Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  bcm1n Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem bcm1n 32563
Description: The proportion of one binomial coefficient to another with ๐‘ decreased by 1. (Contributed by Thierry Arnoux, 9-Nov-2016.)
Assertion
Ref Expression
bcm1n ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) / (๐‘C๐พ)) = ((๐‘ โˆ’ ๐พ) / ๐‘))

Proof of Theorem bcm1n
StepHypRef Expression
1 bcp1n 14307 . . . . . . 7 (๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โ†’ (((๐‘ โˆ’ 1) + 1)C๐พ) = (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) ยท (((๐‘ โˆ’ 1) + 1) / (((๐‘ โˆ’ 1) + 1) โˆ’ ๐พ))))
2 nnz 12609 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
32zcnd 12697 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
43adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
5 1cnd 11239 . . . . . . . . . 10 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
64, 5npcand 11605 . . . . . . . . 9 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐‘ โˆ’ 1) + 1) = ๐‘)
76oveq1d 7435 . . . . . . . 8 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘ โˆ’ 1) + 1)C๐พ) = (๐‘C๐พ))
86oveq1d 7435 . . . . . . . . . 10 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘ โˆ’ 1) + 1) โˆ’ ๐พ) = (๐‘ โˆ’ ๐พ))
96, 8oveq12d 7438 . . . . . . . . 9 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘ โˆ’ 1) + 1) / (((๐‘ โˆ’ 1) + 1) โˆ’ ๐พ)) = (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ)))
109oveq2d 7436 . . . . . . . 8 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) ยท (((๐‘ โˆ’ 1) + 1) / (((๐‘ โˆ’ 1) + 1) โˆ’ ๐พ))) = (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) ยท (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ))))
117, 10eqeq12d 2744 . . . . . . 7 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ((((๐‘ โˆ’ 1) + 1)C๐พ) = (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) ยท (((๐‘ โˆ’ 1) + 1) / (((๐‘ โˆ’ 1) + 1) โˆ’ ๐พ))) โ†” (๐‘C๐พ) = (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) ยท (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ)))))
121, 11imbitrid 243 . . . . . 6 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โ†’ (๐‘C๐พ) = (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) ยท (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ)))))
13123impia 1115 . . . . 5 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1))) โ†’ (๐‘C๐พ) = (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) ยท (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ))))
14133anidm13 1418 . . . 4 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘C๐พ) = (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) ยท (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ))))
15 elfznn0 13626 . . . . . . . . 9 (๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„•0)
1615adantr 480 . . . . . . . 8 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„•0)
17 simpr 484 . . . . . . . . 9 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
1817nnnn0d 12562 . . . . . . . 8 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0)
19 elfzelz 13533 . . . . . . . . . . 11 (๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„ค)
2019adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„ค)
2120zred 12696 . . . . . . . . 9 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„)
222adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
2322zred 12696 . . . . . . . . 9 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„)
24 elfzle2 13537 . . . . . . . . . . 11 (๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โ†’ ๐พ โ‰ค (๐‘ โˆ’ 1))
2524adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐พ โ‰ค (๐‘ โˆ’ 1))
26 zltlem1 12645 . . . . . . . . . . 11 ((๐พ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐พ < ๐‘ โ†” ๐พ โ‰ค (๐‘ โˆ’ 1)))
2719, 2, 26syl2an 595 . . . . . . . . . 10 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐พ < ๐‘ โ†” ๐พ โ‰ค (๐‘ โˆ’ 1)))
2825, 27mpbird 257 . . . . . . . . 9 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐พ < ๐‘)
2921, 23, 28ltled 11392 . . . . . . . 8 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐พ โ‰ค ๐‘)
30 elfz2nn0 13624 . . . . . . . 8 (๐พ โˆˆ (0...๐‘) โ†” (๐พ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐พ โ‰ค ๐‘))
3116, 18, 29, 30syl3anbrc 1341 . . . . . . 7 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐พ โˆˆ (0...๐‘))
32 bcrpcl 14299 . . . . . . 7 (๐พ โˆˆ (0...๐‘) โ†’ (๐‘C๐พ) โˆˆ โ„+)
3331, 32syl 17 . . . . . 6 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘C๐พ) โˆˆ โ„+)
3433rpcnd 13050 . . . . 5 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘C๐พ) โˆˆ โ„‚)
3519zcnd 12697 . . . . . . . 8 (๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„‚)
3635adantr 480 . . . . . . 7 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„‚)
374, 36subcld 11601 . . . . . 6 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ โˆ’ ๐พ) โˆˆ โ„‚)
3836, 4negsubdi2d 11617 . . . . . . 7 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ -(๐พ โˆ’ ๐‘) = (๐‘ โˆ’ ๐พ))
3921, 23resubcld 11672 . . . . . . . . 9 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐พ โˆ’ ๐‘) โˆˆ โ„)
4039recnd 11272 . . . . . . . 8 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐พ โˆ’ ๐‘) โˆˆ โ„‚)
