Mathbox for Steve Rodriguez < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  bcc0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem bcc0 39059
 Description: The generalized binomial coefficient 𝐶 choose 𝐾 is zero iff 𝐶 is an integer between zero and (𝐾 − 1) inclusive. (Contributed by Steve Rodriguez, 22-Apr-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
bccval.c (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
bccval.k (𝜑𝐾 ∈ ℕ0)
Assertion
Ref Expression
bcc0 (𝜑 → ((𝐶C𝑐𝐾) = 0 ↔ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))))

Proof of Theorem bcc0
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bccval.c . . . 4 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
2 bccval.k . . . 4 (𝜑𝐾 ∈ ℕ0)
31, 2bccval 39057 . . 3 (𝜑 → (𝐶C𝑐𝐾) = ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾)))
43eqeq1d 2762 . 2 (𝜑 → ((𝐶C𝑐𝐾) = 0 ↔ ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾)) = 0))
5 fallfaccl 14966 . . . 4 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → (𝐶 FallFac 𝐾) ∈ ℂ)
61, 2, 5syl2anc 696 . . 3 (𝜑 → (𝐶 FallFac 𝐾) ∈ ℂ)
7 faccl 13284 . . . . 5 (𝐾 ∈ ℕ0 → (!‘𝐾) ∈ ℕ)
82, 7syl 17 . . . 4 (𝜑 → (!‘𝐾) ∈ ℕ)
98nncnd 11248 . . 3 (𝜑 → (!‘𝐾) ∈ ℂ)
10 facne0 13287 . . . 4 (𝐾 ∈ ℕ0 → (!‘𝐾) ≠ 0)
112, 10syl 17 . . 3 (𝜑 → (!‘𝐾) ≠ 0)
126, 9, 11diveq0ad 11023 . 2 (𝜑 → (((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾)) = 0 ↔ (𝐶 FallFac 𝐾) = 0))
13 fallfacval 14959 . . . . 5 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → (𝐶 FallFac 𝐾) = ∏𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))(𝐶𝑘))
141, 2, 13syl2anc 696 . . . 4 (𝜑 → (𝐶 FallFac 𝐾) = ∏𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))(𝐶𝑘))
1514eqeq1d 2762 . . 3 (𝜑 → ((𝐶 FallFac 𝐾) = 0 ↔ ∏𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))(𝐶𝑘) = 0))
16 elfzuz3 12552 . . . . . . 7 (𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1)) → (𝐾 − 1) ∈ (ℤ𝐶))
1716adantl 473 . . . . . 6 ((𝜑𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → (𝐾 − 1) ∈ (ℤ𝐶))
18 nn0uz 11935 . . . . . . 7 0 = (ℤ‘0)
19 elfznn0 12646 . . . . . . . 8 (𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1)) → 𝐶 ∈ ℕ0)
2019adantl 473 . . . . . . 7 ((𝜑𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → 𝐶 ∈ ℕ0)
211ad2antrr 764 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐶 ∈ ℂ)
22 nn0cn 11514 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℂ)
2322adantl 473 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℂ)
2421, 23subcld 10604 . . . . . . 7 (((𝜑𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐶𝑘) ∈ ℂ)
251ad2antrr 764 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 = 𝐶) → 𝐶 ∈ ℂ)
26 eqcom 2767 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝐶𝐶 = 𝑘)
2726biimpi 206 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝐶𝐶 = 𝑘)
2827adantl 473 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 = 𝐶) → 𝐶 = 𝑘)
2925, 28subeq0bd 10668 . . . . . . 7 (((𝜑𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 = 𝐶) → (𝐶𝑘) = 0)
3018, 20, 24, 29fprodeq0 14924 . . . . . 6 (((𝜑𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ (𝐾 − 1) ∈ (ℤ𝐶)) → ∏𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))(𝐶𝑘) = 0)
3117, 30mpdan 705 . . . . 5 ((𝜑𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → ∏𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))(𝐶𝑘) = 0)
3231ex 449 . . . 4 (𝜑 → (𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1)) → ∏𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))(𝐶𝑘) = 0))
33 fzfid 12986 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → (0...(𝐾 − 1)) ∈ Fin)
