bcpasc - Intuitionistic Logic Explorer

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Theorem bcpasc 10837

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 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))

**Proof of Theorem bcpasc**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		peano2nn0 9280	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ ℕ₀)
2		elfzp12 10165	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 + 1) ∈ (ℤ_≥‘0) → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 = 0 ∨ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)))))
3		nn0uz 9627	. . . . . . 7 ⊢ ℕ₀ = (ℤ_≥‘0)
4	2, 3	eleq2s 2288	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 + 1) ∈ ℕ₀ → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 = 0 ∨ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)))))
5	1, 4	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 = 0 ∨ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)))))
6		1p0e1 9098	. . . . . . . 8 ⊢ (1 + 0) = 1
7		bcn0 10826	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁C0) = 1)
8		0z 9328	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 0 ∈ ℤ
9		1z 9343	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ∈ ℤ
10		zsubcl 9358	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((0 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (0 − 1) ∈ ℤ)
11	8, 9, 10	mp2an 426	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0 − 1) ∈ ℤ
12		0re 8019	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 0 ∈ ℝ
13		ltm1 8865	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0 ∈ ℝ → (0 − 1) < 0)
14	12, 13	ax-mp 5	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0 − 1) < 0
15	14	orci 732	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((0 − 1) < 0 ∨ 𝑁 < (0 − 1))
16		bcval4 10823	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ (0 − 1) ∈ ℤ ∧ ((0 − 1) < 0 ∨ 𝑁 < (0 − 1))) → (𝑁C(0 − 1)) = 0)
17	11, 15, 16	mp3an23 1340	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁C(0 − 1)) = 0)
18	7, 17	oveq12d 5936	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))) = (1 + 0))
19		bcn0 10826	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 + 1) ∈ ℕ₀ → ((𝑁 + 1)C0) = 1)
20	1, 19	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁 + 1)C0) = 1)
21	6, 18, 20	3eqtr4a 2252	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))) = ((𝑁 + 1)C0))
22		oveq2 5926	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 = 0 → (𝑁C𝐾) = (𝑁C0))
23		oveq1 5925	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 = 0 → (𝐾 − 1) = (0 − 1))
24	23	oveq2d 5934	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 = 0 → (𝑁C(𝐾 − 1)) = (𝑁C(0 − 1)))
25	22, 24	oveq12d 5936	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 = 0 → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))))
26		oveq2 5926	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 = 0 → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁 + 1)C0))
27	25, 26	eqeq12d 2208	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 = 0 → (((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾) ↔ ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))) = ((𝑁 + 1)C0)))
28	21, 27	syl5ibrcom 157	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝐾 = 0 → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾)))
29		simpr 110	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))) → 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)))
30		0p1e1 9096	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0 + 1) = 1
31	30	oveq1i 5928	. . . . . . . . 9 ⊢ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) = (1...(𝑁 + 1))
32	29, 31	eleqtrdi 2286	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))) → 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)))
33		nn0p1nn 9279	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
34		nnuz 9628	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ℕ = (ℤ_≥‘1)
35	33, 34	eleqtrdi 2286	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ_≥‘1))
36		fzm1 10166	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 + 1) ∈ (ℤ_≥‘1) → (𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1)) ∨ 𝐾 = (𝑁 + 1))))
37	36	biimpa 296	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 + 1) ∈ (ℤ_≥‘1) ∧ 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → (𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1)) ∨ 𝐾 = (𝑁 + 1)))
38	35, 37	sylan 283	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → (𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1)) ∨ 𝐾 = (𝑁 + 1)))
39		nn0cn 9250	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → 𝑁 ∈ ℂ)
40		ax-1cn 7965	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 ∈ ℂ
41		pncan 8225	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
42	39, 40, 41	sylancl 413	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
43	42	oveq2d 5934	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (1...((𝑁 + 1) − 1)) = (1...𝑁))
44	43	eleq2d 2263	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1)) ↔ 𝐾 ∈ (1...𝑁)))
45	44	biimpa 296	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1))) → 𝐾 ∈ (1...𝑁))
46		1eluzge0 9639	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 ∈ (ℤ_≥‘0)
47		fzss1 10129	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (1 ∈ (ℤ_≥‘0) → (1...𝑁) ⊆ (0...𝑁))
48	46, 47	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (1...𝑁) ⊆ (0...𝑁)
49	48	sseli 3175	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ (0...𝑁))
50		bcp1n 10832	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))))
51	49, 50	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))))
52		bcrpcl 10824	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℝ⁺)
53	49, 52	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℝ⁺)
54	53	rpcnd 9764	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℂ)
55		elfzuz2 10095	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ_≥‘1))
56	55, 34	eleqtrrdi 2287	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ)
57	56	peano2nnd 8997	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
