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

Theorem binomcxplemwb 38029
Description: Lemma for binomcxp 38038. The lemma in the Wikibooks proof. (Contributed by Steve Rodriguez, 22-Apr-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
binomcxplem.c (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
binomcxplem.k (𝜑𝐾 ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
binomcxplemwb (𝜑 → (((𝐶𝐾) · (𝐶C𝑐𝐾)) + ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶C𝑐(𝐾 − 1)))) = (𝐶 · (𝐶C𝑐𝐾)))

Proof of Theorem binomcxplemwb
StepHypRef Expression
1 binomcxplem.c . . . . . 6 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
2 binomcxplem.k . . . . . . 7 (𝜑𝐾 ∈ ℕ)
32nncnd 10980 . . . . . 6 (𝜑𝐾 ∈ ℂ)
41, 3npcand 10340 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐶𝐾) + 𝐾) = 𝐶)
54oveq1d 6619 . . . 4 (𝜑 → (((𝐶𝐾) + 𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) = (𝐶 · (𝐶 FallFac 𝐾)))
61, 3subcld 10336 . . . . 5 (𝜑 → (𝐶𝐾) ∈ ℂ)
72nnnn0d 11295 . . . . . 6 (𝜑𝐾 ∈ ℕ0)
8 fallfaccl 14672 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → (𝐶 FallFac 𝐾) ∈ ℂ)
91, 7, 8syl2anc 692 . . . . 5 (𝜑 → (𝐶 FallFac 𝐾) ∈ ℂ)
106, 3, 9adddird 10009 . . . 4 (𝜑 → (((𝐶𝐾) + 𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) = (((𝐶𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) + (𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾))))
115, 10eqtr3d 2657 . . 3 (𝜑 → (𝐶 · (𝐶 FallFac 𝐾)) = (((𝐶𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) + (𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾))))
1211oveq1d 6619 . 2 (𝜑 → ((𝐶 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾)) = ((((𝐶𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) + (𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾))) / (!‘𝐾)))
131, 7bccval 38019 . . . 4 (𝜑 → (𝐶C𝑐𝐾) = ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾)))
1413oveq2d 6620 . . 3 (𝜑 → (𝐶 · (𝐶C𝑐𝐾)) = (𝐶 · ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾))))
15 faccl 13010 . . . . . 6 (𝐾 ∈ ℕ0 → (!‘𝐾) ∈ ℕ)
1615nncnd 10980 . . . . 5 (𝐾 ∈ ℕ0 → (!‘𝐾) ∈ ℂ)
177, 16syl 17 . . . 4 (𝜑 → (!‘𝐾) ∈ ℂ)
18 facne0 13013 . . . . 5 (𝐾 ∈ ℕ0 → (!‘𝐾) ≠ 0)
197, 18syl 17 . . . 4 (𝜑 → (!‘𝐾) ≠ 0)
201, 9, 17, 19divassd 10780 . . 3 (𝜑 → ((𝐶 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾)) = (𝐶 · ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾))))
2114, 20eqtr4d 2658 . 2 (𝜑 → (𝐶 · (𝐶C𝑐𝐾)) = ((𝐶 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾)))
226, 9, 17, 19divassd 10780 . . . 4 (𝜑 → (((𝐶𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾)) = ((𝐶𝐾) · ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾))))
2322oveq1d 6619 . . 3 (𝜑 → ((((𝐶𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾)) + ((𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾))) = (((𝐶𝐾) · ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾))) + ((𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾))))
246, 9mulcld 10004 . . . 4 (𝜑 → ((𝐶𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) ∈ ℂ)
253, 9mulcld 10004 . . . 4 (𝜑 → (𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾)) ∈ ℂ)
2624, 25, 17, 19divdird 10783 . . 3 (𝜑 → ((((𝐶𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) + (𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾))) / (!‘𝐾)) = ((((𝐶𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾)) + ((𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾))))
2713oveq2d 6620 . . . 4 (𝜑 → ((𝐶𝐾) · (𝐶C𝑐𝐾)) = ((𝐶𝐾) · ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾))))
28 nnm1nn0 11278 . . . . . . . 8 (𝐾 ∈ ℕ → (𝐾 − 1) ∈ ℕ0)
292, 28syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐾 − 1) ∈ ℕ0)
30 faccl 13010 . . . . . . . 8 ((𝐾 − 1) ∈ ℕ0 → (!‘(𝐾 − 1)) ∈ ℕ)
3130nncnd 10980 . . . . . . 7 ((𝐾 − 1) ∈ ℕ0 → (!‘(𝐾 − 1)) ∈ ℂ)
3229, 31syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (!‘(𝐾 − 1)) ∈ ℂ)
33 facne0 13013 . . . . . . 7 ((𝐾 − 1) ∈ ℕ0 → (!‘(𝐾 − 1)) ≠ 0)
3429, 33syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (!‘(𝐾 − 1)) ≠ 0)
352nnne0d 11009 . . . . . 6 (𝜑𝐾 ≠ 0)
369, 32, 3, 34, 35divcan5d 10771 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (𝐾 · (!‘(𝐾 − 1)))) = ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘(𝐾 − 1))))
37 1cnd 10000 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
383, 37npcand 10340 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐾 − 1) + 1) = 𝐾)
3938fveq2d 6152 . . . . . . 7 (𝜑 → (!‘((𝐾 − 1) + 1)) = (!‘𝐾))
4038oveq2d 6620 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((!‘(𝐾 − 1)) · ((𝐾 − 1) + 1)) = ((!‘(𝐾 − 1)) · 𝐾))
