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Theorem bcval5 13678
Description: Write out the top and bottom parts of the binomial coefficient (𝑁C𝐾) = (𝑁 · (𝑁 − 1) · ... · ((𝑁𝐾) + 1)) / 𝐾! explicitly. In this form, it is valid even for 𝑁 < 𝐾, although it is no longer valid for nonpositive 𝐾. (Contributed by Mario Carneiro, 22-May-2014.)
Assertion
Ref Expression
bcval5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) → (𝑁C𝐾) = ((seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁) / (!‘𝐾)))

Proof of Theorem bcval5
Dummy variables 𝑥 𝑘 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bcval2 13665 . . . 4 (𝐾 ∈ (0...𝑁) → (𝑁C𝐾) = ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁𝐾)) · (!‘𝐾))))
21adantl 485 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁𝐾)) · (!‘𝐾))))
3 mulcl 10614 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝑘 · 𝑥) ∈ ℂ)
43adantl 485 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) ∧ (𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ)) → (𝑘 · 𝑥) ∈ ℂ)
5 mulass 10618 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑘 · 𝑥) · 𝑦) = (𝑘 · (𝑥 · 𝑦)))
65adantl 485 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) ∧ (𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ)) → ((𝑘 · 𝑥) · 𝑦) = (𝑘 · (𝑥 · 𝑦)))
7 simplr 768 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝐾 ∈ ℕ)
8 elfzuz3 12903 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (0...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ𝐾))
98adantl 485 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 ∈ (ℤ𝐾))
10 eluznn 12310 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐾 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ𝐾)) → 𝑁 ∈ ℕ)
117, 9, 10syl2anc 587 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ)
1211adantrr 716 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → 𝑁 ∈ ℕ)
13 simplr 768 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → 𝐾 ∈ ℕ)
14 nnre 11636 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
15 nnrp 12392 . . . . . . . . . . . 12 (𝐾 ∈ ℕ → 𝐾 ∈ ℝ+)
16 ltsubrp 12417 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ+) → (𝑁𝐾) < 𝑁)
1714, 15, 16syl2an 598 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 ∈ ℕ) → (𝑁𝐾) < 𝑁)
1812, 13, 17syl2anc 587 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → (𝑁𝐾) < 𝑁)
1912nnzd 12078 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → 𝑁 ∈ ℤ)
20 nnz 11996 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ ℕ → 𝐾 ∈ ℤ)
2120ad2antlr 726 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → 𝐾 ∈ ℤ)
2219, 21zsubcld 12084 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → (𝑁𝐾) ∈ ℤ)
23 zltp1le 12024 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁𝐾) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑁𝐾) < 𝑁 ↔ ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 𝑁))
2422, 19, 23syl2anc 587 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → ((𝑁𝐾) < 𝑁 ↔ ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 𝑁))
2518, 24mpbid 235 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 𝑁)
2622peano2zd 12082 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → ((𝑁𝐾) + 1) ∈ ℤ)
27 eluz 12249 . . . . . . . . . 10 ((((𝑁𝐾) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1)) ↔ ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 𝑁))
2826, 19, 27syl2anc 587 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → (𝑁 ∈ (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1)) ↔ ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 𝑁))
2925, 28mpbird 260 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → 𝑁 ∈ (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1)))
30 simprr 772 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → (𝑁𝐾) ∈ ℕ)
31 nnuz 12273 . . . . . . . . 9 ℕ = (ℤ‘1)
3230, 31eleqtrdi 2903 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → (𝑁𝐾) ∈ (ℤ‘1))
33 fvi 6719 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → ( I ‘𝑘) = 𝑘)
34 elfzelz 12906 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → 𝑘 ∈ ℤ)
3534zcnd 12080 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → 𝑘 ∈ ℂ)
3633, 35eqeltrd 2893 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → ( I ‘𝑘) ∈ ℂ)
3736adantl 485 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑁)) → ( I ‘𝑘) ∈ ℂ)
384, 6, 29, 32, 37seqsplit 13403 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → (seq1( · , I )‘𝑁) = ((seq1( · , I )‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁)))
