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Theorem bcpasc 12925
Description: Pascal's rule for the binomial coefficient, generalized to all integers 𝐾. Equation 2 of [Gleason] p. 295. (Contributed by NM, 13-Jul-2005.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Mar-2014.)
Assertion
Ref Expression
bcpasc ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))

Proof of Theorem bcpasc
StepHypRef Expression
1 peano2nn0 11180 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
2 elfzp12 12243 . . . . . . 7 ((𝑁 + 1) ∈ (ℤ‘0) → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 = 0 ∨ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)))))
3 nn0uz 11554 . . . . . . 7 0 = (ℤ‘0)
42, 3eleq2s 2705 . . . . . 6 ((𝑁 + 1) ∈ ℕ0 → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 = 0 ∨ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)))))
51, 4syl 17 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 = 0 ∨ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)))))
6 1p0e1 10980 . . . . . . . 8 (1 + 0) = 1
7 bcn0 12914 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁C0) = 1)
8 0z 11221 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℤ
9 1z 11240 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℤ
10 zsubcl 11252 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (0 − 1) ∈ ℤ)
118, 9, 10mp2an 703 . . . . . . . . . 10 (0 − 1) ∈ ℤ
12 0re 9896 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ ℝ
13 ltm1 10712 . . . . . . . . . . . 12 (0 ∈ ℝ → (0 − 1) < 0)
1412, 13ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (0 − 1) < 0
1514orci 403 . . . . . . . . . 10 ((0 − 1) < 0 ∨ 𝑁 < (0 − 1))
16 bcval4 12911 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (0 − 1) ∈ ℤ ∧ ((0 − 1) < 0 ∨ 𝑁 < (0 − 1))) → (𝑁C(0 − 1)) = 0)
1711, 15, 16mp3an23 1407 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁C(0 − 1)) = 0)
187, 17oveq12d 6545 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))) = (1 + 0))
19 bcn0 12914 . . . . . . . . 9 ((𝑁 + 1) ∈ ℕ0 → ((𝑁 + 1)C0) = 1)
201, 19syl 17 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝑁 + 1)C0) = 1)
216, 18, 203eqtr4a 2669 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))) = ((𝑁 + 1)C0))
22 oveq2 6535 . . . . . . . . 9 (𝐾 = 0 → (𝑁C𝐾) = (𝑁C0))
23 oveq1 6534 . . . . . . . . . 10 (𝐾 = 0 → (𝐾 − 1) = (0 − 1))
2423oveq2d 6543 . . . . . . . . 9 (𝐾 = 0 → (𝑁C(𝐾 − 1)) = (𝑁C(0 − 1)))
2522, 24oveq12d 6545 . . . . . . . 8 (𝐾 = 0 → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))))
26 oveq2 6535 . . . . . . . 8 (𝐾 = 0 → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁 + 1)C0))
2725, 26eqeq12d 2624 . . . . . . 7 (𝐾 = 0 → (((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾) ↔ ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))) = ((𝑁 + 1)C0)))
2821, 27syl5ibrcom 235 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐾 = 0 → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾)))
29 simpr 475 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))) → 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)))
30 0p1e1 10979 . . . . . . . . . 10 (0 + 1) = 1
3130oveq1i 6537 . . . . . . . . 9 ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) = (1...(𝑁 + 1))
3229, 31syl6eleq 2697 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))) → 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)))
33 nn0p1nn 11179 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
34 nnuz 11555 . . . . . . . . . . 11 ℕ = (ℤ‘1)
3533, 34syl6eleq 2697 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ‘1))
36 fzm1 12244 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 + 1) ∈ (ℤ‘1) → (𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1)) ∨ 𝐾 = (𝑁 + 1))))
3736biimpa 499 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 + 1) ∈ (ℤ‘1) ∧ 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → (𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1)) ∨ 𝐾 = (𝑁 + 1)))
3835, 37sylan 486 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → (𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1)) ∨ 𝐾 = (𝑁 + 1)))
39 nn0cn 11149 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℂ)
40 ax-1cn 9850 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 ∈ ℂ
41 pncan 10138 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
4239, 40, 41sylancl 692 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
4342oveq2d 6543 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ0 → (1...((𝑁 + 1) − 1)) = (1...𝑁))
4443eleq2d 2672 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1)) ↔ 𝐾 ∈ (1...𝑁)))
4544biimpa 499 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1))) → 𝐾 ∈ (1...𝑁))
46 1eluzge0 11564 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 ∈ (ℤ‘0)
47 fzss1 12206 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 ∈ (ℤ‘0) → (1...𝑁) ⊆ (0...𝑁))
4846, 47ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 (1...𝑁) ⊆ (0...𝑁)
