Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  altgsumbcALT Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem altgsumbcALT 41440
Description: Alternate proof of altgsumbc 41439, using Pascal's rule (bcpascm1 41438) instead of the binomial theorem (binom 14494). (Contributed by AV, 8-Sep-2019.) (Proof modification is discouraged.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
altgsumbcALT (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · (𝑁C𝑘)) = 0)
Distinct variable group:   𝑘,𝑁

Proof of Theorem altgsumbcALT
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elfzelz 12291 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (0...𝑁) → 𝑘 ∈ ℤ)
2 bcpascm1 41438 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (((𝑁 − 1)C𝑘) + ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = (𝑁C𝑘))
31, 2sylan2 491 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → (((𝑁 − 1)C𝑘) + ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = (𝑁C𝑘))
43eqcomd 2627 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝑘) = (((𝑁 − 1)C𝑘) + ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))
54oveq2d 6626 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → ((-1↑𝑘) · (𝑁C𝑘)) = ((-1↑𝑘) · (((𝑁 − 1)C𝑘) + ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
6 ax-1cn 9945 . . . . . . 7 1 ∈ ℂ
7 negcl 10232 . . . . . . . 8 (1 ∈ ℂ → -1 ∈ ℂ)
8 elfznn0 12381 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (0...𝑁) → 𝑘 ∈ ℕ0)
9 expcl 12825 . . . . . . . 8 ((-1 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (-1↑𝑘) ∈ ℂ)
107, 8, 9syl2an 494 . . . . . . 7 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → (-1↑𝑘) ∈ ℂ)
116, 10mpan 705 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (0...𝑁) → (-1↑𝑘) ∈ ℂ)
1211adantl 482 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → (-1↑𝑘) ∈ ℂ)
13 nnm1nn0 11285 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
14 bccl 13056 . . . . . . 7 (((𝑁 − 1) ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ) → ((𝑁 − 1)C𝑘) ∈ ℕ0)
1514nn0cnd 11304 . . . . . 6 (((𝑁 − 1) ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ) → ((𝑁 − 1)C𝑘) ∈ ℂ)
1613, 1, 15syl2an 494 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁 − 1)C𝑘) ∈ ℂ)
17 peano2zm 11371 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ ℤ → (𝑘 − 1) ∈ ℤ)
181, 17syl 17 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (0...𝑁) → (𝑘 − 1) ∈ ℤ)
19 bccl 13056 . . . . . . 7 (((𝑁 − 1) ∈ ℕ0 ∧ (𝑘 − 1) ∈ ℤ) → ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)) ∈ ℕ0)
2019nn0cnd 11304 . . . . . 6 (((𝑁 − 1) ∈ ℕ0 ∧ (𝑘 − 1) ∈ ℤ) → ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)) ∈ ℂ)
2113, 18, 20syl2an 494 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)) ∈ ℂ)
2212, 16, 21adddid 10015 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → ((-1↑𝑘) · (((𝑁 − 1)C𝑘) + ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))) = (((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) + ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
235, 22eqtrd 2655 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → ((-1↑𝑘) · (𝑁C𝑘)) = (((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) + ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
2423sumeq2dv 14374 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · (𝑁C𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) + ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
25 fzfid 12719 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (0...𝑁) ∈ Fin)
26 neg1cn 11075 . . . . . . 7 -1 ∈ ℂ
2726a1i 11 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → -1 ∈ ℂ)
2827, 8, 9syl2an 494 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → (-1↑𝑘) ∈ ℂ)
2928, 16mulcld 10011 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) ∈ ℂ)
30 1z 11358 . . . . . . . 8 1 ∈ ℤ
3130a1i 11 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (0...𝑁) → 1 ∈ ℤ)
321, 31zsubcld 11438 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (0...𝑁) → (𝑘 − 1) ∈ ℤ)
3313, 32, 20syl2an 494 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)) ∈ ℂ)
3428, 33mulcld 10011 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) ∈ ℂ)
3525, 29, 34fsumadd 14410 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) + ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))) = (Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) + Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
3630a1i 11 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℤ)
37 0zd 11340 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 0 ∈ ℤ)
38 nnz 11350 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
39 oveq2 6618 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑗 − 1) → (-1↑𝑘) = (-1↑(𝑗 − 1)))
40 oveq2 6618 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑗 − 1) → ((𝑁 − 1)C𝑘) = ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1)))
4139, 40oveq12d 6628 . . . . . 6 (𝑘 = (𝑗 − 1) → ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) = ((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))))
4236, 37, 38, 29, 41fsumshft 14447 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) = Σ𝑗 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))))
