Theorem pcbc 12749

Description: Calculate the prime count of a binomial coefficient. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Mar-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 21-May-2014.)

Assertion

Ref	Expression
pcbc	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt (𝑁C𝐾)) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − ((⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘))))))

Distinct variable groups:   𝑃,𝑘   𝑘,𝑁   𝑘,𝐾

Proof of Theorem pcbc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp3 1002	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℙ)
2		nnnn0 9322	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
3	2	3ad2ant1 1021	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ ℕ0)
4	3	faccld 10903	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (!‘𝑁) ∈ ℕ)
5	4	nnzd 9514	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (!‘𝑁) ∈ ℤ)
6	4	nnne0d 9101	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (!‘𝑁) ≠ 0)
7		fznn0sub 10199	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → (𝑁 − 𝐾) ∈ ℕ0)
8	7	3ad2ant2 1022	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑁 − 𝐾) ∈ ℕ0)
9	8	faccld 10903	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (!‘(𝑁 − 𝐾)) ∈ ℕ)
10		elfznn0 10256	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → 𝐾 ∈ ℕ0)
11	10	3ad2ant2 1022	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝐾 ∈ ℕ0)
12	11	faccld 10903	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (!‘𝐾) ∈ ℕ)
13	9, 12	nnmulcld 9105	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾)) ∈ ℕ)
14		pcdiv 12700	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ ((!‘𝑁) ∈ ℤ ∧ (!‘𝑁) ≠ 0) ∧ ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾)) ∈ ℕ) → (𝑃 pCnt ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾)))) = ((𝑃 pCnt (!‘𝑁)) − (𝑃 pCnt ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾)))))
15	1, 5, 6, 13, 14	syl121anc 1255	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾)))) = ((𝑃 pCnt (!‘𝑁)) − (𝑃 pCnt ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾)))))
16		bcval2 10917	. . . 4 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → (𝑁C𝐾) = ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))))
17	16	3ad2ant2 1022	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑁C𝐾) = ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))))
18	17	oveq2d 5973	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt (𝑁C𝐾)) = (𝑃 pCnt ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾)))))
19		1zzd 9419	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 ∈ ℤ)
20	3	nn0zd 9513	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ ℤ)
21	19, 20	fzfigd 10598	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (1...𝑁) ∈ Fin)
22	20	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℤ)
23		simpl3 1005	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → 𝑃 ∈ ℙ)
24		prmnn 12507	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
25	23, 24	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → 𝑃 ∈ ℕ)
26		elfznn 10196	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 ∈ (1...𝑁) → 𝑘 ∈ ℕ)
27	26	nnnn0d 9368	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 ∈ (1...𝑁) → 𝑘 ∈ ℕ0)
28	27	adantl 277	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
29	25, 28	nnexpcld 10862	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ)
30		znq 9765	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
31	22, 29, 30	syl2anc 411	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
32	31	flqcld 10442	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℤ)
33	32	zcnd 9516	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℂ)
34		simpl2 1004	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → 𝐾 ∈ (0...𝑁))
35	10	nn0zd 9513	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → 𝐾 ∈ ℤ)
36	34, 35	syl 14	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → 𝐾 ∈ ℤ)
37	22, 36	zsubcld 9520	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (𝑁 − 𝐾) ∈ ℤ)
38		znq 9765	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 − 𝐾) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → ((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
39	37, 29, 38	syl2anc 411	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → ((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
40	39	flqcld 10442	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℤ)
41	40	zcnd 9516	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℂ)
42		znq 9765	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → (𝐾 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
43	36, 29, 42	syl2anc 411	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (𝐾 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
44	43	flqcld 10442	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℤ)
45	44	zcnd 9516	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℂ)
46	41, 45	addcld 8112	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → ((⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘)))) ∈ ℂ)
47	21, 33, 46	fsumsub 11838	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − ((⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘))))) = (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘))))))
48		uzid 9682	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
49	20, 48	syl 14	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
50		pcfac 12748	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt (!‘𝑁)) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))
51	3, 49, 1, 50	syl3anc 1250	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt (!‘𝑁)) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))
52	11	nn0ge0d 9371	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 0 ≤ 𝐾)
53		nnre 9063	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
54	53	3ad2ant1 1021	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ ℝ)
55	11	nn0red 9369	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝐾 ∈ ℝ)
56	54, 55	subge02d 8630	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (0 ≤ 𝐾 ↔ (𝑁 − 𝐾) ≤ 𝑁))
57	52, 56	mpbid 147	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑁 − 𝐾) ≤ 𝑁)
58	11	nn0zd 9513	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝐾 ∈ ℤ)
59	20, 58	zsubcld 9520	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑁 − 𝐾) ∈ ℤ)
60		eluz 9681	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 − 𝐾) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 − 𝐾)) ↔ (𝑁 − 𝐾) ≤ 𝑁))
61	59, 20, 60	syl2anc 411	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 − 𝐾)) ↔ (𝑁 − 𝐾) ≤ 𝑁))
62	57, 61	mpbird 167	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 − 𝐾)))
63		pcfac 12748	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 − 𝐾) ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 − 𝐾)) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt (!‘(𝑁 − 𝐾))) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))))
64	8, 62, 1, 63	syl3anc 1250	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt (!‘(𝑁 − 𝐾))) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))))
65		elfzuz3 10164	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝐾))
66	65	3ad2ant2 1022	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝐾))
67		pcfac 12748	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝐾) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt (!‘𝐾)) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘))))
68	11, 66, 1, 67	syl3anc 1250	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt (!‘𝐾)) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘))))
69	64, 68	oveq12d 5975	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 pCnt (!‘(𝑁 − 𝐾))) + (𝑃 pCnt (!‘𝐾))) = (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘)))))
70	9	nnzd 9514	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (!‘(𝑁 − 𝐾)) ∈ ℤ)
71	9	nnne0d 9101	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (!‘(𝑁 − 𝐾)) ≠ 0)
72	12	nnzd 9514	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (!‘𝐾) ∈ ℤ)
73	12	nnne0d 9101	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (!‘𝐾) ≠ 0)
74		pcmul 12699	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ ((!‘(𝑁 − 𝐾)) ∈ ℤ ∧ (!‘(𝑁 − 𝐾)) ≠ 0) ∧ ((!‘𝐾) ∈ ℤ ∧ (!‘𝐾) ≠ 0)) → (𝑃 pCnt ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))) = ((𝑃 pCnt (!‘(𝑁 − 𝐾))) + (𝑃 pCnt (!‘𝐾))))
75	1, 70, 71, 72, 73, 74	syl122anc 1259	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))) = ((𝑃 pCnt (!‘(𝑁 − 𝐾))) + (𝑃 pCnt (!‘𝐾))))
76	21, 41, 45	fsumadd 11792	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘)))) = (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘)))))
77	69, 75, 76	3eqtr4d 2249	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘)))))
78	51, 77	oveq12d 5975	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 pCnt (!‘𝑁)) − (𝑃 pCnt ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾)))) = (Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)(⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘))))))
79	47, 78	eqtr4d 2242	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − ((⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘))))) = ((𝑃 pCnt (!‘𝑁)) − (𝑃 pCnt ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾)))))
80	15, 18, 79	3eqtr4d 2249	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt (𝑁C𝐾)) = Σ𝑘 ∈ (1...𝑁)((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − ((⌊‘((𝑁 − 𝐾) / (𝑃↑𝑘))) + (⌊‘(𝐾 / (𝑃↑𝑘))))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 981   = wceq 1373   ∈ wcel 2177   ≠ wne 2377   class class class wbr 4051  ‘cfv 5280  (class class class)co 5957  ℝcr 7944  0cc0 7945  1c1 7946   + caddc 7948   · cmul 7950   ≤ cle 8128   − cmin 8263   / cdiv 8765  ℕcn 9056  ℕ₀cn0 9315  ℤcz 9392  ℤ_≥cuz 9668  ℚcq 9760  ...cfz 10150  ⌊cfl 10433  ↑cexp 10705  !cfa 10892  Ccbc 10914  Σcsu 11739  ℙcprime 12504   pCnt cpc 12682

