Proof of Theorem basellem2
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | basel.p |
. . 3
⊢ 𝑃 = (𝑡 ∈ ℂ ↦ Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) · (𝑡↑𝑗))) |
2 | | ssidd 3924 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ℂ
⊆ ℂ) |
3 | | nnnn0 12097 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈
ℕ0) |
4 | | elfznn0 13205 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑀) → 𝑗 ∈ ℕ0) |
5 | | oveq2 7221 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑛 = 𝑗 → (2 · 𝑛) = (2 · 𝑗)) |
6 | 5 | oveq2d 7229 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑗 → (𝑁C(2 · 𝑛)) = (𝑁C(2 · 𝑗))) |
7 | | oveq2 7221 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑛 = 𝑗 → (𝑀 − 𝑛) = (𝑀 − 𝑗)) |
8 | 7 | oveq2d 7229 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑗 → (-1↑(𝑀 − 𝑛)) = (-1↑(𝑀 − 𝑗))) |
9 | 6, 8 | oveq12d 7231 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 = 𝑗 → ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))) = ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
10 | | eqid 2737 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛)))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛)))) |
11 | | ovex 7246 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) ∈ V |
12 | 9, 10, 11 | fvmpt 6818 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑗 ∈ ℕ0
→ ((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
13 | 4, 12 | syl 17 |
. . . . . 6
⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑀) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
14 | 13 | adantl 485 |
. . . . 5
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
15 | | basel.n |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ 𝑁 = ((2 · 𝑀) + 1) |
16 | | 2nn 11903 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ 2 ∈
ℕ |
17 | | nnmulcl 11854 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((2
∈ ℕ ∧ 𝑀
∈ ℕ) → (2 · 𝑀) ∈ ℕ) |
18 | 16, 17 | mpan 690 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ∈
ℕ) |
19 | 18 | peano2nnd 11847 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((2
· 𝑀) + 1) ∈
ℕ) |
20 | 15, 19 | eqeltrid 2842 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑁 ∈
ℕ) |
21 | 20 | nnnn0d 12150 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑁 ∈
ℕ0) |
22 | | 2z 12209 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 2 ∈
ℤ |
23 | | nn0z 12200 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑛 ∈ ℕ0
→ 𝑛 ∈
ℤ) |
24 | | zmulcl 12226 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((2
∈ ℤ ∧ 𝑛
∈ ℤ) → (2 · 𝑛) ∈ ℤ) |
25 | 22, 23, 24 | sylancr 590 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑛 ∈ ℕ0
→ (2 · 𝑛)
∈ ℤ) |
26 | | bccl 13888 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ (2 · 𝑛) ∈
ℤ) → (𝑁C(2
· 𝑛)) ∈
ℕ0) |
27 | 21, 25, 26 | syl2an 599 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0)
→ (𝑁C(2 · 𝑛)) ∈
ℕ0) |
28 | 27 | nn0cnd 12152 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0)
→ (𝑁C(2 · 𝑛)) ∈
ℂ) |
29 | | neg1cn 11944 |
. . . . . . . . 9
⊢ -1 ∈
ℂ |
30 | | neg1ne0 11946 |
. . . . . . . . 9
⊢ -1 ≠
0 |
31 | | nnz 12199 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈
ℤ) |
32 | | zsubcl 12219 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝑀 − 𝑛) ∈ ℤ) |
33 | 31, 23, 32 | syl2an 599 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0)
→ (𝑀 − 𝑛) ∈
ℤ) |
34 | | expclz 13660 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((-1
∈ ℂ ∧ -1 ≠ 0 ∧ (𝑀 − 𝑛) ∈ ℤ) → (-1↑(𝑀 − 𝑛)) ∈ ℂ) |
35 | 29, 30, 33, 34 | mp3an12i 1467 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0)
→ (-1↑(𝑀 −
𝑛)) ∈
ℂ) |
36 | 28, 35 | mulcld 10853 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0)
→ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))) ∈
ℂ) |
37 | 36 | fmpttd 6932 |
. . . . . 6
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛)))):ℕ0⟶ℂ) |
38 | | ffvelrn 6902 |
. . . . . 6
⊢ (((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛)))):ℕ0⟶ℂ ∧