341ad2antrr 764 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → 𝐶 ∈ ℂ)
35 elfznn0 12646 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
3635nn0cnd 11565 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1)) → 𝑘 ∈ ℂ)
3736adantl 473 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → 𝑘 ∈ ℂ)
3834, 37subcld 10604 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → (𝐶𝑘) ∈ ℂ)
39 nelne2 3029 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1)) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → 𝑘𝐶)
4039necomd 2987 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1)) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → 𝐶𝑘)
4140ancoms 468 . . . . . . . . 9 ((¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1)) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → 𝐶𝑘)
4241adantll 752 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → 𝐶𝑘)
4334, 37, 42subne0d 10613 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → (𝐶𝑘) ≠ 0)
4433, 38, 43fprodn0 14928 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → ∏𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))(𝐶𝑘) ≠ 0)
4544ex 449 . . . . 5 (𝜑 → (¬ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1)) → ∏𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))(𝐶𝑘) ≠ 0))
4645necon4bd 2952 . . . 4 (𝜑 → (∏𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))(𝐶𝑘) = 0 → 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))))
4732, 46impbid 202 . . 3 (𝜑 → (𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1)) ↔ ∏𝑘 ∈ (0...(𝐾 − 1))(𝐶𝑘) = 0))
4815, 47bitr4d 271 . 2 (𝜑 → ((𝐶 FallFac 𝐾) = 0 ↔ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))))
494, 12, 483bitrd 294 1 (𝜑 → ((𝐶C𝑐𝐾) = 0 ↔ 𝐶 ∈ (0...(𝐾 − 1))))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   = wceq 1632   ∈ wcel 2139   ≠ wne 2932  ‘cfv 6049  (class class class)co 6814  ℂcc 10146  0cc0 10148  1c1 10149   − cmin 10478   / cdiv 10896  ℕcn 11232  ℕ0cn0 11504  ℤ≥cuz 11899  ...cfz 12539  !cfa 13274  ∏cprod 14854   FallFac cfallfac 14954  C𝑐cbcc 39055 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  ax-inf2 8713  ax-cnex 10204  ax-resscn 10205  ax-1cn 10206  ax-icn 10207  ax-addcl 10208  ax-addrcl 10209  ax-mulcl 10210  ax-mulrcl 10211  ax-mulcom 10212  ax-addass 10213  ax-mulass 10214  ax-distr 10215  ax-i2m1 10216  ax-1ne0 10217  ax-1rid 10218  ax-rnegex 10219  ax-rrecex 10220  ax-cnre 10221  ax-pre-lttri 10222  ax-pre-lttrn 10223  ax-pre-ltadd 10224  ax-pre-mulgt0 10225  ax-pre-sup 10226 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-fal 1638  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-se 5226  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-isom 6058  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-om 7232  df-1st 7334  df-2nd 7335  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-1o 7730  df-oadd 7734  df-er 7913  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  df-fin 8127  df-sup 8515  df-oi 8582  df-card 8975  df-pnf 10288  df-mnf 10289  df-xr 10290  df-ltxr 10291  df-le 10292  df-sub 10480  df-neg 10481  df-div 10897  df-nn 11233  df-2 11291  df-3 11292  df-n0 11505  df-z 11590  df-uz 11900  df-rp 12046  df-fz 12540  df-fzo 12680  df-seq 13016  df-exp 13075  df-fac 13275  df-hash 13332  df-cj 14058  df-re 14059  df-im 14060  df-sqrt 14194  df-abs 14195  df-clim 14438  df-prod 14855  df-fallfac 14957  df-bcc 39056 This theorem is referenced by:  bccbc  39064  binomcxplemnn0  39068  binomcxplemfrat  39070  binomcxplemradcnv  39071
 Copyright terms: Public domain W3C validator