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 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-coll 4167  ax-sep 4170  ax-nul 4178  ax-pow 4226  ax-pr 4261  ax-un 4488  ax-setind 4593  ax-iinf 4644  ax-cnex 8036  ax-resscn 8037  ax-1cn 8038  ax-1re 8039  ax-icn 8040  ax-addcl 8041  ax-addrcl 8042  ax-mulcl 8043  ax-mulrcl 8044  ax-addcom 8045  ax-mulcom 8046  ax-addass 8047  ax-mulass 8048  ax-distr 8049  ax-i2m1 8050  ax-0lt1 8051  ax-1rid 8052  ax-0id 8053  ax-rnegex 8054  ax-precex 8055  ax-cnre 8056  ax-pre-ltirr 8057  ax-pre-ltwlin 8058  ax-pre-lttrn 8059  ax-pre-apti 8060  ax-pre-ltadd 8061  ax-pre-mulgt0 8062  ax-pre-mulext 8063  ax-arch 8064  ax-caucvg 8065

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 833  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-nel 2473  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rmo 2493  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3003  df-csb 3098  df-dif 3172  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-nul 3465  df-if 3576  df-pw 3623  df-sn 3644  df-pr 3645  df-op 3647  df-uni 3857  df-int 3892  df-iun 3935  df-br 4052  df-opab 4114  df-mpt 4115  df-tr 4151  df-id 4348  df-po 4351  df-iso 4352  df-iord 4421  df-on 4423  df-ilim 4424  df-suc 4426  df-iom 4647  df-xp 4689  df-rel 4690  df-cnv 4691  df-co 4692  df-dm 4693  df-rn 4694  df-res 4695  df-ima 4696  df-iota 5241  df-fun 5282  df-fn 5283  df-f 5284  df-f1 5285  df-fo 5286  df-f1o 5287  df-fv 5288  df-isom 5289  df-riota 5912  df-ov 5960  df-oprab 5961  df-mpo 5962  df-1st 6239  df-2nd 6240  df-recs 6404  df-irdg 6469  df-frec 6490  df-1o 6515  df-2o 6516  df-oadd 6519  df-er 6633  df-en 6841  df-dom 6842  df-fin 6843  df-sup 7101  df-inf 7102  df-pnf 8129  df-mnf 8130  df-xr 8131  df-ltxr 8132  df-le 8133  df-sub 8265  df-neg 8266  df-reap 8668  df-ap 8675  df-div 8766  df-inn 9057  df-2 9115  df-3 9116  df-4 9117  df-n0 9316  df-z 9393  df-uz 9669  df-q 9761  df-rp 9796  df-fz 10151  df-fzo 10285  df-fl 10435  df-mod 10490  df-seqfrec 10615  df-exp 10706  df-fac 10893  df-bc 10915  df-ihash 10943  df-cj 11228  df-re 11229  df-im 11230  df-rsqrt 11384  df-abs 11385  df-clim 11665  df-sumdc 11740  df-dvds 12174  df-gcd 12350  df-prm 12505  df-pc 12683

This theorem is referenced by: (None)