𝑗 ∈
ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ∈ ℂ) |
39 | 37, 4, 38 | syl2an 599 |
. . . . 5
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ∈ ℂ) |
40 | 14, 39 | eqeltrrd 2839 |
. . . 4
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) ∈ ℂ) |
41 | 2, 3, 40 | elplyd 25096 |
. . 3
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑡 ∈ ℂ ↦
Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) · (𝑡↑𝑗))) ∈
(Poly‘ℂ)) |
42 | 1, 41 | eqeltrid 2842 |
. 2
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑃 ∈
(Poly‘ℂ)) |
43 | | nnre 11837 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈
ℝ) |
44 | | nn0re 12099 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑗 ∈ ℕ0
→ 𝑗 ∈
ℝ) |
45 | | ltnle 10912 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (𝑀 < 𝑗 ↔ ¬ 𝑗 ≤ 𝑀)) |
46 | 43, 44, 45 | syl2an 599 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (𝑀 < 𝑗 ↔ ¬ 𝑗 ≤ 𝑀)) |
47 | 12 | ad2antlr 727 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
48 | 21 | ad2antrr 726 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑁 ∈
ℕ0) |
49 | | nn0z 12200 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑗 ∈ ℕ0
→ 𝑗 ∈
ℤ) |
50 | 49 | ad2antlr 727 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑗 ∈ ℤ) |
51 | | zmulcl 12226 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((2
∈ ℤ ∧ 𝑗
∈ ℤ) → (2 · 𝑗) ∈ ℤ) |
52 | 22, 50, 51 | sylancr 590 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · 𝑗) ∈
ℤ) |
53 | | ax-1cn 10787 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ 1 ∈
ℂ |
54 | 53 | 2timesi 11968 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (2
· 1) = (1 + 1) |
55 | 54 | oveq2i 7224 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((2
· 𝑀) + (2 ·
1)) = ((2 · 𝑀) + (1
+ 1)) |
56 | | 2cnd 11908 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 2 ∈
ℂ) |
57 | | nncn 11838 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈
ℂ) |
58 | 57 | ad2antrr 726 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑀 ∈ ℂ) |
59 | 53 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 1 ∈
ℂ) |
60 | 56, 58, 59 | adddid 10857 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · (𝑀 + 1)) = ((2 · 𝑀) + (2 ·
1))) |
61 | 15 | oveq1i 7223 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑁 + 1) = (((2 · 𝑀) + 1) + 1) |
62 | 18 | ad2antrr 726 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · 𝑀) ∈
ℕ) |
63 | 62 | nncnd 11846 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · 𝑀) ∈
ℂ) |
64 | 63, 59, 59 | addassd 10855 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (((2 · 𝑀) + 1) + 1) = ((2 · 𝑀) + (1 + 1))) |
65 | 61, 64 | syl5eq 2790 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑁 + 1) = ((2 · 𝑀) + (1 + 1))) |
66 | 55, 60, 65 | 3eqtr4a 2804 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · (𝑀 + 1)) = (𝑁 + 1)) |
67 | | zltp1le 12227 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝑀 < 𝑗 ↔ (𝑀 + 1) ≤ 𝑗)) |
68 | 31, 49, 67 | syl2an 599 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (𝑀 < 𝑗 ↔ (𝑀 + 1) ≤ 𝑗)) |
69 | 68 | biimpa 480 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑀 + 1) ≤ 𝑗) |
70 | 43 | ad2antrr 726 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑀 ∈ ℝ) |
71 | | peano2re 11005 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑀 ∈ ℝ → (𝑀 + 1) ∈
ℝ) |
72 | 70, 71 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑀 + 1) ∈ ℝ) |
73 | 44 | ad2antlr 727 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑗 ∈ ℝ) |
74 | | 2re 11904 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ 2 ∈
ℝ |
75 | | 2pos 11933 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ 0 <
2 |
76 | 74, 75 | pm3.2i 474 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (2 ∈
ℝ ∧ 0 < 2) |
77 | 76 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 ∈ ℝ ∧
0 < 2)) |
78 | | lemul2 11685 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 + 1) ∈ ℝ ∧ 𝑗 ∈ ℝ ∧ (2 ∈
