MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  bcp1ctr Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem bcp1ctr 26782
Description: Ratio of two central binomial coefficients. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Mar-2014.)
Assertion
Ref Expression
bcp1ctr (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท (๐‘ + 1))C(๐‘ + 1)) = (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (2 ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1)))))

Proof of Theorem bcp1ctr
StepHypRef Expression
1 2t1e2 12375 . . . . . . 7 (2 ยท 1) = 2
2 df-2 12275 . . . . . . 7 2 = (1 + 1)
31, 2eqtri 2761 . . . . . 6 (2 ยท 1) = (1 + 1)
43oveq2i 7420 . . . . 5 ((2 ยท ๐‘) + (2 ยท 1)) = ((2 ยท ๐‘) + (1 + 1))
5 nn0cn 12482 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
6 2cn 12287 . . . . . . 7 2 โˆˆ โ„‚
7 ax-1cn 11168 . . . . . . 7 1 โˆˆ โ„‚
8 adddi 11199 . . . . . . 7 ((2 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ (2 ยท (๐‘ + 1)) = ((2 ยท ๐‘) + (2 ยท 1)))
96, 7, 8mp3an13 1453 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„‚ โ†’ (2 ยท (๐‘ + 1)) = ((2 ยท ๐‘) + (2 ยท 1)))
105, 9syl 17 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (2 ยท (๐‘ + 1)) = ((2 ยท ๐‘) + (2 ยท 1)))
11 2nn0 12489 . . . . . . . 8 2 โˆˆ โ„•0
12 nn0mulcl 12508 . . . . . . . 8 ((2 โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0) โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„•0)
1311, 12mpan 689 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„•0)
1413nn0cnd 12534 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„‚)
15 addass 11197 . . . . . . 7 (((2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1) + 1) = ((2 ยท ๐‘) + (1 + 1)))
167, 7, 15mp3an23 1454 . . . . . 6 ((2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„‚ โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1) + 1) = ((2 ยท ๐‘) + (1 + 1)))
1714, 16syl 17 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1) + 1) = ((2 ยท ๐‘) + (1 + 1)))
184, 10, 173eqtr4a 2799 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (2 ยท (๐‘ + 1)) = (((2 ยท ๐‘) + 1) + 1))
1918oveq1d 7424 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท (๐‘ + 1))C(๐‘ + 1)) = ((((2 ยท ๐‘) + 1) + 1)C(๐‘ + 1)))
20 peano2nn0 12512 . . . . 5 ((2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 1) โˆˆ โ„•0)
2113, 20syl 17 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 1) โˆˆ โ„•0)
22 nn0p1nn 12511 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (๐‘ + 1) โˆˆ โ„•)
2322nnzd 12585 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (๐‘ + 1) โˆˆ โ„ค)
24 bcpasc 14281 . . . 4 ((((2 ยท ๐‘) + 1) โˆˆ โ„•0 โˆง (๐‘ + 1) โˆˆ โ„ค) โ†’ ((((2 ยท ๐‘) + 1)C(๐‘ + 1)) + (((2 ยท ๐‘) + 1)C((๐‘ + 1) โˆ’ 1))) = ((((2 ยท ๐‘) + 1) + 1)C(๐‘ + 1)))
2521, 23, 24syl2anc 585 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((((2 ยท ๐‘) + 1)C(๐‘ + 1)) + (((2 ยท ๐‘) + 1)C((๐‘ + 1) โˆ’ 1))) = ((((2 ยท ๐‘) + 1) + 1)C(๐‘ + 1)))
2619, 25eqtr4d 2776 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท (๐‘ + 1))C(๐‘ + 1)) = ((((2 ยท ๐‘) + 1)C(๐‘ + 1)) + (((2 ยท ๐‘) + 1)C((๐‘ + 1) โˆ’ 1))))
27 nn0z 12583 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
28 bccl 14282 . . . . . . 7 (((2 ยท ๐‘) โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โ†’ ((2 ยท ๐‘)C๐‘) โˆˆ โ„•0)
2913, 27, 28syl2anc 585 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท ๐‘)C๐‘) โˆˆ โ„•0)
3029nn0cnd 12534 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท ๐‘)C๐‘) โˆˆ โ„‚)
31 2cnd 12290 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ 2 โˆˆ โ„‚)
3221nn0red 12533 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 1) โˆˆ โ„)
3332, 22nndivred 12266 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1)) โˆˆ โ„)
3433recnd 11242 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1)) โˆˆ โ„‚)
3530, 31, 34mul12d 11423 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (2 ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1)))) = (2 ยท (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1)))))
36 1cnd 11209 . . . . . . . . . 10 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
3714, 36, 5addsubd 11592 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1) โˆ’ ๐‘) = (((2 ยท ๐‘) โˆ’ ๐‘) + 1))
3852timesd 12455 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (2 ยท ๐‘) = (๐‘ + ๐‘))
395, 5, 38mvrladdd 11627 . . . . . . . . . 10 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท ๐‘) โˆ’ ๐‘) = ๐‘)
4039oveq1d 7424 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) โˆ’ ๐‘) + 1) = (๐‘ + 1))
4137, 40eqtr2d 2774 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (๐‘ + 1) = (((2 ยท ๐‘) + 1) โˆ’ ๐‘))
