bcpasc - Intuitionistic Logic Explorer

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Theorem bcpasc 10983

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 9405	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ ℕ₀)
2		elfzp12 10291	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 + 1) ∈ (ℤ_≥‘0) → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 = 0 ∨ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)))))
3		nn0uz 9753	. . . . . . 7 ⊢ ℕ₀ = (ℤ_≥‘0)
4	2, 3	eleq2s 2324	. . . . . 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 9222	. . . . . . . 8 ⊢ (1 + 0) = 1
7		bcn0 10972	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁C0) = 1)
8		0z 9453	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 0 ∈ ℤ
9		1z 9468	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ∈ ℤ
10		zsubcl 9483	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((0 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (0 − 1) ∈ ℤ)
11	8, 9, 10	mp2an 426	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0 − 1) ∈ ℤ
12		0re 8142	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 0 ∈ ℝ
13		ltm1 8989	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0 ∈ ℝ → (0 − 1) < 0)
14	12, 13	ax-mp 5	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0 − 1) < 0
15	14	orci 736	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((0 − 1) < 0 ∨ 𝑁 < (0 − 1))
16		bcval4 10969	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ (0 − 1) ∈ ℤ ∧ ((0 − 1) < 0 ∨ 𝑁 < (0 − 1))) → (𝑁C(0 − 1)) = 0)
17	11, 15, 16	mp3an23 1363	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁C(0 − 1)) = 0)
18	7, 17	oveq12d 6018	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))) = (1 + 0))
19		bcn0 10972	. . . . . . . . 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 2288	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))) = ((𝑁 + 1)C0))
22		oveq2 6008	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 = 0 → (𝑁C𝐾) = (𝑁C0))
23		oveq1 6007	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 = 0 → (𝐾 − 1) = (0 − 1))
24	23	oveq2d 6016	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 = 0 → (𝑁C(𝐾 − 1)) = (𝑁C(0 − 1)))
25	22, 24	oveq12d 6018	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 = 0 → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))))
26		oveq2 6008	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 = 0 → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁 + 1)C0))
27	25, 26	eqeq12d 2244	. . . . . . 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 9220	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0 + 1) = 1
31	30	oveq1i 6010	. . . . . . . . 9 ⊢ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)) = (1...(𝑁 + 1))
32	29, 31	eleqtrdi 2322	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1))) → 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)))
33		nn0p1nn 9404	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
34		nnuz 9754	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ℕ = (ℤ_≥‘1)
35	33, 34	eleqtrdi 2322	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ_≥‘1))
36		fzm1 10292	. . . . . . . . . . 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 9375	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → 𝑁 ∈ ℂ)
40		ax-1cn 8088	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 ∈ ℂ
41		pncan 8348	. . . . . . . . . . . . . . 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 6016	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (1...((𝑁 + 1) − 1)) = (1...𝑁))
44	43	eleq2d 2299	. . . . . . . . . . . 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 9765	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 ∈ (ℤ_≥‘0)
47		fzss1 10255	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (1 ∈ (ℤ_≥‘0) → (1...𝑁) ⊆ (0...𝑁))
48	46, 47	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (1...𝑁) ⊆ (0...𝑁)
49	48	sseli 3220	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ (0...𝑁))
50		bcp1n 10978	. . . . . . . . . . . . 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 10970	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℝ⁺)
53	49, 52	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℝ⁺)
54	53	rpcnd 9890	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℂ)
55		elfzuz2 10221	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ_≥‘1))
56	55, 34	eleqtrrdi 2323	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ)
57	56	peano2nnd 9121	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
58	57	nncnd 9120	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
59	56	nncnd 9120	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ ℂ)
60		1cnd 8158	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 1 ∈ ℂ)
61		elfzelz 10217	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℤ)
62	61	zcnd 9566	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℂ)
63	59, 60, 62	addsubd 8474	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) = ((𝑁 − 𝐾) + 1))
64		fznn0sub 10249	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 − 𝐾) ∈ ℕ₀)
65		nn0p1nn 9404	. . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2306	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℕ)
68	67	nncnd 9120	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℂ)
69	67	nnap0d 9152	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) # 0)
70	54, 58, 68, 69	div12apd 8970	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = ((𝑁 + 1) · ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))))
71	67	nnrpd 9886	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℝ⁺)
72	53, 71	rpdivcld 9906	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) ∈ ℝ⁺)
73	72	rpcnd 9890	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) ∈ ℂ)
74	58, 73	mulcomd 8164	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) · ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (𝑁 + 1)))
75	70, 74	eqtrd 2262	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (𝑁 + 1)))
76	58, 62	npcand 8457	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) + 𝐾) = (𝑁 + 1))
77	76	oveq2d 6016	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) + 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (𝑁 + 1)))
78	73, 68, 62	adddid 8167	. . . . . . . . . . . . 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 2268	. . . . . . . . . . . 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 8934	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · ((𝑁 + 1) − 𝐾)) = (𝑁C𝐾))
81		elfznn 10246	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℕ)
82	81	nnap0d 9152	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 # 0)
83	54, 68, 62, 69, 82	divdivap2d 8966	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) · 𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)))
84		bcm1k 10977	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾)))
85	59, 62, 60	subsub3d 8483	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 − (𝐾 − 1)) = ((𝑁 + 1) − 𝐾))
86	85	oveq1d 6015	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾) = (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾))
87	86	oveq2d 6016	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C(𝐾 − 1)) · ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾)) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)))
88	84, 87	eqtrd 2262	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)))
89		fzelp1 10266	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)))
90	57	nnzd 9564	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
91		elfzm1b 10290	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6016	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (0...((𝑁 + 1) − 1)) = (0...𝑁))
96	93, 95	eleqtrd 2308	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁))
97		bcrpcl 10970	. . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9890	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C(𝐾 − 1)) ∈ ℂ)
100	81	nnrpd 9886	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℝ⁺)
101	71, 100	rpdivcld 9906	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) ∈ ℝ⁺)
102	101	rpcnd 9890	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) ∈ ℂ)
103	68, 62, 69, 82	divap0d 8949	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) # 0)
104	54, 99, 102, 103	divmulap3d 8968	. . . . . . . . . . . . . . 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 8971	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) · 𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾))
107	83, 105, 106	3eqtr3rd 2271	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · 𝐾) = (𝑁C(𝐾 − 1)))
108	80, 107	oveq12d 6018	. . . . . . . . . . . 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 2267	. . . . . . . . . . 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 6008	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 = (𝑁 + 1) → (𝑁C𝐾) = (𝑁C(𝑁 + 1)))
112	33	nnzd 9564	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
113		nn0re 9374	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → 𝑁 ∈ ℝ)
114	113	ltp1d 9073	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → 𝑁 < (𝑁 + 1))
115	114	olcd 739	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁 + 1) < 0 ∨ 𝑁 < (𝑁 + 1)))
116		bcval4 10969	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ ∧ ((𝑁 + 1) < 0 ∨ 𝑁 < (𝑁 + 1))) → (𝑁C(𝑁 + 1)) = 0)
117	112, 115, 116	mpd3an23 1373	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁C(𝑁 + 1)) = 0)
118	111, 117	sylan9eqr 2284	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C𝐾) = 0)
119		oveq1 6007	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 = (𝑁 + 1) → (𝐾 − 1) = ((𝑁 + 1) − 1))
120	119, 42	sylan9eqr 2284	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝐾 − 1) = 𝑁)
121	120	oveq2d 6016	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = (𝑁C𝑁))
122		bcnn 10974	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁C𝑁) = 1)
123	122	adantr 276	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C𝑁) = 1)
124	121, 123	eqtrd 2262	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = 1)
125	118, 124	oveq12d 6018	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = (0 + 1))
126		oveq2 6008	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 = (𝑁 + 1) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁 + 1)C(𝑁 + 1)))
127		bcnn 10974	. . . . . . . . . . . . 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 2284	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = 1)
130	30, 125, 129	3eqtr4a 2288	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁 + 1)C𝐾))
131	110, 130	jaodan 802	. . . . . . . . 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 722	. . . . 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 8283	. . 3 ⊢ (0 + 0) = 0
140		fzelp1 10266	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)))
141	140	con3i 635	. . . . 5 ⊢ (¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) → ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁))
142		bcval3 10968	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
143	142	3expa 1227	. . . . 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 9480	. . . . . 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 6016	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (0...((𝑁 + 1) − 1)) = (0...𝑁))
152	151	eleq2d 2299	. . . . . . 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 9563	. . . . . . . . 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 10265	. . . . . . . . . . 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 3257	. . . . . . . . 9 ⊢ (1...(𝑁 + 1)) ⊆ (0...(𝑁 + 1))
159	158	sseli 3220	. . . . . . . 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 638	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ¬ (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁))
163		bcval3 10968	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ (𝐾 − 1) ∈ ℤ ∧ ¬ (𝐾 − 1) ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = 0)
164	145, 148, 162, 163	syl3anc 1271	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = 0)
165	144, 164	oveq12d 6018	. . 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 10968	. . . 4 ⊢ (((𝑁 + 1) ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = 0)
169	166, 146, 167, 168	syl3anc 1271	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = 0)
170	139, 165, 169	3eqtr4a 2288	. 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 9454	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 0 ∈ ℤ)
173	112	adantr 276	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
174		fzdcel 10232	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℤ) → DECID 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)))
175		exmiddc 841	. . . 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 1271	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ∨ ¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1))))
178	138, 170, 177	mpjaodan 803	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 713 DECID wdc 839 ∧ w3a 1002 = wceq 1395 ∈ wcel 2200 ⊆ wss 3197 class class class wbr 4082 ‘cfv 5317 (class class class)co 6000 ℂcc 7993 ℝcr 7994 0cc0 7995 1c1 7996 + caddc 7998 · cmul 8000 < clt 8177 − cmin 8313 / cdiv 8815 ℕcn 9106 ℕ₀cn0 9365 ℤcz 9442 ℤ_≥cuz 9718 ℝ⁺crp 9845 ...cfz 10200 Ccbc 10964