58	57	nncnd 8996	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
59	56	nncnd 8996	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ ℂ)
60		1cnd 8035	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 1 ∈ ℂ)
61		elfzelz 10091	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℤ)
62	61	zcnd 9440	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℂ)
63	59, 60, 62	addsubd 8351	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) = ((𝑁 − 𝐾) + 1))
64		fznn0sub 10123	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 − 𝐾) ∈ ℕ₀)
65		nn0p1nn 9279	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 − 𝐾) ∈ ℕ₀ → ((𝑁 − 𝐾) + 1) ∈ ℕ)
66	64, 65	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 − 𝐾) + 1) ∈ ℕ)
67	63, 66	eqeltrd 2270	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℕ)
68	67	nncnd 8996	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℂ)
69	67	nnap0d 9028	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) # 0)
70	54, 58, 68, 69	div12apd 8846	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = ((𝑁 + 1) · ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))))
71	67	nnrpd 9760	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℝ⁺)
72	53, 71	rpdivcld 9780	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) ∈ ℝ⁺)
73	72	rpcnd 9764	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) ∈ ℂ)
74	58, 73	mulcomd 8041	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) · ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (𝑁 + 1)))
75	70, 74	eqtrd 2226	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (𝑁 + 1)))
76	58, 62	npcand 8334	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) + 𝐾) = (𝑁 + 1))
77	76	oveq2d 5934	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) + 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (𝑁 + 1)))
78	73, 68, 62	adddid 8044	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) + 𝐾)) = ((((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · ((𝑁 + 1) − 𝐾)) + (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾)))
79	75, 77, 78	3eqtr2d 2232	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = ((((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · ((𝑁 + 1) − 𝐾)) + (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾)))
80	54, 68, 69	divcanap1d 8810	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · ((𝑁 + 1) − 𝐾)) = (𝑁C𝐾))
81		elfznn 10120	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℕ)
82	81	nnap0d 9028	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 # 0)
83	54, 68, 62, 69, 82	divdivap2d 8842	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) · 𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)))
84		bcm1k 10831	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾)))
85	59, 62, 60	subsub3d 8360	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 − (𝐾 − 1)) = ((𝑁 + 1) − 𝐾))
86	85	oveq1d 5933	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾) = (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾))
87	86	oveq2d 5934	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C(𝐾 − 1)) · ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾)) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)))
88	84, 87	eqtrd 2226	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)))
89		fzelp1 10140	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)))
90	57	nnzd 9438	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
91		elfzm1b 10164	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ) → (𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1))))
92	61, 90, 91	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1))))
93	89, 92	mpbid 147	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1)))
94	59, 40, 41	sylancl 413	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
95	94	oveq2d 5934	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (0...((𝑁 + 1) − 1)) = (0...𝑁))
96	93, 95	eleqtrd 2272	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁))
97		bcrpcl 10824	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁) → (𝑁C(𝐾 − 1)) ∈ ℝ⁺)
98	96, 97	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C(𝐾 − 1)) ∈ ℝ⁺)
99	98	rpcnd 9764	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C(𝐾 − 1)) ∈ ℂ)
100	81	nnrpd 9760	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℝ⁺)
101	71, 100	rpdivcld 9780	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) ∈ ℝ⁺)
102	101	rpcnd 9764	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) ∈ ℂ)
103	68, 62, 69, 82	divap0d 8825	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) # 0)
104	54, 99, 102, 103	divmulap3d 8844	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)) = (𝑁C(𝐾 − 1)) ↔ (𝑁C𝐾) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾))))
105	88, 104	mpbird 167	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)) = (𝑁C(𝐾 − 1)))
106	54, 62, 68, 69	div23apd 8847	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) · 𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾))
107	83, 105, 106	3eqtr3rd 2235	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾) = (𝑁C(𝐾 − 1)))
108	80, 107	oveq12d 5936	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · ((𝑁 + 1) − 𝐾)) + (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾)) = ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))))
109	51, 79, 108	3eqtrrd 2231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
110	45, 109	syl 14	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
111		oveq2 5926	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 = (𝑁 + 1) → (𝑁C𝐾) = (𝑁C(𝑁 + 1)))
112	33	nnzd 9438	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
113		nn0re 9249	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → 𝑁 ∈ ℝ)
114	113	ltp1d 8949	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → 𝑁 < (𝑁 + 1))
115	114	olcd 735	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁 + 1) < 0 ∨ 𝑁 < (𝑁 + 1)))
116		bcval4 10823	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ ((𝑁 + 1) < 0 ∨ 𝑁 < (𝑁 + 1))) → (𝑁C(𝑁 + 1)) = 0)
117	112, 115, 116	mpd3an23 1350	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁C(𝑁 + 1)) = 0)
