Theorem bcval 14321

Description: Value of the binomial coefficient, 𝑁 choose 𝐾. Definition of binomial coefficient in [Gleason] p. 295. As suggested by Gleason, we define it to be 0 when 0 ≤ 𝐾 ≤ 𝑁 does not hold. See bcval2 14322 for the value in the standard domain. (Contributed by NM, 10-Jul-2005.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Nov-2013.)

Assertion

Ref	Expression
bcval	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝑁C𝐾) = if(𝐾 ∈ (0...𝑁), ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))), 0))

Proof of Theorem bcval

Dummy variables 𝑘 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq2 7432	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (0...𝑛) = (0...𝑁))
2	1	eleq2d 2812	. . 3 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (𝑘 ∈ (0...𝑛) ↔ 𝑘 ∈ (0...𝑁)))
3		fveq2 6901	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (!‘𝑛) = (!‘𝑁))
4		fvoveq1 7447	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (!‘(𝑛 − 𝑘)) = (!‘(𝑁 − 𝑘)))
5	4	oveq1d 7439	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → ((!‘(𝑛 − 𝑘)) · (!‘𝑘)) = ((!‘(𝑁 − 𝑘)) · (!‘𝑘)))
6	3, 5	oveq12d 7442	. . 3 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → ((!‘𝑛) / ((!‘(𝑛 − 𝑘)) · (!‘𝑘))) = ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝑘)) · (!‘𝑘))))
7	2, 6	ifbieq1d 4557	. 2 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → if(𝑘 ∈ (0...𝑛), ((!‘𝑛) / ((!‘(𝑛 − 𝑘)) · (!‘𝑘))), 0) = if(𝑘 ∈ (0...𝑁), ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝑘)) · (!‘𝑘))), 0))
8		eleq1 2814	. . 3 ⊢ (𝑘 = 𝐾 → (𝑘 ∈ (0...𝑁) ↔ 𝐾 ∈ (0...𝑁)))
9		oveq2 7432	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝐾 → (𝑁 − 𝑘) = (𝑁 − 𝐾))
10	9	fveq2d 6905	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝐾 → (!‘(𝑁 − 𝑘)) = (!‘(𝑁 − 𝐾)))
11		fveq2 6901	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝐾 → (!‘𝑘) = (!‘𝐾))
12	10, 11	oveq12d 7442	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝐾 → ((!‘(𝑁 − 𝑘)) · (!‘𝑘)) = ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾)))
13	12	oveq2d 7440	. . 3 ⊢ (𝑘 = 𝐾 → ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝑘)) · (!‘𝑘))) = ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))))
14	8, 13	ifbieq1d 4557	. 2 ⊢ (𝑘 = 𝐾 → if(𝑘 ∈ (0...𝑁), ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝑘)) · (!‘𝑘))), 0) = if(𝐾 ∈ (0...𝑁), ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))), 0))
15		df-bc 14320	. 2 ⊢ C = (𝑛 ∈ ℕ0, 𝑘 ∈ ℤ ↦ if(𝑘 ∈ (0...𝑛), ((!‘𝑛) / ((!‘(𝑛 − 𝑘)) · (!‘𝑘))), 0))
16		ovex 7457	. . 3 ⊢ ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))) ∈ V
17		c0ex 11258	. . 3 ⊢ 0 ∈ V
18	16, 17	ifex 4583	. 2 ⊢ if(𝐾 ∈ (0...𝑁), ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))), 0) ∈ V
19	7, 14, 15, 18	ovmpo 7586	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝑁C𝐾) = if(𝐾 ∈ (0...𝑁), ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁 − 𝐾)) · (!‘𝐾))), 0))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  ifcif 4533  ‘cfv 6554  (class class class)co 7424  0cc0 11158   · cmul 11163   − cmin 11494   / cdiv 11921  ℕ₀cn0 12524  ℤcz 12610  ...cfz 13538  !cfa 14290  Ccbc 14319

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 2697  ax-sep 5304  ax-nul 5311  ax-pr 5433  ax-1cn 11216  ax-icn 11217  ax-addcl 11218  ax-mulcl 11220  ax-i2m1 11226

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3an 1086  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2931  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rab 3420  df-v 3464  df-sbc 3777  df-dif 3950  df-un 3952  df-ss 3964  df-nul 4326  df-if 4534  df-sn 4634  df-pr 4636  df-op 4640  df-uni 4914  df-br 5154  df-opab 5216  df-id 5580  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-iota 6506  df-fun 6556  df-fv 6562  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-bc 14320

This theorem is referenced by:  bcval2  14322  bcval3  14323  bcneg1  35558  bccolsum  35561  fwddifnp1  35989