ℝ ∧ 0 < 2)) → ((𝑀 + 1) ≤ 𝑗 ↔ (2 · (𝑀 + 1)) ≤ (2 · 𝑗))) |
79 | 72, 73, 77, 78 | syl3anc 1373 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → ((𝑀 + 1) ≤ 𝑗 ↔ (2 · (𝑀 + 1)) ≤ (2 · 𝑗))) |
80 | 69, 79 | mpbid 235 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · (𝑀 + 1)) ≤ (2 · 𝑗)) |
81 | 66, 80 | eqbrtrrd 5077 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑁 + 1) ≤ (2 · 𝑗)) |
82 | 20 | nnzd 12281 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑁 ∈
ℤ) |
83 | 82 | ad2antrr 726 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑁 ∈ ℤ) |
84 | | zltp1le 12227 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (2
· 𝑗) ∈ ℤ)
→ (𝑁 < (2 ·
𝑗) ↔ (𝑁 + 1) ≤ (2 · 𝑗))) |
85 | 83, 52, 84 | syl2anc 587 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑁 < (2 · 𝑗) ↔ (𝑁 + 1) ≤ (2 · 𝑗))) |
86 | 81, 85 | mpbird 260 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑁 < (2 · 𝑗)) |
87 | 86 | olcd 874 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → ((2 · 𝑗) < 0 ∨ 𝑁 < (2 · 𝑗))) |
88 | | bcval4 13873 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ (2 · 𝑗) ∈
ℤ ∧ ((2 · 𝑗) < 0 ∨ 𝑁 < (2 · 𝑗))) → (𝑁C(2 · 𝑗)) = 0) |
89 | 48, 52, 87, 88 | syl3anc 1373 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑁C(2 · 𝑗)) = 0) |
90 | 89 | oveq1d 7228 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) = (0 · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
91 | | zsubcl 12219 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝑀 − 𝑗) ∈ ℤ) |
92 | 31, 49, 91 | syl2an 599 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (𝑀 − 𝑗) ∈
ℤ) |
93 | | expclz 13660 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((-1
∈ ℂ ∧ -1 ≠ 0 ∧ (𝑀 − 𝑗) ∈ ℤ) → (-1↑(𝑀 − 𝑗)) ∈ ℂ) |
94 | 29, 30, 92, 93 | mp3an12i 1467 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (-1↑(𝑀 −
𝑗)) ∈
ℂ) |
95 | 94 | adantr 484 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (-1↑(𝑀 − 𝑗)) ∈ ℂ) |
96 | 95 | mul02d 11030 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (0 ·
(-1↑(𝑀 − 𝑗))) = 0) |
97 | 47, 90, 96 | 3eqtrd 2781 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = 0) |
98 | 97 | ex 416 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (𝑀 < 𝑗 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = 0)) |
99 | 46, 98 | sylbird 263 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (¬ 𝑗 ≤ 𝑀 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = 0)) |
100 | 99 | necon1ad 2957 |
. . . . 5
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ≠ 0 → 𝑗 ≤ 𝑀)) |
101 | 100 | ralrimiva 3105 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
∀𝑗 ∈
ℕ0 (((𝑛
∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ≠ 0 → 𝑗 ≤ 𝑀)) |
102 | | plyco0 25086 |
. . . . 5
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0
∧ (𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛)))):ℕ0⟶ℂ)
→ (((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛)))) “
(ℤ≥‘(𝑀 + 1))) = {0} ↔ ∀𝑗 ∈ ℕ0
(((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ≠ 0 → 𝑗 ≤ 𝑀))) |
103 | 3, 37, 102 | syl2anc 587 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛)))) “
(ℤ≥‘(𝑀 + 1))) = {0} ↔ ∀𝑗 ∈ ℕ0
(((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ≠ 0 → 𝑗 ≤ 𝑀))) |
104 | 101, 103 | mpbird 260 |
. . 3
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛)))) “
(ℤ≥‘(𝑀 + 1))) = {0}) |
105 | 13 | oveq1d 7228 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑀) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) · (𝑡↑𝑗)) = (((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) · (𝑡↑𝑗))) |
106 | 105 | sumeq2i 15263 |
. . . . . 6
⊢
Σ𝑗 ∈
(0...𝑀)(((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) · (𝑡↑𝑗)) = Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) · (𝑡↑𝑗)) |
107 | 106 | mpteq2i 5147 |
. . . . 5
⊢ (𝑡 ∈ ℂ ↦
Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) · (𝑡↑𝑗))) = (𝑡 ∈ ℂ ↦ Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) · (𝑡↑𝑗))) |
108 | 1, 107 | eqtr4i 2768 |
. . . 4
⊢ 𝑃 = (𝑡 ∈ ℂ ↦ Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) · (𝑡↑𝑗))) |
109 | 108 | a1i 11 |
. . 3
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑃 = (𝑡 ∈ ℂ ↦ Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) · (𝑡↑𝑗)))) |
110 | | oveq2 7221 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (2 · 𝑛) = (2 · 𝑀)) |
111 | 110 | oveq2d 7229 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑁C(2 · 𝑛)) = (𝑁C(2 · 𝑀))) |
112 | | oveq2 7221 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑀 − 𝑛) = (𝑀 − 𝑀)) |
113 | 112 | oveq2d 7229 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (-1↑(𝑀 − 𝑛)) = (-1↑(𝑀 − 𝑀))) |
114 | 111, 113 | oveq12d 7231 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑛 = 𝑀 → ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))) = ((𝑁C(2 · 𝑀)) · (-1↑(𝑀 − 𝑀)))) |
115 | | ovex 7246 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁C(2 · 𝑀)) · (-1↑(𝑀 − 𝑀))) ∈ V |
116 | 114, 10, 115 | fvmpt 6818 |
. . . . . 6
⊢ (𝑀 ∈ ℕ0
→ ((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑀) = ((𝑁C(2 · 𝑀)) · (-1↑(𝑀 − 𝑀)))) |
117 | 3, 116 | syl 17 |
. . . . 5
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑀) = ((𝑁C(2 · 𝑀)) · (-1↑(𝑀 − 𝑀)))) |
118 | 57 | subidd 11177 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑀 − 𝑀) = 0) |
119 | 118 | oveq2d 7229 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
(-1↑(𝑀 − 𝑀)) =
(-1↑0)) |
120 | | exp0 13639 |
. . . . . . . 8
⊢ (-1
∈ ℂ → (-1↑0) = 1) |
121 | 29, 120 | ax-mp 5 |
. . . . . . 7
⊢
(-1↑0) = 1 |
122 | 119, 121 | eqtrdi 2794 |
. . . . . 6
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
(-1↑(𝑀 − 𝑀)) = 1) |
123 | 122 | oveq2d 7229 |
. . . . 5
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑁C(2 · 𝑀)) · (-1↑(𝑀 − 𝑀))) = ((𝑁C(2 · 𝑀)) · 1)) |
124 | 18 | nnred 11845 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ∈
ℝ) |
125 | 124 | lep1d 11763 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ≤ ((2
· 𝑀) +
1)) |
126 | 125, 15 | breqtrrdi 5095 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ≤ 𝑁) |
127 | 18 | nnnn0d 12150 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ∈
ℕ0) |
128 | | nn0uz 12476 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
ℕ0 = (ℤ≥‘0) |
129 | 127, 128 | eleqtrdi 2848 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ∈
(ℤ≥‘0)) |
130 | | elfz5 13104 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((2
· 𝑀) ∈
(ℤ≥‘0) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((2 · 𝑀) ∈ (0...𝑁) ↔ (2 · 𝑀) ≤ 𝑁)) |
131 | 129, 82, 130 | syl2anc 587 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((2
· 𝑀) ∈
(0...𝑁) ↔ (2 ·
𝑀) ≤ 𝑁)) |
132 | 126, 131 | mpbird 260 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ∈
(0...𝑁)) |
133 | | bccl2 13889 |
. . . . . . . 8
⊢ ((2
· 𝑀) ∈
(0...𝑁) → (𝑁C(2 · 𝑀)) ∈ ℕ) |
134 | 132, 133 | syl 17 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑁C(2 · 𝑀)) ∈ ℕ) |
135 | 134 | nncnd 11846 |
. . . . . 6
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑁C(2 · 𝑀)) ∈ ℂ) |
136 | 135 | mulid1d 10850 |
. . . . 5
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑁C(2 · 𝑀)) · 1) = (𝑁C(2 · 𝑀))) |
137 | 117, 123,
136 | 3eqtrd 2781 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑀) = (𝑁C(2 · 𝑀))) |
138 | 134 | nnne0d 11880 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑁C(2 · 𝑀)) ≠ 0) |
139 | 137, 138 | eqnetrd 3008 |
. . 3
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑀) ≠ 0) |
140 | 42, 3, 37, 104, 109, 139 | dgreq 25138 |
. 2
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
(deg‘𝑃) = 𝑀) |
141 | 42, 3, 37, 104, 109 | coeeq 25121 |
. 2
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
(coeff‘𝑃) = (𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))))) |
142 | 42, 140, 141 | 3jca 1130 |
1
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑃 ∈ (Poly‘ℂ)
∧ (deg‘𝑃) = 𝑀 ∧ (coeff‘𝑃) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛)))))) |