118	111, 117	sylan9eqr 2248	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C𝐾) = 0)
119		oveq1 5925	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 = (𝑁 + 1) → (𝐾 − 1) = ((𝑁 + 1) − 1))
120	119, 42	sylan9eqr 2248	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝐾 − 1) = 𝑁)
121	120	oveq2d 5934	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = (𝑁C𝑁))
122		bcnn 10828	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁C𝑁) = 1)
123	122	adantr 276	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C𝑁) = 1)
124	121, 123	eqtrd 2226	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = 1)
125	118, 124	oveq12d 5936	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = (0 + 1))
126		oveq2 5926	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 = (𝑁 + 1) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁 + 1)C(𝑁 + 1)))
127		bcnn 10828	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 + 1) ∈ ℕ₀ → ((𝑁 + 1)C(𝑁 + 1)) = 1)
128	1, 127	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁 + 1)C(𝑁 + 1)) = 1)
129	126, 128	sylan9eqr 2248	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = 1)
130	30, 125, 129	3eqtr4a 2252	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
131	110, 130	jaodan 798	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ (𝐾 ∈ (1...((𝑁 + 1) − 1)) ∨ 𝐾 = (𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
132	38, 131	syldan 282	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
133	32, 132	syldan 282	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
134	133	ex 115	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾)))
135	28, 134	jaod 718	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝐾 = 0 ∨ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾)))
136	5, 135	sylbid 150	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾)))
137	136	imp 124	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
138	137	adantlr 477	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
139		00id 8160	. . 3 ⊢ (0 + 0) = 0
140		fzelp1 10140	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)))
141	140	con3i 633	. . . . 5 ⊢ (¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) → ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁))
142		bcval3 10822	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
143	142	3expa 1205	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
144	141, 143	sylan2 286	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → (𝑁C𝐾) = 0)
145		simpll 527	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → 𝑁 ∈ ℕ₀)
146		simplr 528	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → 𝐾 ∈ ℤ)
147		peano2zm 9355	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (𝐾 − 1) ∈ ℤ)
148	146, 147	syl 14	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → (𝐾 − 1) ∈ ℤ)
149	39	adantr 276	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℂ)
150	149, 40, 41	sylancl 413	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
151	150	oveq2d 5934	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (0...((𝑁 + 1) − 1)) = (0...𝑁))
152	151	eleq2d 2263	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1)) ↔ (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁)))
153		id 19	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℤ)
154	1	nn0zd 9437	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
155	153, 154, 91	syl2anr 290	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1))))
156		fzp1ss 10139	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0 ∈ ℤ → ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) ⊆ (0...(𝑁 + 1)))
157	8, 156	ax-mp 5	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) ⊆ (0...(𝑁 + 1))
158	31, 157	eqsstrri 3212	. . . . . . . . 9 ⊢ (1...(𝑁 + 1)) ⊆ (0...(𝑁 + 1))
159	158	sseli 3175	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)) → 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)))
160	155, 159	biimtrrdi 164	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((𝐾 − 1) ∈ (0...((𝑁 + 1) − 1)) → 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))))
161	152, 160	sylbird 170	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁) → 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))))
162	161	con3dimp 636	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ¬ (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁))
163		bcval3 10822	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ (𝐾 − 1) ∈ ℤ ∧ ¬ (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = 0)
164	145, 148, 162, 163	syl3anc 1249	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = 0)
165	144, 164	oveq12d 5936	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = (0 + 0))
166	145, 1	syl 14	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → (𝑁 + 1) ∈ ℕ₀)
167		simpr 110	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)))
168		bcval3 10822	. . . 4 ⊢ (((𝑁 + 1) ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = 0)
169	166, 146, 167, 168	syl3anc 1249	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = 0)
170	139, 165, 169	3eqtr4a 2252	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
171		simpr 110	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 𝐾 ∈ ℤ)
172		0zd 9329	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 0 ∈ ℤ)
173	112	adantr 276	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
174		fzdcel 10106	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ) → DECID 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)))
175		exmiddc 837	. . . 4 ⊢ (DECID 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ∨ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))))
176	174, 175	syl 14	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ) → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ∨ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))))
177	171, 172, 173, 176	syl3anc 1249	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ∨ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))))
178	138, 170, 177	mpjaodan 799	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))