39 facnn 13635 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → (!‘𝑁) = (seq1( · , I )‘𝑁))
4012, 39syl 17 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → (!‘𝑁) = (seq1( · , I )‘𝑁))
41 facnn 13635 . . . . . . . . 9 ((𝑁𝐾) ∈ ℕ → (!‘(𝑁𝐾)) = (seq1( · , I )‘(𝑁𝐾)))
4230, 41syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → (!‘(𝑁𝐾)) = (seq1( · , I )‘(𝑁𝐾)))
4342oveq1d 7154 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → ((!‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁)) = ((seq1( · , I )‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁)))
4438, 40, 433eqtr4d 2846 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ (𝐾 ∈ (0...𝑁) ∧ (𝑁𝐾) ∈ ℕ)) → (!‘𝑁) = ((!‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁)))
4544expr 460 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐾) ∈ ℕ → (!‘𝑁) = ((!‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁))))
46 simpll 766 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
47 faccl 13643 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (!‘𝑁) ∈ ℕ)
48 nncn 11637 . . . . . . . . 9 ((!‘𝑁) ∈ ℕ → (!‘𝑁) ∈ ℂ)
4946, 47, 483syl 18 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (!‘𝑁) ∈ ℂ)
5049mulid2d 10652 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (1 · (!‘𝑁)) = (!‘𝑁))
5111, 39syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (!‘𝑁) = (seq1( · , I )‘𝑁))
5251oveq2d 7155 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (1 · (!‘𝑁)) = (1 · (seq1( · , I )‘𝑁)))
5350, 52eqtr3d 2838 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (!‘𝑁) = (1 · (seq1( · , I )‘𝑁)))
54 fveq2 6649 . . . . . . . . 9 ((𝑁𝐾) = 0 → (!‘(𝑁𝐾)) = (!‘0))
55 fac0 13636 . . . . . . . . 9 (!‘0) = 1
5654, 55eqtrdi 2852 . . . . . . . 8 ((𝑁𝐾) = 0 → (!‘(𝑁𝐾)) = 1)
57 oveq1 7146 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁𝐾) = 0 → ((𝑁𝐾) + 1) = (0 + 1))
58 0p1e1 11751 . . . . . . . . . . 11 (0 + 1) = 1
5957, 58eqtrdi 2852 . . . . . . . . . 10 ((𝑁𝐾) = 0 → ((𝑁𝐾) + 1) = 1)
6059seqeq1d 13374 . . . . . . . . 9 ((𝑁𝐾) = 0 → seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I ) = seq1( · , I ))
6160fveq1d 6651 . . . . . . . 8 ((𝑁𝐾) = 0 → (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁) = (seq1( · , I )‘𝑁))
6256, 61oveq12d 7157 . . . . . . 7 ((𝑁𝐾) = 0 → ((!‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁)) = (1 · (seq1( · , I )‘𝑁)))
6362eqeq2d 2812 . . . . . 6 ((𝑁𝐾) = 0 → ((!‘𝑁) = ((!‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁)) ↔ (!‘𝑁) = (1 · (seq1( · , I )‘𝑁))))
6453, 63syl5ibrcom 250 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐾) = 0 → (!‘𝑁) = ((!‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁))))
65 fznn0sub 12938 . . . . . . 7 (𝐾 ∈ (0...𝑁) → (𝑁𝐾) ∈ ℕ0)
6665adantl 485 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁𝐾) ∈ ℕ0)
67 elnn0 11891 . . . . . 6 ((𝑁𝐾) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑁𝐾) ∈ ℕ ∨ (𝑁𝐾) = 0))
6866, 67sylib 221 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐾) ∈ ℕ ∨ (𝑁𝐾) = 0))
6945, 64, 68mpjaod 857 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (!‘𝑁) = ((!‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁)))
7069oveq1d 7154 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((!‘𝑁) / ((!‘(𝑁𝐾)) · (!‘𝐾))) = (((!‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁)) / ((!‘(𝑁𝐾)) · (!‘𝐾))))
71 eqid 2801 . . . . . 6 (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1)) = (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1))
72 nn0z 11997 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
73 zsubcl 12016 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (𝑁𝐾) ∈ ℤ)
7472, 20, 73syl2an 598 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) → (𝑁𝐾) ∈ ℤ)
7574peano2zd 12082 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) → ((𝑁𝐾) + 1) ∈ ℤ)
7675adantr 484 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐾) + 1) ∈ ℤ)
77 fvi 6719 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1)) → ( I ‘𝑘) = 𝑘)
78 eluzelcn 12247 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1)) → 𝑘 ∈ ℂ)
7977, 78eqeltrd 2893 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1)) → ( I ‘𝑘) ∈ ℂ)
8079adantl 485 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1))) → ( I ‘𝑘) ∈ ℂ)