4241oveq2d 7425 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1)) = (((2 ยท ๐‘) + 1) / (((2 ยท ๐‘) + 1) โˆ’ ๐‘)))
4342oveq2d 7425 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1))) = (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (((2 ยท ๐‘) + 1) โˆ’ ๐‘))))
44 fzctr 13613 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘ โˆˆ (0...(2 ยท ๐‘)))
45 bcp1n 14276 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ (0...(2 ยท ๐‘)) โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘) = (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (((2 ยท ๐‘) + 1) โˆ’ ๐‘))))
4644, 45syl 17 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘) = (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (((2 ยท ๐‘) + 1) โˆ’ ๐‘))))
4743, 46eqtr4d 2776 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1))) = (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘))
4847oveq2d 7425 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (2 ยท (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1)))) = (2 ยท (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘)))
4935, 48eqtrd 2773 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (2 ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1)))) = (2 ยท (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘)))
50 bccmpl 14269 . . . . . . 7 ((((2 ยท ๐‘) + 1) โˆˆ โ„•0 โˆง (๐‘ + 1) โˆˆ โ„ค) โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)C(๐‘ + 1)) = (((2 ยท ๐‘) + 1)C(((2 ยท ๐‘) + 1) โˆ’ (๐‘ + 1))))
5121, 23, 50syl2anc 585 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)C(๐‘ + 1)) = (((2 ยท ๐‘) + 1)C(((2 ยท ๐‘) + 1) โˆ’ (๐‘ + 1))))
5222nncnd 12228 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (๐‘ + 1) โˆˆ โ„‚)
5338oveq1d 7424 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 1) = ((๐‘ + ๐‘) + 1))
545, 5, 36addassd 11236 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((๐‘ + ๐‘) + 1) = (๐‘ + (๐‘ + 1)))
5553, 54eqtrd 2773 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท ๐‘) + 1) = (๐‘ + (๐‘ + 1)))
565, 52, 55mvrraddd 11626 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1) โˆ’ (๐‘ + 1)) = ๐‘)
5756oveq2d 7425 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)C(((2 ยท ๐‘) + 1) โˆ’ (๐‘ + 1))) = (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘))
5851, 57eqtrd 2773 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)C(๐‘ + 1)) = (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘))
59 pncan 11466 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ ((๐‘ + 1) โˆ’ 1) = ๐‘)
605, 7, 59sylancl 587 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((๐‘ + 1) โˆ’ 1) = ๐‘)
6160oveq2d 7425 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)C((๐‘ + 1) โˆ’ 1)) = (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘))
6258, 61oveq12d 7427 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((((2 ยท ๐‘) + 1)C(๐‘ + 1)) + (((2 ยท ๐‘) + 1)C((๐‘ + 1) โˆ’ 1))) = ((((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘) + (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘)))
63 bccl 14282 . . . . . . 7 ((((2 ยท ๐‘) + 1) โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘) โˆˆ โ„•0)
6421, 27, 63syl2anc 585 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘) โˆˆ โ„•0)
6564nn0cnd 12534 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘) โˆˆ โ„‚)
66652timesd 12455 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (2 ยท (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘)) = ((((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘) + (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘)))
6762, 66eqtr4d 2776 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((((2 ยท ๐‘) + 1)C(๐‘ + 1)) + (((2 ยท ๐‘) + 1)C((๐‘ + 1) โˆ’ 1))) = (2 ยท (((2 ยท ๐‘) + 1)C๐‘)))
6849, 67eqtr4d 2776 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (2 ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1)))) = ((((2 ยท ๐‘) + 1)C(๐‘ + 1)) + (((2 ยท ๐‘) + 1)C((๐‘ + 1) โˆ’ 1))))
6926, 68eqtr4d 2776 1 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ((2 ยท (๐‘ + 1))C(๐‘ + 1)) = (((2 ยท ๐‘)C๐‘) ยท (2 ยท (((2 ยท ๐‘) + 1) / (๐‘ + 1)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107  (class class class)co 7409  โ„‚cc 11108  0cc0 11110  1c1 11111   + caddc 11113   ยท cmul 11115   โˆ’ cmin 11444   / cdiv 11871  2c2 12267  โ„•0cn0 12472  โ„คcz 12558  ...cfz 13484  Ccbc 14262
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-rp 12975  df-fz 13485  df-seq 13967  df-fac 14234  df-bc 14263
This theorem is referenced by:  bclbnd  26783
  Copyright terms: Public domain W3C validator