4948sseli 3563 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ (0...𝑁))
50 bcp1n 12920 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (0...𝑁) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))))
5149, 50syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))))
52 bcrpcl 12912 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ (0...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℝ+)
5349, 52syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℝ+)
5453rpcnd 11706 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℂ)
55 elfzuz2 12172 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ‘1))
5655, 34syl6eleqr 2698 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ)
5756peano2nnd 10884 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
5857nncnd 10883 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
5956nncnd 10883 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ ℂ)
60 1cnd 9912 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 1 ∈ ℂ)
61 elfzelz 12168 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℤ)
6261zcnd 11315 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℂ)
6359, 60, 62addsubd 10264 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) = ((𝑁𝐾) + 1))
64 fznn0sub 12199 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁𝐾) ∈ ℕ0)
65 nn0p1nn 11179 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑁𝐾) ∈ ℕ0 → ((𝑁𝐾) + 1) ∈ ℕ)
6664, 65syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁𝐾) + 1) ∈ ℕ)
6763, 66eqeltrd 2687 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℕ)
6867nncnd 10883 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℂ)
6967nnne0d 10912 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ≠ 0)
7054, 58, 68, 69div12d 10686 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = ((𝑁 + 1) · ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))))
7167nnrpd 11702 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℝ+)
7253, 71rpdivcld 11721 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) ∈ ℝ+)
7372rpcnd 11706 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) ∈ ℂ)
7458, 73mulcomd 9917 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) · ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (𝑁 + 1)))
7570, 74eqtrd 2643 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (𝑁 + 1)))
7658, 62npcand 10247 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) + 𝐾) = (𝑁 + 1))
7776oveq2d 6543 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) + 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (𝑁 + 1)))
7873, 68, 62adddid 9920 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) + 𝐾)) = ((((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · ((𝑁 + 1) − 𝐾)) + (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾)))
7975, 77, 783eqtr2d 2649 . . . . . . . . . . . 12 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = ((((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · ((𝑁 + 1) − 𝐾)) + (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾)))
8054, 68, 69divcan1d 10651 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · ((𝑁 + 1) − 𝐾)) = (𝑁C𝐾))
81 elfznn 12196 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℕ)
8281nnne0d 10912 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ≠ 0)
8354, 68, 62, 69, 82divdiv2d 10682 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) · 𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)))
84 bcm1k 12919 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾)))
8559, 62, 60subsub3d 10273 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 − (𝐾 − 1)) = ((𝑁 + 1) − 𝐾))
8685oveq1d 6542 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾) = (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾))
8786oveq2d 6543 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C(𝐾 − 1)) · ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾)) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)))
8884, 87eqtrd 2643 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)))
89 fzelp1 12218 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)))
9057nnzd 11313 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
91 elfzm1b 12242 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐾 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ) → (𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1))))
9261, 90, 91syl2anc 690 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1))))
9389, 92mpbid 220 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1)))
9459, 40, 41sylancl 692 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
9594oveq2d 6543 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (0...((𝑁 + 1) − 1)) = (0...𝑁))
9693, 95eleqtrd 2689 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁))
97 bcrpcl 12912 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁) → (𝑁C(𝐾 − 1)) ∈ ℝ+)
9896, 97syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C(𝐾 − 1)) ∈ ℝ+)