414addlidd 11445 . . . . . . . . . . 11 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (0 + ๐‘) = ๐‘)
4228, 41breqtrrd 5176 . . . . . . . . . 10 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐พ < (0 + ๐‘))
43 0red 11247 . . . . . . . . . . 11 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ 0 โˆˆ โ„)
4421, 23, 43ltsubaddd 11840 . . . . . . . . . 10 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐พ โˆ’ ๐‘) < 0 โ†” ๐พ < (0 + ๐‘)))
4542, 44mpbird 257 . . . . . . . . 9 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐พ โˆ’ ๐‘) < 0)
4645lt0ne0d 11809 . . . . . . . 8 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐พ โˆ’ ๐‘) โ‰  0)
4740, 46negne0d 11599 . . . . . . 7 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ -(๐พ โˆ’ ๐‘) โ‰  0)
4838, 47eqnetrrd 3006 . . . . . 6 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ โˆ’ ๐พ) โ‰  0)
494, 37, 48divcld 12020 . . . . 5 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ)) โˆˆ โ„‚)
50 bcrpcl 14299 . . . . . . 7 (๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โ†’ ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) โˆˆ โ„+)
5150adantr 480 . . . . . 6 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) โˆˆ โ„+)
5251rpcnne0d 13057 . . . . 5 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) โˆˆ โ„‚ โˆง ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) โ‰  0))
53 divmul2 11906 . . . . 5 (((๐‘C๐พ) โˆˆ โ„‚ โˆง (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ)) โˆˆ โ„‚ โˆง (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) โˆˆ โ„‚ โˆง ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) โ‰  0)) โ†’ (((๐‘C๐พ) / ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ)) = (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ)) โ†” (๐‘C๐พ) = (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) ยท (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ)))))
5434, 49, 52, 53syl3anc 1369 . . . 4 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘C๐พ) / ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ)) = (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ)) โ†” (๐‘C๐พ) = (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) ยท (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ)))))
5514, 54mpbird 257 . . 3 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐‘C๐พ) / ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ)) = (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ)))
5655oveq2d 7436 . 2 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (1 / ((๐‘C๐พ) / ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ))) = (1 / (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ))))
5751rpcnd 13050 . . 3 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) โˆˆ โ„‚)
58 bccl2 14314 . . . . 5 (๐พ โˆˆ (0...๐‘) โ†’ (๐‘C๐พ) โˆˆ โ„•)
5931, 58syl 17 . . . 4 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘C๐พ) โˆˆ โ„•)
6059nnne0d 12292 . . 3 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘C๐พ) โ‰  0)
61 bccl2 14314 . . . . 5 (๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โ†’ ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) โˆˆ โ„•)
6261nnne0d 12292 . . . 4 (๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โ†’ ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) โ‰  0)
6362adantr 480 . . 3 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) โ‰  0)
6434, 57, 60, 63recdivd 12037 . 2 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (1 / ((๐‘C๐พ) / ((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ))) = (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) / (๐‘C๐พ)))
6517nnne0d 12292 . . 3 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘ โ‰  0)
664, 37, 65, 48recdivd 12037 . 2 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (1 / (๐‘ / (๐‘ โˆ’ ๐พ))) = ((๐‘ โˆ’ ๐พ) / ๐‘))
6756, 64, 663eqtr3d 2776 1 ((๐พ โˆˆ (0...(๐‘ โˆ’ 1)) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โ†’ (((๐‘ โˆ’ 1)C๐พ) / (๐‘C๐พ)) = ((๐‘ โˆ’ ๐พ) / ๐‘))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 395   = wceq 1534   โˆˆ wcel 2099   โ‰  wne 2937   class class class wbr 5148  (class class class)co 7420  โ„‚cc 11136  0cc0 11138  1c1 11139   + caddc 11141   ยท cmul 11143   < clt 11278   โ‰ค cle 11279   โˆ’ cmin 11474  -cneg 11475   / cdiv 11901  โ„•cn 12242  โ„•0cn0 12502  โ„คcz 12588  โ„+crp 13006  ...cfz 13516  Ccbc 14293
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7740  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  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 3373  df-reu 3374  df-rab 3430  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4909  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6500  df-fun 6550  df-fn 6551  df-f 6552  df-f1 6553  df-fo 6554  df-f1o 6555  df-fv 6556  df-riota 7376  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7871  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8286  df-wrecs 8317  df-recs 8391  df-rdg 8430  df-er 8724  df-en 8964  df-dom 8965  df-sdom 8966  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-div 11902  df-nn 12243  df-n0 12503  df-z 12589  df-uz 12853  df-rp 13007  df-fz 13517  df-seq 13999  df-fac 14265  df-bc 14294
This theorem is referenced by:  ballotlem2  34108
  Copyright terms: Public domain W3C validator