Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  altgsumbc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem altgsumbc 47512
Description: The sum of binomial coefficients for a fixed positive ๐‘ with alternating signs is zero. Notice that this is not valid for ๐‘ = 0 (since ((-1โ†‘0) ยท (0C0)) = (1 ยท 1) = 1). For a proof using Pascal's rule (bcpascm1 47511) instead of the binomial theorem (binom 15818), see altgsumbcALT 47513. (Contributed by AV, 13-Sep-2019.)
Assertion
Ref Expression
altgsumbc (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)((-1โ†‘๐‘˜) ยท (๐‘C๐‘˜)) = 0)
Distinct variable group:   ๐‘˜,๐‘

Proof of Theorem altgsumbc
StepHypRef Expression
1 1cnd 11249 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
2 negid 11547 . . . . 5 (1 โˆˆ โ„‚ โ†’ (1 + -1) = 0)
32eqcomd 2734 . . . 4 (1 โˆˆ โ„‚ โ†’ 0 = (1 + -1))
41, 3syl 17 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 0 = (1 + -1))
54oveq1d 7441 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (0โ†‘๐‘) = ((1 + -1)โ†‘๐‘))
6 0exp 14104 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (0โ†‘๐‘) = 0)
71negcld 11598 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ -1 โˆˆ โ„‚)
8 nnnn0 12519 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0)
9 binom 15818 . . . 4 ((1 โˆˆ โ„‚ โˆง -1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0) โ†’ ((1 + -1)โ†‘๐‘) = ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)((๐‘C๐‘˜) ยท ((1โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐‘˜)) ยท (-1โ†‘๐‘˜))))
101, 7, 8, 9syl3anc 1368 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((1 + -1)โ†‘๐‘) = ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)((๐‘C๐‘˜) ยท ((1โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐‘˜)) ยท (-1โ†‘๐‘˜))))
11 nnz 12619 . . . . . . . . . 10 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
12 elfzelz 13543 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค)
13 zsubcl 12644 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ โˆ’ ๐‘˜) โˆˆ โ„ค)
1411, 12, 13syl2an 594 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ (๐‘ โˆ’ ๐‘˜) โˆˆ โ„ค)
15 1exp 14098 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆ’ ๐‘˜) โˆˆ โ„ค โ†’ (1โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐‘˜)) = 1)
1614, 15syl 17 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ (1โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐‘˜)) = 1)
1716oveq1d 7441 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ ((1โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐‘˜)) ยท (-1โ†‘๐‘˜)) = (1 ยท (-1โ†‘๐‘˜)))
18 neg1cn 12366 . . . . . . . . . 10 -1 โˆˆ โ„‚
1918a1i 11 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ -1 โˆˆ โ„‚)
20 elfznn0 13636 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0)
21 expcl 14086 . . . . . . . . 9 ((-1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (-1โ†‘๐‘˜) โˆˆ โ„‚)
2219, 20, 21syl2an 594 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ (-1โ†‘๐‘˜) โˆˆ โ„‚)
2322mullidd 11272 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ (1 ยท (-1โ†‘๐‘˜)) = (-1โ†‘๐‘˜))
2417, 23eqtrd 2768 . . . . . 6 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ ((1โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐‘˜)) ยท (-1โ†‘๐‘˜)) = (-1โ†‘๐‘˜))
