MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  bcmax Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem bcmax 25048
Description: The binomial coefficient takes its maximum value at the center. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Mar-2014.)
Assertion
Ref Expression
bcmax ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → ((2 · 𝑁)C𝐾) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))

Proof of Theorem bcmax
StepHypRef Expression
1 2nn0 11347 . . . 4 2 ∈ ℕ0
2 simpll 805 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝐾)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
3 nn0mulcl 11367 . . . 4 ((2 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
41, 2, 3sylancr 696 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝐾)) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
5 simpr 476 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝐾)) → 𝑁 ∈ (ℤ𝐾))
6 nn0re 11339 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
76leidd 10632 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁𝑁)
8 nn0cn 11340 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℂ)
9 2cn 11129 . . . . . . 7 2 ∈ ℂ
10 2ne0 11151 . . . . . . 7 2 ≠ 0
11 divcan3 10749 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0) → ((2 · 𝑁) / 2) = 𝑁)
129, 10, 11mp3an23 1456 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℂ → ((2 · 𝑁) / 2) = 𝑁)
138, 12syl 17 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) / 2) = 𝑁)
147, 13breqtrrd 4713 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ≤ ((2 · 𝑁) / 2))
152, 14syl 17 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝐾)) → 𝑁 ≤ ((2 · 𝑁) / 2))
16 bcmono 25047 . . 3 (((2 · 𝑁) ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ𝐾) ∧ 𝑁 ≤ ((2 · 𝑁) / 2)) → ((2 · 𝑁)C𝐾) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
174, 5, 15, 16syl3anc 1366 . 2 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝐾)) → ((2 · 𝑁)C𝐾) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
18 simpll 805 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
191, 18, 3sylancr 696 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
20 simplr 807 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝐾 ∈ ℤ)
21 bccmpl 13136 . . . 4 (((2 · 𝑁) ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → ((2 · 𝑁)C𝐾) = ((2 · 𝑁)C((2 · 𝑁) − 𝐾)))
2219, 20, 21syl2anc 694 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁)C𝐾) = ((2 · 𝑁)C((2 · 𝑁) − 𝐾)))
2318nn0red 11390 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁 ∈ ℝ)
2423recnd 10106 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁 ∈ ℂ)
25242timesd 11313 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑁) = (𝑁 + 𝑁))
2620zred 11520 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝐾 ∈ ℝ)
27 eluzle 11738 . . . . . . . . 9 (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) → 𝑁𝐾)
2827adantl 481 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁𝐾)
2923, 26, 23, 28leadd2dd 10680 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → (𝑁 + 𝑁) ≤ (𝑁 + 𝐾))
3025, 29eqbrtrd 4707 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑁) ≤ (𝑁 + 𝐾))
3119nn0red 11390 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
3231, 26, 23lesubaddd 10662 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → (((2 · 𝑁) − 𝐾) ≤ 𝑁 ↔ (2 · 𝑁) ≤ (𝑁 + 𝐾)))
3330, 32mpbird 247 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁) − 𝐾) ≤ 𝑁)
3419nn0zd 11518 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑁) ∈ ℤ)
3534, 20zsubcld 11525 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁) − 𝐾) ∈ ℤ)
3618nn0zd 11518 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁 ∈ ℤ)
37 eluz 11739 . . . . . 6 ((((2 · 𝑁) − 𝐾) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ (ℤ‘((2 · 𝑁) − 𝐾)) ↔ ((2 · 𝑁) − 𝐾) ≤ 𝑁))
3835, 36, 37syl2anc 694 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → (𝑁 ∈ (ℤ‘((2 · 𝑁) − 𝐾)) ↔ ((2 · 𝑁) − 𝐾) ≤ 𝑁))
3933, 38mpbird 247 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁 ∈ (ℤ‘((2 · 𝑁) − 𝐾)))
4018, 14syl 17 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁 ≤ ((2 · 𝑁) / 2))
41 bcmono 25047 . . . 4 (((2 · 𝑁) ∈ ℕ0𝑁 ∈ (ℤ‘((2 · 𝑁) − 𝐾)) ∧ 𝑁 ≤ ((2 · 𝑁) / 2)) → ((2 · 𝑁)C((2 · 𝑁) − 𝐾)) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
4219, 39, 40, 41syl3anc 1366 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁)C((2 · 𝑁) − 𝐾)) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
4322, 42eqbrtrd 4707 . 2 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁)C𝐾) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
44 simpr 476 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → 𝐾 ∈ ℤ)
45 nn0z 11438 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
4645adantr 480 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℤ)
47 uztric 11747 . . 3 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ (ℤ𝐾) ∨ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)))
4844, 46, 47syl2anc 694 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ (ℤ𝐾) ∨ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)))
4917, 43, 48mpjaodan 844 1 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → ((2 · 𝑁)C𝐾) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wo 382  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  wne 2823   class class class wbr 4685  cfv 5926  (class class class)co 6690  cc 9972  0cc0 9974   + caddc 9977   · cmul 9979  cle 10113  cmin 10304   / cdiv 10722  2c2 11108  0cn0 11330  cz 11415  cuz 11725  Ccbc 13129
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-er 7787  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fz 12365  df-seq 12842  df-fac 13101  df-bc 13130
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator