bcpasc - Intuitionistic Logic Explorer

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Theorem bcpasc 11000

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 9420	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ ℕ₀)
2		elfzp12 10307	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 + 1) ∈ (ℤ_≥‘0) → (𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) ↔ (𝐾 = 0 ∨ 𝐾 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 + 1)))))
3		nn0uz 9769	. . . . . . 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 9237	. . . . . . . 8 ⊢ (1 + 0) = 1
7		bcn0 10989	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁C0) = 1)
8		0z 9468	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 0 ∈ ℤ
9		1z 9483	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ∈ ℤ
10		zsubcl 9498	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((0 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (0 − 1) ∈ ℤ)
11	8, 9, 10	mp2an 426	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0 − 1) ∈ ℤ
12		0re 8157	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 0 ∈ ℝ
13		ltm1 9004	. . . . . . . . . . . 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 10986	. . . . . . . . . 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 6025	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))) = (1 + 0))
19		bcn0 10989	. . . . . . . . 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 6015	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 = 0 → (𝑁C𝐾) = (𝑁C0))
23		oveq1 6014	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 = 0 → (𝐾 − 1) = (0 − 1))
24	23	oveq2d 6023	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 = 0 → (𝑁C(𝐾 − 1)) = (𝑁C(0 − 1)))
25	22, 24	oveq12d 6025	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 = 0 → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = ((𝑁C0) + (𝑁C(0 − 1))))
26		oveq2 6015	. . . . . . . 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 9235	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0 + 1) = 1
31	30	oveq1i 6017	. . . . . . . . 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 9419	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
34		nnuz 9770	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ℕ = (ℤ_≥‘1)
35	33, 34	eleqtrdi 2322	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ_≥‘1))
36		fzm1 10308	. . . . . . . . . . 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 9390	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → 𝑁 ∈ ℂ)
40		ax-1cn 8103	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 ∈ ℂ
41		pncan 8363	. . . . . . . . . . . . . . 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 6023	. . . . . . . . . . . . 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 9781	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 ∈ (ℤ_≥‘0)
47		fzss1 10271	. . . . . . . . . . . . . . 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 10995	. . . . . . . . . . . . 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 10987	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℝ⁺)
53	49, 52	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℝ⁺)
54	53	rpcnd 9906	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) ∈ ℂ)
55		elfzuz2 10237	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ_≥‘1))
56	55, 34	eleqtrrdi 2323	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ)
57	56	peano2nnd 9136	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
58	57	nncnd 9135	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
59	56	nncnd 9135	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ ℂ)
60		1cnd 8173	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 1 ∈ ℂ)
61		elfzelz 10233	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℤ)
62	61	zcnd 9581	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℂ)
63	59, 60, 62	addsubd 8489	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) = ((𝑁 − 𝐾) + 1))
64		fznn0sub 10265	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 − 𝐾) ∈ ℕ₀)
65		nn0p1nn 9419	. . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9135	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℂ)
69	67	nnap0d 9167	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) # 0)
70	54, 58, 68, 69	div12apd 8985	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) · ((𝑁 + 1) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))) = ((𝑁 + 1) · ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾))))
71	67	nnrpd 9902	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 + 1) − 𝐾) ∈ ℝ⁺)
72	53, 71	rpdivcld 9922	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) ∈ ℝ⁺)
73	72	rpcnd 9906	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) ∈ ℂ)
74	58, 73	mulcomd 8179	. . . . . . . . . . . . . 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 8472	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) + 𝐾) = (𝑁 + 1))
77	76	oveq2d 6023	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (((𝑁 + 1) − 𝐾) + 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · (𝑁 + 1)))
78	73, 68, 62	adddid 8182	. . . . . . . . . . . . 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 8949	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁C𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)) · ((𝑁 + 1) − 𝐾)) = (𝑁C𝐾))
81		elfznn 10262	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℕ)
82	81	nnap0d 9167	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 # 0)
83	54, 68, 62, 69, 82	divdivap2d 8981	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁C𝐾) / (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾)) = (((𝑁C𝐾) · 𝐾) / ((𝑁 + 1) − 𝐾)))
84		bcm1k 10994	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝐾) = ((𝑁C(𝐾 − 1)) · ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾)))
85	59, 62, 60	subsub3d 8498	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 − (𝐾 − 1)) = ((𝑁 + 1) − 𝐾))
86	85	oveq1d 6022	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → ((𝑁 − (𝐾 − 1)) / 𝐾) = (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾))
87	86	oveq2d 6023	. . . . . . . . . . . . . . . 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 10282	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ (1...(𝑁 + 1)))
90	57	nnzd 9579	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
91		elfzm1b 10306	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6023	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10987	. . . . . . . . . . . . . . . . . 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 9906	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C(𝐾 − 1)) ∈ ℂ)
100	81	nnrpd 9902	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → 𝐾 ∈ ℝ⁺)
101	71, 100	rpdivcld 9922	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) ∈ ℝ⁺)
102	101	rpcnd 9906	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) ∈ ℂ)
103	68, 62, 69, 82	divap0d 8964	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ (1...𝑁) → (((𝑁 + 1) − 𝐾) / 𝐾) # 0)
104	54, 99, 102, 103	divmulap3d 8983	. . . . . . . . . . . . . . 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 8986	. . . . . . . . . . . . . 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 6025	. . . . . . . . . . . 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 6015	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 = (𝑁 + 1) → (𝑁C𝐾) = (𝑁C(𝑁 + 1)))
112	33	nnzd 9579	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
113		nn0re 9389	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → 𝑁 ∈ ℝ)
114	113	ltp1d 9088	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → 𝑁 < (𝑁 + 1))
115	114	olcd 739	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ₀ → ((𝑁 + 1) < 0 ∨ 𝑁 < (𝑁 + 1)))
116		bcval4 10986	. . . . . . . . . . . . . 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 6014	. . . . . . . . . . . . . . 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 6023	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → (𝑁C(𝐾 − 1)) = (𝑁C𝑁))
122		bcnn 10991	. . . . . . . . . . . . . 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 6025	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 = (𝑁 + 1)) → ((𝑁C𝐾) + (𝑁C(𝐾 − 1))) = (0 + 1))
126		oveq2 6015	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 = (𝑁 + 1) → ((𝑁 + 1)C𝐾) = ((𝑁 + 1)C(𝑁 + 1)))
127		bcnn 10991	. . . . . . . . . . . . 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 8298	. . 3 ⊢ (0 + 0) = 0
140		fzelp1 10282	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)))
141	140	con3i 635	. . . . 5 ⊢ (¬ 𝐾 ∈ (0...(𝑁 + 1)) → ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁))
142		bcval3 10985	. . . . . 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 9495	. . . . . 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 6023	. . . . . . . 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 9578	. . . . . . . . 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 10281	. . . . . . . . . . 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 10985	. . . . 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 6025	. . 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 10985	. . . 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 9469	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → 0 ∈ ℤ)
173	112	adantr 276	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ₀ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
174		fzdcel 10248	. . . 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 4083 ‘cfv 5318 (class class class)co 6007 ℂcc 8008 ℝcr 8009 0cc0 8010 1c1 8011 + caddc 8013 · cmul 8015 < clt 8192 − cmin 8328 / cdiv 8830 ℕcn 9121 ℕ₀cn0 9380 ℤcz 9457 ℤ_≥cuz 9733 ℝ⁺crp 9861 ...cfz 10216 Ccbc 10981