Colors of variables: wff set class

Syntax hints: ¬ wn 3 → wi 4 ∧ wa 104 ↔ wb 105 ∨ wo 709 DECID wdc 835 ∧ w3a 980 = wceq 1364 ∈ wcel 2164 ⊆ wss 3153 class class class wbr 4029 ‘cfv 5254 (class class class)co 5918 ℂcc 7870 ℝcr 7871 0cc0 7872 1c1 7873 + caddc 7875 · cmul 7877 < clt 8054 − cmin 8190 / cdiv 8691 ℕcn 8982 ℕ₀cn0 9240 ℤcz 9317 ℤ_≥cuz 9592 ℝ⁺crp 9719 ...cfz 10074 Ccbc 10818

This theorem was proved from axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-ia1 106 ax-ia2 107 ax-ia3 108 ax-in1 615 ax-in2 616 ax-io 710 ax-5 1458 ax-7 1459 ax-gen 1460 ax-ie1 1504 ax-ie2 1505 ax-8 1515 ax-10 1516 ax-11 1517 ax-i12 1518 ax-bndl 1520 ax-4 1521 ax-17 1537 ax-i9 1541 ax-ial 1545 ax-i5r 1546 ax-13 2166 ax-14 2167 ax-ext 2175 ax-coll 4144 ax-sep 4147 ax-nul 4155 ax-pow 4203 ax-pr 4238 ax-un 4464 ax-setind 4569 ax-iinf 4620 ax-cnex 7963 ax-resscn 7964 ax-1cn 7965 ax-1re 7966 ax-icn 7967 ax-addcl 7968 ax-addrcl 7969 ax-mulcl 7970 ax-mulrcl 7971 ax-addcom 7972 ax-mulcom 7973 ax-addass 7974 ax-mulass 7975 ax-distr 7976 ax-i2m1 7977 ax-0lt1 7978 ax-1rid 7979 ax-0id 7980 ax-rnegex 7981 ax-precex 7982 ax-cnre 7983 ax-pre-ltirr 7984 ax-pre-ltwlin 7985 ax-pre-lttrn 7986 ax-pre-apti 7987 ax-pre-ltadd 7988 ax-pre-mulgt0 7989 ax-pre-mulext 7990

This theorem depends on definitions: df-bi 117 df-dc 836 df-3or 981 df-3an 982 df-tru 1367 df-fal 1370 df-nf 1472 df-sb 1774 df-eu 2045 df-mo 2046 df-clab 2180 df-cleq 2186 df-clel 2189 df-nfc 2325 df-ne 2365 df-nel 2460 df-ral 2477 df-rex 2478 df-reu 2479 df-rmo 2480 df-rab 2481 df-v 2762 df-sbc 2986 df-csb 3081 df-dif 3155 df-un 3157 df-in 3159 df-ss 3166 df-nul 3447 df-if 3558 df-pw 3603 df-sn 3624 df-pr 3625 df-op 3627 df-uni 3836 df-int 3871 df-iun 3914 df-br 4030 df-opab 4091 df-mpt 4092 df-tr 4128 df-id 4324 df-po 4327 df-iso 4328 df-iord 4397 df-on 4399 df-ilim 4400 df-suc 4402 df-iom 4623 df-xp 4665 df-rel 4666 df-cnv 4667 df-co 4668 df-dm 4669 df-rn 4670 df-res 4671 df-ima 4672 df-iota 5215 df-fun 5256 df-fn 5257 df-f 5258 df-f1 5259 df-fo 5260 df-f1o 5261 df-fv 5262 df-riota 5873 df-ov 5921 df-oprab 5922 df-mpo 5923 df-1st 6193 df-2nd 6194 df-recs 6358 df-frec 6444 df-pnf 8056 df-mnf 8057 df-xr 8058 df-ltxr 8059 df-le 8060 df-sub 8192 df-neg 8193 df-reap 8594 df-ap 8601 df-div 8692 df-inn 8983 df-n0 9241 df-z 9318 df-uz 9593 df-q 9685 df-rp 9720 df-fz 10075 df-seqfrec 10519 df-fac 10797 df-bc 10819

This theorem is referenced by: bccl 10838 bcn2m1 10840 bcn2p1 10841 binomlem 11626 bcxmas 11632 ex-bc 15221

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