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 617 ax-in2 618 ax-io 714 ax-5 1493 ax-7 1494 ax-gen 1495 ax-ie1 1539 ax-ie2 1540 ax-8 1550 ax-10 1551 ax-11 1552 ax-i12 1553 ax-bndl 1555 ax-4 1556 ax-17 1572 ax-i9 1576 ax-ial 1580 ax-i5r 1581 ax-13 2202 ax-14 2203 ax-ext 2211 ax-coll 4198 ax-sep 4201 ax-nul 4209 ax-pow 4257 ax-pr 4292 ax-un 4523 ax-setind 4628 ax-iinf 4679 ax-cnex 8086 ax-resscn 8087 ax-1cn 8088 ax-1re 8089 ax-icn 8090 ax-addcl 8091 ax-addrcl 8092 ax-mulcl 8093 ax-mulrcl 8094 ax-addcom 8095 ax-mulcom 8096 ax-addass 8097 ax-mulass 8098 ax-distr 8099 ax-i2m1 8100 ax-0lt1 8101 ax-1rid 8102 ax-0id 8103 ax-rnegex 8104 ax-precex 8105 ax-cnre 8106 ax-pre-ltirr 8107 ax-pre-ltwlin 8108 ax-pre-lttrn 8109 ax-pre-apti 8110 ax-pre-ltadd 8111 ax-pre-mulgt0 8112 ax-pre-mulext 8113

This theorem depends on definitions: df-bi 117 df-dc 840 df-3or 1003 df-3an 1004 df-tru 1398 df-fal 1401 df-nf 1507 df-sb 1809 df-eu 2080 df-mo 2081 df-clab 2216 df-cleq 2222 df-clel 2225 df-nfc 2361 df-ne 2401 df-nel 2496 df-ral 2513 df-rex 2514 df-reu 2515 df-rmo 2516 df-rab 2517 df-v 2801 df-sbc 3029 df-csb 3125 df-dif 3199 df-un 3201 df-in 3203 df-ss 3210 df-nul 3492 df-if 3603 df-pw 3651 df-sn 3672 df-pr 3673 df-op 3675 df-uni 3888 df-int 3923 df-iun 3966 df-br 4083 df-opab 4145 df-mpt 4146 df-tr 4182 df-id 4383 df-po 4386 df-iso 4387 df-iord 4456 df-on 4458 df-ilim 4459 df-suc 4461 df-iom 4682 df-xp 4724 df-rel 4725 df-cnv 4726 df-co 4727 df-dm 4728 df-rn 4729 df-res 4730 df-ima 4731 df-iota 5277 df-fun 5319 df-fn 5320 df-f 5321 df-f1 5322 df-fo 5323 df-f1o 5324 df-fv 5325 df-riota 5953 df-ov 6003 df-oprab 6004 df-mpo 6005 df-1st 6284 df-2nd 6285 df-recs 6449 df-frec 6535 df-pnf 8179 df-mnf 8180 df-xr 8181 df-ltxr 8182 df-le 8183 df-sub 8315 df-neg 8316 df-reap 8718 df-ap 8725 df-div 8816 df-inn 9107 df-n0 9366 df-z 9443 df-uz 9719 df-q 9811 df-rp 9846 df-fz 10201 df-seqfrec 10665 df-fac 10943 df-bc 10965

This theorem is referenced by: bccl 10984 bcn2m1 10986 bcn2p1 10987 binomlem 11989 bcxmas 11995 ex-bc 16051

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