41 facp1 13005 . . . . . . . . 9 ((𝐾 − 1) ∈ ℕ0 → (!‘((𝐾 − 1) + 1)) = ((!‘(𝐾 − 1)) · ((𝐾 − 1) + 1)))
4229, 41syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (!‘((𝐾 − 1) + 1)) = ((!‘(𝐾 − 1)) · ((𝐾 − 1) + 1)))
433, 32mulcomd 10005 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐾 · (!‘(𝐾 − 1))) = ((!‘(𝐾 − 1)) · 𝐾))
4440, 42, 433eqtr4d 2665 . . . . . . 7 (𝜑 → (!‘((𝐾 − 1) + 1)) = (𝐾 · (!‘(𝐾 − 1))))
4539, 44eqtr3d 2657 . . . . . 6 (𝜑 → (!‘𝐾) = (𝐾 · (!‘(𝐾 − 1))))
4645oveq2d 6620 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾)) = ((𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (𝐾 · (!‘(𝐾 − 1)))))
473, 37subcld 10336 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐾 − 1) ∈ ℂ)
481, 47subcld 10336 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶 − (𝐾 − 1)) ∈ ℂ)
49 fallfaccl 14672 . . . . . . . 8 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ (𝐾 − 1) ∈ ℕ0) → (𝐶 FallFac (𝐾 − 1)) ∈ ℂ)
501, 29, 49syl2anc 692 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶 FallFac (𝐾 − 1)) ∈ ℂ)
5148, 50, 32, 34divassd 10780 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶 FallFac (𝐾 − 1))) / (!‘(𝐾 − 1))) = ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · ((𝐶 FallFac (𝐾 − 1)) / (!‘(𝐾 − 1)))))
5238oveq2d 6620 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 FallFac ((𝐾 − 1) + 1)) = (𝐶 FallFac 𝐾))
53 fallfacp1 14686 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ (𝐾 − 1) ∈ ℕ0) → (𝐶 FallFac ((𝐾 − 1) + 1)) = ((𝐶 FallFac (𝐾 − 1)) · (𝐶 − (𝐾 − 1))))
541, 29, 53syl2anc 692 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 FallFac ((𝐾 − 1) + 1)) = ((𝐶 FallFac (𝐾 − 1)) · (𝐶 − (𝐾 − 1))))
5552, 54eqtr3d 2657 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐶 FallFac 𝐾) = ((𝐶 FallFac (𝐾 − 1)) · (𝐶 − (𝐾 − 1))))
5648, 50mulcomd 10005 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶 FallFac (𝐾 − 1))) = ((𝐶 FallFac (𝐾 − 1)) · (𝐶 − (𝐾 − 1))))
5755, 56eqtr4d 2658 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶 FallFac 𝐾) = ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶 FallFac (𝐾 − 1))))
5857oveq1d 6619 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘(𝐾 − 1))) = (((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶 FallFac (𝐾 − 1))) / (!‘(𝐾 − 1))))
591, 29bccval 38019 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶C𝑐(𝐾 − 1)) = ((𝐶 FallFac (𝐾 − 1)) / (!‘(𝐾 − 1))))
6059oveq2d 6620 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶C𝑐(𝐾 − 1))) = ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · ((𝐶 FallFac (𝐾 − 1)) / (!‘(𝐾 − 1)))))
6151, 58, 603eqtr4rd 2666 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶C𝑐(𝐾 − 1))) = ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘(𝐾 − 1))))
6236, 46, 613eqtr4rd 2666 . . . 4 (𝜑 → ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶C𝑐(𝐾 − 1))) = ((𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾)))
6327, 62oveq12d 6622 . . 3 (𝜑 → (((𝐶𝐾) · (𝐶C𝑐𝐾)) + ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶C𝑐(𝐾 − 1)))) = (((𝐶𝐾) · ((𝐶 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾))) + ((𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾)) / (!‘𝐾))))
6423, 26, 633eqtr4rd 2666 . 2 (𝜑 → (((𝐶𝐾) · (𝐶C𝑐𝐾)) + ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶C𝑐(𝐾 − 1)))) = ((((𝐶𝐾) · (𝐶 FallFac 𝐾)) + (𝐾 · (𝐶 FallFac 𝐾))) / (!‘𝐾)))
6512, 21, 643eqtr4rd 2666 1 (𝜑 → (((𝐶𝐾) · (𝐶C𝑐𝐾)) + ((𝐶 − (𝐾 − 1)) · (𝐶C𝑐(𝐾 − 1)))) = (𝐶 · (𝐶C𝑐𝐾)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1480  wcel 1987  wne 2790  cfv 5847  (class class class)co 6604  cc 9878  0cc0 9880  1c1 9881   + caddc 9883   · cmul 9885  cmin 10210   / cdiv 10628  cn 10964  0cn0 11236  !cfa 13000   FallFac cfallfac 14660  C𝑐cbcc 38017
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 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-inf2 8482  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958
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 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-se 5034  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-isom 5856  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-oadd 7509  df-er 7687  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-sup 8292  df-oi 8359  df-card 8709  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-n0 11237  df-z 11322  df-uz 11632  df-rp 11777  df-fz 12269  df-fzo 12407  df-seq 12742  df-exp 12801  df-fac 13001  df-hash 13058  df-cj 13773  df-re 13774  df-im 13775  df-sqrt 13909  df-abs 13910  df-clim 14153  df-prod 14561  df-fallfac 14663  df-bcc 38018
This theorem is referenced by:  binomcxplemnotnn0  38037
  Copyright terms: Public domain W3C validator