2524oveq2d 7442 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ ((๐‘C๐‘˜) ยท ((1โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐‘˜)) ยท (-1โ†‘๐‘˜))) = ((๐‘C๐‘˜) ยท (-1โ†‘๐‘˜)))
26 bccl 14323 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘C๐‘˜) โˆˆ โ„•0)
278, 12, 26syl2an 594 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ (๐‘C๐‘˜) โˆˆ โ„•0)
2827nn0cnd 12574 . . . . . 6 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ (๐‘C๐‘˜) โˆˆ โ„‚)
2928, 22mulcomd 11275 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ ((๐‘C๐‘˜) ยท (-1โ†‘๐‘˜)) = ((-1โ†‘๐‘˜) ยท (๐‘C๐‘˜)))
3025, 29eqtrd 2768 . . . 4 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)) โ†’ ((๐‘C๐‘˜) ยท ((1โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐‘˜)) ยท (-1โ†‘๐‘˜))) = ((-1โ†‘๐‘˜) ยท (๐‘C๐‘˜)))
3130sumeq2dv 15691 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)((๐‘C๐‘˜) ยท ((1โ†‘(๐‘ โˆ’ ๐‘˜)) ยท (-1โ†‘๐‘˜))) = ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)((-1โ†‘๐‘˜) ยท (๐‘C๐‘˜)))
3210, 31eqtrd 2768 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((1 + -1)โ†‘๐‘) = ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)((-1โ†‘๐‘˜) ยท (๐‘C๐‘˜)))
335, 6, 323eqtr3rd 2777 1 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘˜ โˆˆ (0...๐‘)((-1โ†‘๐‘˜) ยท (๐‘C๐‘˜)) = 0)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 394   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098  (class class class)co 7426  โ„‚cc 11146  0cc0 11148  1c1 11149   + caddc 11151   ยท cmul 11153   โˆ’ cmin 11484  -cneg 11485  โ„•cn 12252  โ„•0cn0 12512  โ„คcz 12598  ...cfz 13526  โ†‘cexp 14068  Ccbc 14303  ฮฃcsu 15674
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2699  ax-rep 5289  ax-sep 5303  ax-nul 5310  ax-pow 5369  ax-pr 5433  ax-un 7748  ax-inf2 9674  ax-cnex 11204  ax-resscn 11205  ax-1cn 11206  ax-icn 11207  ax-addcl 11208  ax-addrcl 11209  ax-mulcl 11210  ax-mulrcl 11211  ax-mulcom 11212  ax-addass 11213  ax-mulass 11214  ax-distr 11215  ax-i2m1 11216  ax-1ne0 11217  ax-1rid 11218  ax-rnegex 11219  ax-rrecex 11220  ax-cnre 11221  ax-pre-lttri 11222  ax-pre-lttrn 11223  ax-pre-ltadd 11224  ax-pre-mulgt0 11225  ax-pre-sup 11226
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4327  df-if 4533  df-pw 4608  df-sn 4633  df-pr 4635  df-op 4639  df-uni 4913  df-int 4954  df-iun 5002  df-br 5153  df-opab 5215  df-mpt 5236  df-tr 5270  df-id 5580  df-eprel 5586  df-po 5594  df-so 5595  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-rn 5693  df-res 5694  df-ima 5695  df-pred 6310  df-ord 6377  df-on 6378  df-lim 6379  df-suc 6380  df-iota 6505  df-fun 6555  df-fn 6556  df-f 6557  df-f1 6558  df-fo 6559  df-f1o 6560  df-fv 6561  df-isom 6562  df-riota 7382  df-ov 7429  df-oprab 7430  df-mpo 7431  df-om 7879  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8295  df-wrecs 8326  df-recs 8400  df-rdg 8439  df-1o 8495  df-er 8733  df-en 8973  df-dom 8974  df-sdom 8975  df-fin 8976  df-sup 9475  df-oi 9543  df-card 9972  df-pnf 11290  df-mnf 11291  df-xr 11292  df-ltxr 11293  df-le 11294  df-sub 11486  df-neg 11487  df-div 11912  df-nn 12253  df-2 12315  df-3 12316  df-n0 12513  df-z 12599  df-uz 12863  df-rp 13017  df-fz 13527  df-fzo 13670  df-seq 14009  df-exp 14069  df-fac 14275  df-bc 14304  df-hash 14332  df-cj 15088  df-re 15089  df-im 15090  df-sqrt 15224  df-abs 15225  df-clim 15474  df-sum 15675
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator