Theorem bccbc 43094

Description: The binomial coefficient and generalized binomial coefficient are equal when their arguments are nonnegative integers. (Contributed by Steve Rodriguez, 22-Apr-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
bccbc.c	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
bccbc.k	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ0)

Assertion

Ref	Expression
bccbc	⊢ (𝜑 → (𝑁C𝑐𝐾) = (𝑁C𝐾))

Proof of Theorem bccbc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		bccbc.c	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
2	1	nn0cnd 12533	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
3		bccbc.k	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ0)
4	2, 3	bccval 43087	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑁C𝑐𝐾) = ((𝑁 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾)))
5	4	adantr 481	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝑐𝐾) = ((𝑁 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾)))
6		bcfallfac 15987	. . . 4 ⊢ (𝐾 ∈ (0...𝑁) → (𝑁C𝐾) = ((𝑁 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾)))
7	6	adantl 482	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = ((𝑁 FallFac 𝐾) / (!‘𝐾)))
8	5, 7	eqtr4d 2775	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝑐𝐾) = (𝑁C𝐾))
9		nn0split 13615	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → ℕ0 = ((0...𝑁) ∪ (ℤ≥‘(𝑁 + 1))))
10	1, 9	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ℕ0 = ((0...𝑁) ∪ (ℤ≥‘(𝑁 + 1))))
11	3, 10	eleqtrd 2835	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ((0...𝑁) ∪ (ℤ≥‘(𝑁 + 1))))
12		elun 4148	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 ∈ ((0...𝑁) ∪ (ℤ≥‘(𝑁 + 1))) ↔ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∨ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 + 1))))
13	11, 12	sylib 217	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∨ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 + 1))))
14	13	orcanai 1001	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝐾 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 + 1)))
15		eluzle 12834	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 + 1)) → (𝑁 + 1) ≤ 𝐾)
16	15	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 + 1))) → (𝑁 + 1) ≤ 𝐾)
17	1	nn0zd 12583	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
18	3	nn0zd 12583	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℤ)
19		zltp1le 12611	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝑁 < 𝐾 ↔ (𝑁 + 1) ≤ 𝐾))
20	17, 18, 19	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑁 < 𝐾 ↔ (𝑁 + 1) ≤ 𝐾))
21	20	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 + 1))) → (𝑁 < 𝐾 ↔ (𝑁 + 1) ≤ 𝐾))
22	16, 21	mpbird 256	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐾 ∈ (ℤ≥‘(𝑁 + 1))) → 𝑁 < 𝐾)
23	14, 22	syldan 591	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 < 𝐾)
24	1	nn0ge0d 12534	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝑁)
25		0zd 12569	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
26		elfzo 13633	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ (0..^𝐾) ↔ (0 ≤ 𝑁 ∧ 𝑁 < 𝐾)))
27	17, 25, 18, 26	syl3anc 1371	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∈ (0..^𝐾) ↔ (0 ≤ 𝑁 ∧ 𝑁 < 𝐾)))
28	27	biimpar 478	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 ≤ 𝑁 ∧ 𝑁 < 𝐾)) → 𝑁 ∈ (0..^𝐾))
29		fzoval 13632	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (0..^𝐾) = (0...(𝐾 − 1)))
30	18, 29	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (0..^𝐾) = (0...(𝐾 − 1)))
31	30	eleq2d 2819	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∈ (0..^𝐾) ↔ 𝑁 ∈ (0...(𝐾 − 1))))
32	31	biimpa 477	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ (0..^𝐾)) → 𝑁 ∈ (0...(𝐾 − 1)))
33	2, 3	bcc0 43089	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑁C𝑐𝐾) = 0 ↔ 𝑁 ∈ (0...(𝐾 − 1))))
34	33	biimpar 478	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ (0...(𝐾 − 1))) → (𝑁C𝑐𝐾) = 0)
35	32, 34	syldan 591	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ (0..^𝐾)) → (𝑁C𝑐𝐾) = 0)
36	28, 35	syldan 591	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 ≤ 𝑁 ∧ 𝑁 < 𝐾)) → (𝑁C𝑐𝐾) = 0)
37	24, 36	sylanr1 680	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝜑 ∧ 𝑁 < 𝐾)) → (𝑁C𝑐𝐾) = 0)
38	37	anabss5 666	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 < 𝐾) → (𝑁C𝑐𝐾) = 0)
39	23, 38	syldan 591	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝑐𝐾) = 0)
40	1, 18	jca 512	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝐾 ∈ ℤ))
41		bcval3 14265	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
42	41	3expa 1118	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝐾 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
43	40, 42	sylan 580	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
44	39, 43	eqtr4d 2775	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝑐𝐾) = (𝑁C𝐾))
45	8, 44	pm2.61dan 811	1 ⊢ (𝜑 → (𝑁C𝑐𝐾) = (𝑁C𝐾))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∨ wo 845   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   ∪ cun 3946   class class class wbr 5148  ‘cfv 6543  (class class class)co 7408  0cc0 11109  1c1 11110   + caddc 11112   < clt 11247   ≤ cle 11248   − cmin 11443   / cdiv 11870  ℕ₀cn0 12471  ℤcz 12557  ℤ_≥cuz 12821  ...cfz 13483  ..^cfzo 13626  !cfa 14232  Ccbc 14261   FallFac cfallfac 15947  C_𝑐cbcc 43085

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-inf2 9635  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-sup 9436  df-oi 9504  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-rp 12974  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-seq 13966  df-exp 14027  df-fac 14233  df-bc 14262  df-hash 14290  df-cj 15045  df-re 15046  df-im 15047  df-sqrt 15181  df-abs 15182  df-clim 15431  df-prod 15849  df-fallfac 15950  df-bcc 43086

This theorem is referenced by:  binomcxplemnn0  43098