813adantl 485 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) ∧ (𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ)) → (𝑘 · 𝑥) ∈ ℂ)
8271, 76, 80, 81seqf 13391 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I ):(ℤ‘((𝑁𝐾) + 1))⟶ℂ)
8311, 7, 17syl2anc 587 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁𝐾) < 𝑁)
8474adantr 484 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁𝐾) ∈ ℤ)
8511nnzd 12078 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℤ)
8684, 85, 23syl2anc 587 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐾) < 𝑁 ↔ ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 𝑁))
8783, 86mpbid 235 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 𝑁)
8876, 85, 27syl2anc 587 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁 ∈ (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1)) ↔ ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 𝑁))
8987, 88mpbird 260 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 ∈ (ℤ‘((𝑁𝐾) + 1)))
9082, 89ffvelrnd 6833 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁) ∈ ℂ)
91 elfznn0 12999 . . . . . . 7 (𝐾 ∈ (0...𝑁) → 𝐾 ∈ ℕ0)
9291adantl 485 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝐾 ∈ ℕ0)
9392faccld 13644 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (!‘𝐾) ∈ ℕ)
9493nncnd 11645 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (!‘𝐾) ∈ ℂ)
9566faccld 13644 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (!‘(𝑁𝐾)) ∈ ℕ)
9695nncnd 11645 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (!‘(𝑁𝐾)) ∈ ℂ)
9793nnne0d 11679 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (!‘𝐾) ≠ 0)
9895nnne0d 11679 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (!‘(𝑁𝐾)) ≠ 0)
9990, 94, 96, 97, 98divcan5d 11435 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (((!‘(𝑁𝐾)) · (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁)) / ((!‘(𝑁𝐾)) · (!‘𝐾))) = ((seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁) / (!‘𝐾)))
1002, 70, 993eqtrd 2840 . 2 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = ((seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁) / (!‘𝐾)))
101 nnnn0 11896 . . . . 5 (𝐾 ∈ ℕ → 𝐾 ∈ ℕ0)
102101ad2antlr 726 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝐾 ∈ ℕ0)
103 faccl 13643 . . . 4 (𝐾 ∈ ℕ0 → (!‘𝐾) ∈ ℕ)
104 nncn 11637 . . . . 5 ((!‘𝐾) ∈ ℕ → (!‘𝐾) ∈ ℂ)
105 nnne0 11663 . . . . 5 ((!‘𝐾) ∈ ℕ → (!‘𝐾) ≠ 0)
106104, 105div0d 11408 . . . 4 ((!‘𝐾) ∈ ℕ → (0 / (!‘𝐾)) = 0)
107102, 103, 1063syl 18 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (0 / (!‘𝐾)) = 0)
1083adantl 485 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) ∧ (𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ)) → (𝑘 · 𝑥) ∈ ℂ)
109 fvi 6719 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (((𝑁𝐾) + 1)...𝑁) → ( I ‘𝑘) = 𝑘)
110 elfzelz 12906 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (((𝑁𝐾) + 1)...𝑁) → 𝑘 ∈ ℤ)
111110zcnd 12080 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (((𝑁𝐾) + 1)...𝑁) → 𝑘 ∈ ℂ)
112109, 111eqeltrd 2893 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (((𝑁𝐾) + 1)...𝑁) → ( I ‘𝑘) ∈ ℂ)
113112adantl 485 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ (((𝑁𝐾) + 1)...𝑁)) → ( I ‘𝑘) ∈ ℂ)
114 mul02 10811 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℂ → (0 · 𝑘) = 0)
115114adantl 485 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ ℂ) → (0 · 𝑘) = 0)
116 mul01 10812 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℂ → (𝑘 · 0) = 0)
117116adantl 485 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) ∧ 𝑘 ∈ ℂ) → (𝑘 · 0) = 0)
118 simpr 488 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁))
119 nn0uz 12272 . . . . . . . . . . . 12 0 = (ℤ‘0)
120102, 119eleqtrdi 2903 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝐾 ∈ (ℤ‘0))
12172ad2antrr 725 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℤ)
122 elfz5 12898 . . . . . . . . . . 11 ((𝐾 ∈ (ℤ‘0) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐾 ∈ (0...𝑁) ↔ 𝐾𝑁))
123120, 121, 122syl2anc 587 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝐾 ∈ (0...𝑁) ↔ 𝐾𝑁))
124 nn0re 11898 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
125124ad2antrr 725 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℝ)
126 nnre 11636 . . . . . . . . . . . 12 (𝐾 ∈ ℕ → 𝐾 ∈ ℝ)
127126ad2antlr 726 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝐾 ∈ ℝ)
128125, 127subge0d 11223 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (0 ≤ (𝑁𝐾) ↔ 𝐾𝑁))
