 29 adantl ⊢ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → z ∈ A
31 30 adantl ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → z ∈ A
32 2 adantlr ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ k ∈ A → B ∈ ℤ
33 32 ralrimiva ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ∀ k ∈ A B ∈ ℤ
34 rspcsbela ⊢ z ∈ A ∧ ∀ k ∈ A B ∈ ℤ → ⦋ z / k⦌ B ∈ ℤ
35 31 33 34 syl2anc ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ⦋ z / k⦌ B ∈ ℤ
36 3 ralrimiva ⊢ φ → ∀ k ∈ A ¬ 2 ∥ B
37 nfcv ⊢ Ⅎ _ k 2
38 nfcv ⊢ Ⅎ _ k ∥
39 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ k ⦋ z / k⦌ B
40 37 38 39 nfbr ⊢ Ⅎ k 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
41 40 nfn ⊢ Ⅎ k ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
42 csbeq1a ⊢ k = z → B = ⦋ z / k⦌ B
43 42 breq2d ⊢ k = z → 2 ∥ B ↔ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
44 43 notbid ⊢ k = z → ¬ 2 ∥ B ↔ ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
45 41 44 rspc ⊢ z ∈ A → ∀ k ∈ A ¬ 2 ∥ B → ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
46 29 36 45 syl2imc ⊢ φ → z ∈ A ∖ y → ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
47 46 a1d ⊢ φ → y ⊆ A → z ∈ A ∖ y → ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
48 47 imp32 ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
49 35 48 jca ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ⦋ z / k⦌ B ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
50 49 adantr ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → ⦋ z / k⦌ B ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
51 ssfi ⊢ A ∈ Fin ∧ y ⊆ A → y ∈ Fin
52 51 expcom ⊢ y ⊆ A → A ∈ Fin → y ∈ Fin
53 52 adantr ⊢ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → A ∈ Fin → y ∈ Fin
54 1 53 mpan9 ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → y ∈ Fin
55 simpll ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ k ∈ y → φ
56 ssel ⊢ y ⊆ A → k ∈ y → k ∈ A
57 56 adantr ⊢ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → k ∈ y → k ∈ A
58 57 adantl ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → k ∈ y → k ∈ A
59 58 imp ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ k ∈ y → k ∈ A
60 55 59 2 syl2anc ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ k ∈ y → B ∈ ℤ
61 54 60 fsumzcl ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ∑ k ∈ y B ∈ ℤ
62 61 anim1i ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → ∑ k ∈ y B ∈ ℤ ∧ 2 ∥ ∑ k ∈ y B
63 opeo ⊢ ⦋ z / k⦌ B ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B ∧ ∑ k ∈ y B ∈ ℤ ∧ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B + ∑ k ∈ y B
64 50 62 63 syl2anc ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B + ∑ k ∈ y B
65 61 zcnd ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ∑ k ∈ y B ∈ ℂ
66 35 zcnd ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ⦋ z / k⦌ B ∈ ℂ
67 addcom ⊢ ∑ k ∈ y B ∈ ℂ ∧ ⦋ z / k⦌ B ∈ ℂ → ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B = ⦋ z / k⦌ B + ∑ k ∈ y B
68 67 breq2d ⊢ ∑ k ∈ y B ∈ ℂ ∧ ⦋ z / k⦌ B ∈ ℂ → 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B ↔ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B + ∑ k ∈ y B
69 68 notbid ⊢ ∑ k ∈ y B ∈ ℂ ∧ ⦋ z / k⦌ B ∈ ℂ → ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B ↔ ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B + ∑ k ∈ y B
70 65 66 69 syl2anc ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B ↔ ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B + ∑ k ∈ y B
71 70 adantr ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B ↔ ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B + ∑ k ∈ y B
72 64 71 mpbird ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
73 72 ex ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → 2 ∥ ∑ k ∈ y B → ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
74 61 anim1i ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → ∑ k ∈ y B ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B
75 49 adantr ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → ⦋ z / k⦌ B ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B
76 opoe ⊢ ∑ k ∈ y B ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B ∧ ⦋ z / k⦌ B ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ ⦋ z / k⦌ B → 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
77 74 75 76 syl2anc ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
78 77 ex ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
79 78 con1d ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B → 2 ∥ ∑ k ∈ y B
80 73 79 impbid ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → 2 ∥ ∑ k ∈ y B ↔ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
