Nuprl Lemma : power-sum-product

∀[x:ℤ]. ∀[n:ℕ]. ∀[a:ℕn + 1 ⟶ ℤ]. ∀[m:ℕ]. ∀[b:ℕm + 1 ⟶ ℤ].
  ((Σi<n + 1.a[i]*x^i * Σi<m + 1.b[i]*x^i)
  = Σi<(n + m) + 1.Σ(if j ≤z n then a[j] else 0 fi  * if i - j ≤z m then b[i - j] else 0 fi  | j < i + 1)*x^i
  ∈ ℤ)


Proof




Definitions occuring in Statement :  power-sum: Σi<n.a[i]*x^i,  sum: Σ(f[x] | x < k),  int_seg: {i..j-},  nat: ℕ,  le_int: i ≤z j,  ifthenelse: if b then t else f fi ,  uall: ∀[x:A]. B[x],  so_apply: x[s],  function: x:A ⟶ B[x],  multiply: n * m,  subtract: n - m,  add: n + m,  natural_number: $n,  int: ℤ,  equal: s = t ∈ T
Definitions unfolded in proof :  prop: ℙ,  and: P ∧ Q,  top: Top,  all: ∀x:A. B[x],  exists: ∃x:A. B[x],  satisfiable_int_formula: satisfiable_int_formula(fmla),  not: ¬A,  uimplies: b supposing a,  ge: i ≥ j ,  false: False,  implies: P ⇒ Q,  nat: ℕ,  member: t ∈ T,  uall: ∀[x:A]. B[x],  power-sum: Σi<n.a[i]*x^i,  sq_type: SQType(T),  guard: {T},  so_lambda: λ2x.t[x],  so_apply: x[s],  int_seg: {i..j-},  lelt: i ≤ j < k,  decidable: Dec(P),  or: P ∨ Q,  subtype_rel: A ⊆r B,  le: A ≤ B,  less_than': less_than'(a;b),  less_than: a < b,  squash: ↓T,  true: True,  iff: P ⇐⇒ Q,  rev_implies: P ⇐ Q,  bool: 𝔹,  unit: Unit,  it: ⋅,  btrue: tt,  ifthenelse: if b then t else f fi ,  uiff: uiff(P;Q),  bfalse: ff,  bnot: ¬bb,  assert: ↑b,  le_int: i ≤z j,  lt_int: i <z j,  subtract: n - m,  nat_plus: ℕ+,  rev_uimplies: rev_uimplies(P;Q),  nequal: a ≠ b ∈ T 
Lemmas referenced :  nat_wf,  subtract-1-ge-0,  istype-less_than,  ge_wf,  int_formula_prop_wf,  int_formula_prop_less_lemma,  int_term_value_var_lemma,  int_term_value_constant_lemma,  int_formula_prop_le_lemma,  istype-void,  int_formula_prop_and_lemma,  istype-int,  intformless_wf,  itermVar_wf,  itermConstant_wf,  intformle_wf,  intformand_wf,  full-omega-unsat,  nat_properties,  int_seg_wf,  subtype_base_sq,  int_subtype_base,  sum1,  decidable__lt,  intformnot_wf,  itermAdd_wf,  int_formula_prop_not_lemma,  int_term_value_add_lemma,  lelt_wf,  exp_wf2,  int_seg_subtype_nat,  false_wf,  exp0_lemma,  mul-one,  equal_wf,  squash_wf,  true_wf,  sum_scalar_mult,  decidable__le,  le_wf,  sum_wf,  subtype_rel_self,  iff_weakening_equal,  decidable__equal_int,  intformeq_wf,  int_formula_prop_eq_lemma,  int_seg_properties,  itermMultiply_wf,  int_term_value_mul_lemma,  singleton_support_sum,  le_int_wf,  bool_wf,  eqtt_to_assert,  assert_of_le_int,  eqff_to_assert,  bool_cases_sqequal,  bool_subtype_base,  assert-bnot,  subtract_wf,  itermSubtract_wf,  int_term_value_subtract_lemma,  not_wf,  equal-wf-T-base,  minus-zero,  add-zero,  le-add-cancel,  add-commutes,  add-associates,  zero-mul,  add-mul-special,  minus-one-mul-top,  add-swap,  minus-one-mul,  minus-add,  condition-implies-le,  not-le-2,  istype-false,  int_seg_subtype,  subtype_rel_function,  add_functionality_wrt_le,  zero-add,  less-iff-le,  not-lt-2,  sum_split1,  mul-distributes-right,  subtract-add-cancel,  general_arith_equation1,  exp_add,  less_than_wf,  add-subtract-cancel,  istype-universe,  istype-le,  iff_weakening_uiff,  assert_wf,  istype-nat,  set_subtype_base,  ifthenelse_wf,  ite_rw_true,  neg_assert_of_eq_int,  assert_of_eq_int,  eq_int_wf,  sum_linear,  mul_add_distrib,  sum_split,  empty_support,  add-member-int_seg2,  sum-is-zero,  le_weakening2,  zero_ann_a
Rules used in proof :  functionIsTypeImplies,  inhabitedIsType,  isectIsTypeImplies,  axiomEquality,  universeIsType,  independent_pairFormation,  voidElimination,  isect_memberEquality_alt,  dependent_functionElimination,  int_eqEquality,  lambdaEquality_alt,  dependent_pairFormation_alt,  independent_functionElimination,  approximateComputation,  independent_isectElimination,  natural_numberEquality,  lambdaFormation_alt,  intWeakElimination,  rename,  setElimination,  hypothesis,  hypothesisEquality,  thin,  isectElimination,  sqequalHypSubstitution,  extract_by_obid,  cut,  introduction,  isect_memberFormation_alt,  computationStep,  sqequalTransitivity,  sqequalReflexivity,  sqequalRule,  sqequalSubstitution,  isect_memberFormation,  functionEquality,  addEquality,  intEquality,  isect_memberEquality,  because_Cache,  instantiate,  cumulativity,  equalityTransitivity,  equalitySymmetry,  lambdaEquality,  multiplyEquality,  applyEquality,  functionExtensionality,  dependent_set_memberEquality,  productElimination,  unionElimination,  dependent_pairFormation,  voidEquality,  lambdaFormation,  imageMemberEquality,  baseClosed,  imageElimination,  universeEquality,  equalityElimination,  promote_hyp,  functionIsType,  minusEquality,  closedConclusion,  dependent_set_memberEquality_alt,  Error :memTop,  productIsType,  equalityIstype,  sqequalBase,  equalityIsType1,  baseApply,  equalityIsType4

Latex:
\mforall{}[x:\mBbbZ{}].  \mforall{}[n:\mBbbN{}].  \mforall{}[a:\mBbbN{}n  +  1  {}\mrightarrow{}  \mBbbZ{}].  \mforall{}[m:\mBbbN{}].  \mforall{}[b:\mBbbN{}m  +  1  {}\mrightarrow{}  \mBbbZ{}].
    ((\mSigma{}i<n  +  1.a[i]*x\^{}i  *  \mSigma{}i<m  +  1.b[i]*x\^{}i)
    =  \mSigma{}i<(n  +  m)  +  1.\mSigma{}(if  j  \mleq{}z  n  then  a[j]  else  0  fi    *  if  i  -  j  \mleq{}z  m  then  b[i  -  j]  else  0  fi    |  j  <  i
        +  1)*x\^{}i)



Date html generated: 2020_05_20-AM-08_16_38
Last ObjectModification: 2020_02_01-PM-00_11_15

Theory : general


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