129123, 128bitr4d 285 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝐾 ∈ (0...𝑁) ↔ 0 ≤ (𝑁𝐾)))
130118, 129mtbid 327 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ¬ 0 ≤ (𝑁𝐾))
13174adantr 484 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁𝐾) ∈ ℤ)
132131zred 12079 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁𝐾) ∈ ℝ)
133 0re 10636 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℝ
134 ltnle 10713 . . . . . . . . 9 (((𝑁𝐾) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → ((𝑁𝐾) < 0 ↔ ¬ 0 ≤ (𝑁𝐾)))
135132, 133, 134sylancl 589 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐾) < 0 ↔ ¬ 0 ≤ (𝑁𝐾)))
136130, 135mpbird 260 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁𝐾) < 0)
137 0z 11984 . . . . . . . 8 0 ∈ ℤ
138 zltp1le 12024 . . . . . . . 8 (((𝑁𝐾) ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((𝑁𝐾) < 0 ↔ ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 0))
139131, 137, 138sylancl 589 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐾) < 0 ↔ ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 0))
140136, 139mpbid 235 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐾) + 1) ≤ 0)
141 nn0ge0 11914 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝑁)
142141ad2antrr 725 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 0 ≤ 𝑁)
143 0zd 11985 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 0 ∈ ℤ)
14475adantr 484 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁𝐾) + 1) ∈ ℤ)
145 elfz 12895 . . . . . . 7 ((0 ∈ ℤ ∧ ((𝑁𝐾) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (0 ∈ (((𝑁𝐾) + 1)...𝑁) ↔ (((𝑁𝐾) + 1) ≤ 0 ∧ 0 ≤ 𝑁)))
146143, 144, 121, 145syl3anc 1368 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (0 ∈ (((𝑁𝐾) + 1)...𝑁) ↔ (((𝑁𝐾) + 1) ≤ 0 ∧ 0 ≤ 𝑁)))
147140, 142, 146mpbir2and 712 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 0 ∈ (((𝑁𝐾) + 1)...𝑁))
148 simpll 766 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
149 0cn 10626 . . . . . 6 0 ∈ ℂ
150 fvi 6719 . . . . . 6 (0 ∈ ℂ → ( I ‘0) = 0)
151149, 150mp1i 13 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ( I ‘0) = 0)
152108, 113, 115, 117, 147, 148, 151seqz 13418 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁) = 0)
153152oveq1d 7154 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → ((seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁) / (!‘𝐾)) = (0 / (!‘𝐾)))
154 bcval3 13666 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
15520, 154syl3an2 1161 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
1561553expa 1115 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = 0)
157107, 153, 1563eqtr4rd 2847 . 2 (((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) ∧ ¬ 𝐾 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝐾) = ((seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁) / (!‘𝐾)))
158100, 157pm2.61dan 812 1 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐾 ∈ ℕ) → (𝑁C𝐾) = ((seq((𝑁𝐾) + 1)( · , I )‘𝑁) / (!‘𝐾)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 399  wo 844  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2112   class class class wbr 5033   I cid 5427  cfv 6328  (class class class)co 7139  cc 10528  cr 10529  0cc0 10530  1c1 10531   + caddc 10533   · cmul 10535   < clt 10668  cle 10669  cmin 10863   / cdiv 11290  cn 11629  0cn0 11889  cz 11973  cuz 12235  +crp 12381  ...cfz 12889  seqcseq 13368  !cfa 13633  Ccbc 13662
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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445  ax-cnex 10586  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-nel 3095  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rmo 3117  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-pss 3903  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-tp 4533  df-op 4535  df-uni 4804  df-iun 4886  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5428  df-eprel 5433  df-po 5442  df-so 5443  df-fr 5482  df-we 5484  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-riota 7097  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-om 7565  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-er 8276  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-div 11291  df-nn 11630  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-rp 12382  df-fz 12890  df-seq 13369  df-fac 13634  df-bc 13663
This theorem is referenced by:  bcn2  13679
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