9998rpcnd 11706 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C(𝐾 − 1)) ∈ ℂ)
10081nnrpd 11702 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℝ+)
10171, 100rpdivcld 11721 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) ∈ ℝ+)
102101rpcnd 11706 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) ∈ ℂ)
103101rpne0d 11709 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) ≠ 0)
10454, 99, 102, 103divmul3d 10684 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)) = (𝑁C(𝐾 − 1)) ↔ (𝑁C𝐾) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾))))
10588, 104mpbird 245 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)) = (𝑁C(𝐾 − 1)))
10654, 62, 68, 69div23d 10687 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) · 𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾))
10783, 105, 1063eqtr3rd 2652 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾) = (𝑁C(𝐾 − 1)))
10880, 107oveq12d 6545 . . . . . . . . . . . 12 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · ((𝑁 + 1) − 𝐾)) + (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾)) = ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))))
10951, 79, 1083eqtrrd 2648 . . . . . . . . . . 11 (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
11045, 109syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
111 oveq2 6535 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 = (𝑁 + 1) → (𝑁C𝐾) = (𝑁C(𝑁 + 1)))
11233nnzd 11313 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
113 nn0re 11148 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
114113ltp1d 10803 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 < (𝑁 + 1))
115114olcd 406 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝑁 + 1) < 0 ∨ 𝑁 < (𝑁 + 1)))
116 bcval4 12911 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ ((𝑁 + 1) < 0 ∨ 𝑁 < (𝑁 + 1))) → (𝑁C(𝑁 + 1)) = 0)
117112, 115, 116mpd3an23 1417 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁C(𝑁 + 1)) = 0)
118111, 117sylan9eqr 2665 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C𝐾) = 0)
119 oveq1 6534 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐾 = (𝑁 + 1) → (𝐾 − 1) = ((𝑁 + 1) − 1))
120119, 42sylan9eqr 2665 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝐾 − 1) = 𝑁)
121120oveq2d 6543 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = (𝑁C𝑁))
122 bcnn 12916 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁C𝑁) = 1)
123122adantr 479 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C𝑁) = 1)
124121, 123eqtrd 2643 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = 1)
125118, 124oveq12d 6545 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 = (𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = (0 + 1))
126 oveq2 6535 . . . . . . . . . . . 12 (𝐾 = (𝑁 + 1) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁 + 1)C(𝑁 + 1)))
127 bcnn 12916 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 + 1) ∈ ℕ0 → ((𝑁 + 1)C(𝑁 + 1)) = 1)
1281, 127syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝑁 + 1)C(𝑁 + 1)) = 1)
129126, 128sylan9eqr 2665 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 = (𝑁 + 1)) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = 1)
13030, 125, 1293eqtr4a 2669 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 = (𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
131110, 130jaodan 821 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1)) ∨ 𝐾 = (𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
13238, 131syldan 485 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
13332, 132syldan 485 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
134133ex 448 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾)))
13528, 134jaod 393 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝐾 = 0 ∨ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾)))
1365, 135sylbid 228 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾)))
137136imp 443 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
138137adantlr 746 . 2 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
139 00id 10062 . . 3 (0 + 0) = 0
140 fzelp1 12218 . . . . . 6 (𝐾 ∈ (0...𝑁) → 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)))
141140con3i 148 . . . . 5 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) → ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁))
142 bcval3 12910 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
1431423expa 1256 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
144141, 143sylan2 489 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → (𝑁C𝐾) = 0)
145 simpll 785 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → 𝑁 ∈ ℕ0)
146 simplr 787 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → 𝐾 ∈ ℤ)
147 peano2zm 11253 . . . . . 6 (𝐾 ∈ ℤ → (𝐾 − 1) ∈ ℤ)
148146, 147syl 17 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → (𝐾 − 1) ∈ ℤ)
14939adantr 479 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℂ)