43 0p1e1 11083 . . . . . . . 8 (0 + 1) = 1
4443oveq1i 6620 . . . . . . 7 ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) = (1...(𝑁 + 1))
4544a1i 11 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) = (1...(𝑁 + 1)))
4645sumeq1d 14372 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑗 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) = Σ𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1))((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))))
47 elnnuz 11675 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ ↔ 𝑁 ∈ (ℤ‘1))
4847biimpi 206 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ (ℤ‘1))
4926a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → -1 ∈ ℂ)
50 elfznn 12319 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1)) → 𝑗 ∈ ℕ)
51 nnm1nn0 11285 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 ∈ ℕ → (𝑗 − 1) ∈ ℕ0)
5250, 51syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1)) → (𝑗 − 1) ∈ ℕ0)
5352adantl 482 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → (𝑗 − 1) ∈ ℕ0)
5449, 53expcld 12955 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → (-1↑(𝑗 − 1)) ∈ ℂ)
55 elfzelz 12291 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1)) → 𝑗 ∈ ℤ)
56 elfzel1 12290 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1)) → 1 ∈ ℤ)
5755, 56zsubcld 11438 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1)) → (𝑗 − 1) ∈ ℤ)
58 bccl 13056 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 − 1) ∈ ℕ0 ∧ (𝑗 − 1) ∈ ℤ) → ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1)) ∈ ℕ0)
5958nn0cnd 11304 . . . . . . . . 9 (((𝑁 − 1) ∈ ℕ0 ∧ (𝑗 − 1) ∈ ℤ) → ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1)) ∈ ℂ)
6013, 57, 59syl2an 494 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1)) ∈ ℂ)
6154, 60mulcld 10011 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → ((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) ∈ ℂ)
62 oveq1 6617 . . . . . . . . 9 (𝑗 = (𝑁 + 1) → (𝑗 − 1) = ((𝑁 + 1) − 1))
6362oveq2d 6626 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑁 + 1) → (-1↑(𝑗 − 1)) = (-1↑((𝑁 + 1) − 1)))
6462oveq2d 6626 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑁 + 1) → ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1)) = ((𝑁 − 1)C((𝑁 + 1) − 1)))
6563, 64oveq12d 6628 . . . . . . 7 (𝑗 = (𝑁 + 1) → ((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) = ((-1↑((𝑁 + 1) − 1)) · ((𝑁 − 1)C((𝑁 + 1) − 1))))
6648, 61, 65fsump1 14422 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1))((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) = (Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) + ((-1↑((𝑁 + 1) − 1)) · ((𝑁 − 1)C((𝑁 + 1) − 1)))))
67 nncn 10979 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℂ)
68 pncan1 10405 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℂ → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
6967, 68syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
70 nnnn0 11250 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
7169, 70eqeltrd 2698 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1) − 1) ∈ ℕ0)
7271nn0zd 11431 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1) − 1) ∈ ℤ)
73 nnre 10978 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
74 ltm1 10814 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℝ → (𝑁 − 1) < 𝑁)
7573, 74syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) < 𝑁)
7675, 69breqtrrd 4646 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) < ((𝑁 + 1) − 1))
7776olcd 408 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑁 + 1) − 1) < 0 ∨ (𝑁 − 1) < ((𝑁 + 1) − 1)))
78 bcval4 13041 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 − 1) ∈ ℕ0 ∧ ((𝑁 + 1) − 1) ∈ ℤ ∧ (((𝑁 + 1) − 1) < 0 ∨ (𝑁 − 1) < ((𝑁 + 1) − 1))) → ((𝑁 − 1)C((𝑁 + 1) − 1)) = 0)
7913, 72, 77, 78syl3anc 1323 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 − 1)C((𝑁 + 1) − 1)) = 0)
8079oveq2d 6626 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((-1↑((𝑁 + 1) − 1)) · ((𝑁 − 1)C((𝑁 + 1) − 1))) = ((-1↑((𝑁 + 1) − 1)) · 0))
8127, 71expcld 12955 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (-1↑((𝑁 + 1) − 1)) ∈ ℂ)
8281mul01d 10186 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((-1↑((𝑁 + 1) − 1)) · 0) = 0)
8380, 82eqtrd 2655 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((-1↑((𝑁 + 1) − 1)) · ((𝑁 − 1)C((𝑁 + 1) − 1))) = 0)
8483oveq2d 6626 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) + ((-1↑((𝑁 + 1) − 1)) · ((𝑁 − 1)C((𝑁 + 1) − 1)))) = (Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) + 0))
85 oveq1 6617 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 = 𝑘 → (𝑗 − 1) = (𝑘 − 1))
8685oveq2d 6626 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 = 𝑘 → (-1↑(𝑗 − 1)) = (-1↑(𝑘 − 1)))
8785oveq2d 6626 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 = 𝑘 → ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1)) = ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))
8886, 87oveq12d 6628 . . . . . . . . . 10 (𝑗 = 𝑘 → ((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) = ((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))