81 bitr3 ⊢ 2 ∥ ∑ k ∈ y B ↔ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B → 2 ∥ ∑ k ∈ y B ↔ ¬ 2 ∥ y + 1 → ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B ↔ ¬ 2 ∥ y + 1
82 80 81 syl ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → 2 ∥ ∑ k ∈ y B ↔ ¬ 2 ∥ y + 1 → ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B ↔ ¬ 2 ∥ y + 1
83 bicom ⊢ ¬ 2 ∥ y + 1 ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B ↔ ¬ 2 ∥ y + 1
84 bicom ⊢ ¬ 2 ∥ y + 1 ↔ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B ↔ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B ↔ ¬ 2 ∥ y + 1
85 82 83 84 3imtr4g ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ¬ 2 ∥ y + 1 ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → ¬ 2 ∥ y + 1 ↔ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
86 notnotb ⊢ 2 ∥ y ↔ ¬ ¬ 2 ∥ y
87 hashcl ⊢ y ∈ Fin → y ∈ ℕ 0
88 54 87 syl ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → y ∈ ℕ 0
89 88 nn0zd ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → y ∈ ℤ
90 oddp1even ⊢ y ∈ ℤ → ¬ 2 ∥ y ↔ 2 ∥ y + 1
91 89 90 syl ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ¬ 2 ∥ y ↔ 2 ∥ y + 1
92 91 notbid ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ¬ ¬ 2 ∥ y ↔ ¬ 2 ∥ y + 1
93 86 92 bitrid ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → 2 ∥ y ↔ ¬ 2 ∥ y + 1
94 93 bibi1d ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → 2 ∥ y ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B ↔ ¬ 2 ∥ y + 1 ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B
95 simprr ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → z ∈ A ∖ y
96 eldifn ⊢ z ∈ A ∖ y → ¬ z ∈ y
97 96 adantl ⊢ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ¬ z ∈ y
98 97 adantl ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ¬ z ∈ y
99 54 98 jca ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → y ∈ Fin ∧ ¬ z ∈ y
100 hashunsng ⊢ z ∈ A ∖ y → y ∈ Fin ∧ ¬ z ∈ y → y ∪ z = y + 1
101 95 99 100 sylc ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → y ∪ z = y + 1
102 101 breq2d ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → 2 ∥ y ∪ z ↔ 2 ∥ y + 1
103 vex ⊢ z ∈ V
104 103 a1i ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → z ∈ V
105 df-nel ⊢ z ∉ y ↔ ¬ z ∈ y
106 98 105 sylibr ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → z ∉ y
107 simpll ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ k ∈ y ∪ z → φ
108 elun ⊢ k ∈ y ∪ z ↔ k ∈ y ∨ k ∈ z
109 57 com12 ⊢ k ∈ y → y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → k ∈ A
110 elsni ⊢ k ∈ z → k = z
111 eleq1w ⊢ k = z → k ∈ A ↔ z ∈ A
112 30 111 imbitrrid ⊢ k = z → y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → k ∈ A
113 110 112 syl ⊢ k ∈ z → y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → k ∈ A
114 109 113 jaoi ⊢ k ∈ y ∨ k ∈ z → y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → k ∈ A
115 108 114 sylbi ⊢ k ∈ y ∪ z → y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → k ∈ A
116 115 com12 ⊢ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → k ∈ y ∪ z → k ∈ A
117 116 adantl ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → k ∈ y ∪ z → k ∈ A
118 117 imp ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ k ∈ y ∪ z → k ∈ A
119 107 118 2 syl2anc ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y ∧ k ∈ y ∪ z → B ∈ ℤ
120 119 ralrimiva ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ∀ k ∈ y ∪ z B ∈ ℤ
121 fsumsplitsnun ⊢ y ∈ Fin ∧ z ∈ V ∧ z ∉ y ∧ ∀ k ∈ y ∪ z B ∈ ℤ → ∑ k ∈ y ∪ z B = ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
122 54 104 106 120 121 syl121anc ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → ∑ k ∈ y ∪ z B = ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
123 122 breq2d ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → 2 ∥ ∑ k ∈ y ∪ z B ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
124 102 123 bibi12d ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → 2 ∥ y ∪ z ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y ∪ z B ↔ 2 ∥ y + 1 ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
125 notbi ⊢ 2 ∥ y + 1 ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B ↔ ¬ 2 ∥ y + 1 ↔ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
126 124 125 bitrdi ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → 2 ∥ y ∪ z ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y ∪ z B ↔ ¬ 2 ∥ y + 1 ↔ ¬ 2 ∥ ∑ k ∈ y B + ⦋ z / k⦌ B
127 85 94 126 3imtr4d ⊢ φ ∧ y ⊆ A ∧ z ∈ A ∖ y → 2 ∥ y ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y B → 2 ∥ y ∪ z ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ y ∪ z B
128 12 17 22 27 28 127 1 findcard2d ⊢ φ → 2 ∥ A ↔ 2 ∥ ∑ k ∈ A B