150149, 40, 41sylancl 692 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
151150oveq2d 6543 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → (0...((𝑁 + 1) − 1)) = (0...𝑁))
152151eleq2d 2672 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → ((𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1)) ↔ (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁)))
153 id 22 . . . . . . . . 9 (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℤ)
1541nn0zd 11312 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
155153, 154, 91syl2anr 493 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → (𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1))))
156 fzp1ss 12217 . . . . . . . . . . 11 (0 ∈ ℤ → ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) ⊆ (0...(𝑁 + 1)))
1578, 156ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) ⊆ (0...(𝑁 + 1))
15831, 157eqsstr3i 3598 . . . . . . . . 9 (1...(𝑁 + 1)) ⊆ (0...(𝑁 + 1))
159158sseli 3563 . . . . . . . 8 (𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)) → 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)))
160155, 159syl6bir 242 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → ((𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1)) → 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))))
161152, 160sylbird 248 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → ((𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁) → 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))))
162161con3dimp 455 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ¬ (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁))
163 bcval3 12910 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐾 − 1) ∈ ℤ ∧ ¬ (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = 0)
164145, 148, 162, 163syl3anc 1317 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = 0)
165144, 164oveq12d 6545 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = (0 + 0))
166145, 1syl 17 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
167 simpr 475 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)))
168 bcval3 12910 . . . 4 (((𝑁 + 1) ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = 0)
169166, 146, 167, 168syl3anc 1317 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = 0)
170139, 165, 1693eqtr4a 2669 . 2 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
171138, 170pm2.61dan 827 1 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 194  wo 381  wa 382   = wceq 1474  wcel 1976  wss 3539   class class class wbr 4577  cfv 5790  (class class class)co 6527  cc 9790  cr 9791  0cc0 9792  1c1 9793   + caddc 9795   · cmul 9797   < clt 9930  cmin 10117   / cdiv 10533  cn 10867  0cn0 11139  cz 11210  cuz 11519  +crp 11664  ...cfz 12152  Ccbc 12906
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1712  ax-4 1727  ax-5 1826  ax-6 1874  ax-7 1921  ax-8 1978  ax-9 1985  ax-10 2005  ax-11 2020  ax-12 2033  ax-13 2233  ax-ext 2589  ax-sep 4703  ax-nul 4712  ax-pow 4764  ax-pr 4828  ax-un 6824  ax-cnex 9848  ax-resscn 9849  ax-1cn 9850  ax-icn 9851  ax-addcl 9852  ax-addrcl 9853  ax-mulcl 9854  ax-mulrcl 9855  ax-mulcom 9856  ax-addass 9857  ax-mulass 9858  ax-distr 9859  ax-i2m1 9860  ax-1ne0 9861  ax-1rid 9862  ax-rnegex 9863  ax-rrecex 9864  ax-cnre 9865  ax-pre-lttri 9866  ax-pre-lttrn 9867  ax-pre-ltadd 9868  ax-pre-mulgt0 9869
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1867  df-eu 2461  df-mo 2462  df-clab 2596  df-cleq 2602  df-clel 2605  df-nfc 2739  df-ne 2781  df-nel 2782  df-ral 2900  df-rex 2901  df-reu 2902  df-rmo 2903  df-rab 2904  df-v 3174  df-sbc 3402  df-csb 3499  df-dif 3542  df-un 3544  df-in 3546  df-ss 3553  df-pss 3555  df-nul 3874  df-if 4036  df-pw 4109  df-sn 4125  df-pr 4127  df-tp 4129  df-op 4131  df-uni 4367  df-iun 4451  df-br 4578  df-opab 4638  df-mpt 4639  df-tr 4675  df-eprel 4939  df-id 4943  df-po 4949  df-so 4950  df-fr 4987  df-we 4989  df-xp 5034  df-rel 5035  df-cnv 5036  df-co 5037  df-dm 5038  df-rn 5039  df-res 5040  df-ima 5041  df-pred 5583  df-ord 5629  df-on 5630  df-lim 5631  df-suc 5632  df-iota 5754  df-fun 5792  df-fn 5793  df-f 5794  df-f1 5795  df-fo 5796  df-f1o 5797  df-fv 5798  df-riota 6489  df-ov 6530  df-oprab 6531  df-mpt2 6532  df-om 6935  df-1st 7036  df-2nd 7037  df-wrecs 7271  df-recs 7332  df-rdg 7370  df-er 7606  df-en 7819  df-dom 7820  df-sdom 7821  df-pnf 9932  df-mnf 9933  df-xr 9934  df-ltxr 9935  df-le 9936  df-sub 10119  df-neg 10120  df-div 10534  df-nn 10868  df-n0 11140  df-z 11211  df-uz 11520  df-rp 11665  df-fz 12153  df-seq 12619  df-fac 12878  df-bc 12907
This theorem is referenced by:  bccl  12926  bcn2m1  12928  bcn2p1  12929  hashbclem  13045  binomlem  14346  bcxmas  14352  binomfallfaclem2  14556  srgbinomlem  18313  bcp1ctr  24721  ex-bc  26467  bccolsum  30684  fwddifnp1  31248  dvnmul  38630  bcpascm1  41917
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