8988cbvsumv 14367 . . . . . . . . 9 Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))
9089a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))
9190oveq1d 6625 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) + 0) = (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) + 0))
92 fzfid 12719 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (1...𝑁) ∈ Fin)
9326a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → -1 ∈ ℂ)
94 elfznn 12319 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → 𝑘 ∈ ℕ)
95 nnm1nn0 11285 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ → (𝑘 − 1) ∈ ℕ0)
9694, 95syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → (𝑘 − 1) ∈ ℕ0)
9796adantl 482 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (𝑘 − 1) ∈ ℕ0)
9893, 97expcld 12955 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (-1↑(𝑘 − 1)) ∈ ℂ)
99 elfzelz 12291 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → 𝑘 ∈ ℤ)
100 elfzel1 12290 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → 1 ∈ ℤ)
10199, 100zsubcld 11438 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → (𝑘 − 1) ∈ ℤ)
10213, 101, 19syl2an 494 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)) ∈ ℕ0)
103102nn0cnd 11304 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)) ∈ ℂ)
10498, 103mulcld 10011 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → ((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) ∈ ℂ)
10592, 104fsumcl 14404 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) ∈ ℂ)
106105addid1d 10187 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) + 0) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))
10791, 106eqtrd 2655 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) + 0) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))
10866, 84, 1073eqtrd 2659 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑗 ∈ (1...(𝑁 + 1))((-1↑(𝑗 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑗 − 1))) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))
10942, 46, 1083eqtrd 2659 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))
110 elnn0uz 11676 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ‘0))
11170, 110sylib 208 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ (ℤ‘0))
112 oveq2 6618 . . . . . . 7 (𝑘 = 0 → (-1↑𝑘) = (-1↑0))
113 oveq1 6617 . . . . . . . 8 (𝑘 = 0 → (𝑘 − 1) = (0 − 1))
114113oveq2d 6626 . . . . . . 7 (𝑘 = 0 → ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)) = ((𝑁 − 1)C(0 − 1)))
115112, 114oveq12d 6628 . . . . . 6 (𝑘 = 0 → ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = ((-1↑0) · ((𝑁 − 1)C(0 − 1))))
116111, 34, 115fsum1p 14419 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = (((-1↑0) · ((𝑁 − 1)C(0 − 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
11727exp0d 12949 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → (-1↑0) = 1)
118 0z 11339 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℤ
119 zsubcl 11370 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (0 − 1) ∈ ℤ)
120118, 30, 119mp2an 707 . . . . . . . . . 10 (0 − 1) ∈ ℤ
121120a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (0 − 1) ∈ ℤ)
122 0re 9991 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ
123 ltm1 10814 . . . . . . . . . . 11 (0 ∈ ℝ → (0 − 1) < 0)
124122, 123mp1i 13 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (0 − 1) < 0)
125124orcd 407 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ((0 − 1) < 0 ∨ (𝑁 − 1) < (0 − 1)))
126 bcval4 13041 . . . . . . . . 9 (((𝑁 − 1) ∈ ℕ0 ∧ (0 − 1) ∈ ℤ ∧ ((0 − 1) < 0 ∨ (𝑁 − 1) < (0 − 1))) → ((𝑁 − 1)C(0 − 1)) = 0)
12713, 121, 125, 126syl3anc 1323 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 − 1)C(0 − 1)) = 0)
128117, 127oveq12d 6628 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((-1↑0) · ((𝑁 − 1)C(0 − 1))) = (1 · 0))
1296a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ)
130129mul01d 10186 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (1 · 0) = 0)
131128, 130eqtrd 2655 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → ((-1↑0) · ((𝑁 − 1)C(0 − 1))) = 0)
13243a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (0 + 1) = 1)
133132oveq1d 6625 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((0 + 1)...𝑁) = (1...𝑁))
13499zcnd 11434 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → 𝑘 ∈ ℂ)
135 npcan1 10406 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 ∈ ℂ → ((𝑘 − 1) + 1) = 𝑘)
136135eqcomd 2627 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ℂ → 𝑘 = ((𝑘 − 1) + 1))
137134, 136syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → 𝑘 = ((𝑘 − 1) + 1))
138137adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → 𝑘 = ((𝑘 − 1) + 1))
139138oveq2d 6626 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (-1↑𝑘) = (-1↑((𝑘 − 1) + 1)))
140 expp1 12814 . . . . . . . . . . . 12 ((-1 ∈ ℂ ∧ (𝑘 − 1) ∈ ℕ0) → (-1↑((𝑘 − 1) + 1)) = ((-1↑(𝑘 − 1)) · -1))
14127, 96, 140syl2an 494 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (-1↑((𝑘 − 1) + 1)) = ((-1↑(𝑘 − 1)) · -1))
142139, 141eqtrd 2655 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (-1↑𝑘) = ((-1↑(𝑘 − 1)) · -1))