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 4199 ax-sep 4202 ax-nul 4210 ax-pow 4258 ax-pr 4293 ax-un 4524 ax-setind 4629 ax-iinf 4680 ax-cnex 8101 ax-resscn 8102 ax-1cn 8103 ax-1re 8104 ax-icn 8105 ax-addcl 8106 ax-addrcl 8107 ax-mulcl 8108 ax-mulrcl 8109 ax-addcom 8110 ax-mulcom 8111 ax-addass 8112 ax-mulass 8113 ax-distr 8114 ax-i2m1 8115 ax-0lt1 8116 ax-1rid 8117 ax-0id 8118 ax-rnegex 8119 ax-precex 8120 ax-cnre 8121 ax-pre-ltirr 8122 ax-pre-ltwlin 8123 ax-pre-lttrn 8124 ax-pre-apti 8125 ax-pre-ltadd 8126 ax-pre-mulgt0 8127 ax-pre-mulext 8128

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 3889 df-int 3924 df-iun 3967 df-br 4084 df-opab 4146 df-mpt 4147 df-tr 4183 df-id 4384 df-po 4387 df-iso 4388 df-iord 4457 df-on 4459 df-ilim 4460 df-suc 4462 df-iom 4683 df-xp 4725 df-rel 4726 df-cnv 4727 df-co 4728 df-dm 4729 df-rn 4730 df-res 4731 df-ima 4732 df-iota 5278 df-fun 5320 df-fn 5321 df-f 5322 df-f1 5323 df-fo 5324 df-f1o 5325 df-fv 5326 df-riota 5960 df-ov 6010 df-oprab 6011 df-mpo 6012 df-1st 6292 df-2nd 6293 df-recs 6457 df-frec 6543 df-pnf 8194 df-mnf 8195 df-xr 8196 df-ltxr 8197 df-le 8198 df-sub 8330 df-neg 8331 df-reap 8733 df-ap 8740 df-div 8831 df-inn 9122 df-n0 9381 df-z 9458 df-uz 9734 df-q 9827 df-rp 9862 df-fz 10217 df-seqfrec 10682 df-fac 10960 df-bc 10982

This theorem is referenced by: bccl 11001 bcn2m1 11003 bcn2p1 11004 binomlem 12009 bcxmas 12015 ex-bc 16148

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