143142oveq1d 6625 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = (((-1↑(𝑘 − 1)) · -1) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))
14498, 93mulcomd 10012 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → ((-1↑(𝑘 − 1)) · -1) = (-1 · (-1↑(𝑘 − 1))))
145144oveq1d 6625 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (((-1↑(𝑘 − 1)) · -1) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = ((-1 · (-1↑(𝑘 − 1))) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))
14693, 98, 103mulassd 10014 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → ((-1 · (-1↑(𝑘 − 1))) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = (-1 · ((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
147143, 145, 1463eqtrd 2659 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = (-1 · ((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
148133, 147sumeq12rdv 14378 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(-1 · ((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
14992, 27, 104fsummulc2 14451 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(-1 · ((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
150148, 149eqtr4d 2658 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
151131, 150oveq12d 6628 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (((-1↑0) · ((𝑁 − 1)C(0 − 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))) = (0 + (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))))
15227, 105mulcld 10011 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))) ∈ ℂ)
153152addid2d 10188 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (0 + (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))) = (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
154116, 151, 1533eqtrd 2659 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) = (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
155109, 154oveq12d 6628 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) + Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))) = (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) + (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))))
15635, 155eqtrd 2655 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C𝑘)) + ((-1↑𝑘) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))) = (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) + (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))))
157105mulm1d 10433 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))) = -Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))
158157oveq2d 6626 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) + (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))) = (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) + -Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))))
159105negidd 10333 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) + -Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1)))) = 0)
160158, 159eqtrd 2655 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))) + (-1 · Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((-1↑(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − 1)C(𝑘 − 1))))) = 0)
16124, 156, 1603eqtrd 2659 1 (𝑁 ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((-1↑𝑘) · (𝑁C𝑘)) = 0)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wo 383  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987   class class class wbr 4618  cfv 5852  (class class class)co 6610  cc 9885  cr 9886  0cc0 9887  1c1 9888   + caddc 9890   · cmul 9892   < clt 10025  cmin 10217  -cneg 10218  cn 10971  0cn0 11243  cz 11328  cuz 11638  ...cfz 12275  cexp 12807  Ccbc 13036  Σcsu 14357
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6909  ax-inf2 8489  ax-cnex 9943  ax-resscn 9944  ax-1cn 9945  ax-icn 9946  ax-addcl 9947  ax-addrcl 9948  ax-mulcl 9949  ax-mulrcl 9950  ax-mulcom 9951  ax-addass 9952  ax-mulass 9953  ax-distr 9954  ax-i2m1 9955  ax-1ne0 9956  ax-1rid 9957  ax-rnegex 9958  ax-rrecex 9959  ax-cnre 9960  ax-pre-lttri 9961  ax-pre-lttrn 9962  ax-pre-ltadd 9963  ax-pre-mulgt0 9964  ax-pre-sup 9965
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3191  df-sbc 3422  df-csb 3519  df-dif 3562  df-un 3564  df-in 3566  df-ss 3573  df-pss 3575  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-se 5039  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5644  df-ord 5690  df-on 5691  df-lim 5692  df-suc 5693  df-iota 5815  df-fun 5854  df-fn 5855  df-f 5856  df-f1 5857  df-fo 5858  df-f1o 5859  df-fv 5860  df-isom 5861  df-riota 6571  df-ov 6613  df-oprab 6614  df-mpt2 6615  df-om 7020  df-1st 7120  df-2nd 7121  df-wrecs 7359  df-recs 7420  df-rdg 7458  df-1o 7512  df-oadd 7516  df-er 7694  df-en 7907  df-dom 7908  df-sdom 7909  df-fin 7910  df-sup 8299  df-oi 8366  df-card 8716  df-pnf 10027  df-mnf 10028  df-xr 10029  df-ltxr 10030  df-le 10031  df-sub 10219  df-neg 10220  df-div 10636  df-nn 10972  df-2 11030  df-3 11031  df-n0 11244  df-z 11329  df-uz 11639  df-rp 11784  df-fz 12276  df-fzo 12414  df-seq 12749  df-exp 12808  df-fac 13008  df-bc 13037  df-hash 13065  df-cj 13780  df-re 13781  df-im 13782  df-sqrt 13916  df-abs 13917  df-clim 14160  df-sum 14358
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator