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

Theorem bpolydiflem 16213
Description: Lemma for bpolydif 16214. (Contributed by Scott Fenton, 12-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
bpolydiflem.1 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
bpolydiflem.2 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
bpolydiflem.3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) − (𝑘 BernPoly 𝑋)) = (𝑘 · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
Assertion
Ref Expression
bpolydiflem (𝜑 → ((𝑁 BernPoly (𝑋 + 1)) − (𝑁 BernPoly 𝑋)) = (𝑁 · (𝑋↑(𝑁 − 1))))
Distinct variable groups:   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘   𝑘,𝑋

Proof of Theorem bpolydiflem
Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bpolydiflem.1 . . . . 5 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
21nnnn0d 12660 . . . 4 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
3 bpolydiflem.2 . . . . 5 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
4 peano2cn 11475 . . . . 5 (𝑋 ∈ ℂ → (𝑋 + 1) ∈ ℂ)
53, 4syl 18 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 + 1) ∈ ℂ)
6 bpolyval 16208 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝑋 + 1) ∈ ℂ) → (𝑁 BernPoly (𝑋 + 1)) = (((𝑋 + 1)↑𝑁) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
72, 5, 6syl2anc 596 . . 3 (𝜑 → (𝑁 BernPoly (𝑋 + 1)) = (((𝑋 + 1)↑𝑁) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
8 bpolyval 16208 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ∈ ℂ) → (𝑁 BernPoly 𝑋) = ((𝑋↑𝑁) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
92, 3, 8syl2anc 596 . . 3 (𝜑 → (𝑁 BernPoly 𝑋) = ((𝑋↑𝑁) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
107, 9oveq12d 7436 . 2 (𝜑 → ((𝑁 BernPoly (𝑋 + 1)) − (𝑁 BernPoly 𝑋)) = ((((𝑋 + 1)↑𝑁) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) − ((𝑋↑𝑁) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))))))
115, 2expcld 14282 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 + 1)↑𝑁) ∈ ℂ)
12 fzfid 14109 . . . 4 (𝜑 → (0...(𝑁 − 1)) ∈ Fin)
13 elfzelz 13649 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1)) → 𝑘 ∈ ℤ)
14 bccl 14459 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑁C𝑘) ∈ ℕ0)
152, 13, 14syl2an 608 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → (𝑁C𝑘) ∈ ℕ0)
1615nn0cnd 12662 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → (𝑁C𝑘) ∈ ℂ)
17 elfznn0 13747 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
18 bpolycl 16211 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝑋 + 1) ∈ ℂ) → (𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) ∈ ℂ)
1917, 5, 18syl2anr 609 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → (𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) ∈ ℂ)
20 fzssp1 13694 . . . . . . . . . . 11 (0...(𝑁 − 1)) ⊆ (0...((𝑁 − 1) + 1))
211nncnd 12344 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
22 ax-1cn 11251 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℂ
23 npcan 11559 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2421, 22, 23sylancl 598 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑁 − 1) + 1) = 𝑁)
2524oveq2d 7434 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (0...((𝑁 − 1) + 1)) = (0...𝑁))
2620, 25sseqtrid 3973 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0...(𝑁 − 1)) ⊆ (0...𝑁))
2726sselda 3931 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → 𝑘 ∈ (0...𝑁))
28 fznn0sub 13683 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (0...𝑁) → (𝑁 − 𝑘) ∈ ℕ0)
2927, 28syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → (𝑁 − 𝑘) ∈ ℕ0)
30 nn0p1nn 12638 . . . . . . . 8 ((𝑁 − 𝑘) ∈ ℕ0 → ((𝑁 − 𝑘) + 1) ∈ ℕ)
3129, 30syl 18 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → ((𝑁 − 𝑘) + 1) ∈ ℕ)
3231nncnd 12344 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → ((𝑁 − 𝑘) + 1) ∈ ℂ)
3331nnne0d 12381 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → ((𝑁 − 𝑘) + 1) ≠ 0)
3419, 32, 33divcld 12086 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) ∈ ℂ)
3516, 34mulcld 11322 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) ∈ ℂ)
3612, 35fsumcl 15892 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) ∈ ℂ)
373, 2expcld 14282 . . 3 (𝜑 → (𝑋↑𝑁) ∈ ℂ)
38 bpolycl 16211 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ∈ ℂ) → (𝑘 BernPoly 𝑋) ∈ ℂ)
3917, 3, 38syl2anr 609 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → (𝑘 BernPoly 𝑋) ∈ ℂ)
4039, 32, 33divcld 12086 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) ∈ ℂ)
4116, 40mulcld 11322 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) ∈ ℂ)
4212, 41fsumcl 15892 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) ∈ ℂ)
4311, 36, 37, 42sub4d 11711 . 2 (𝜑 → ((((𝑋 + 1)↑𝑁) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) − ((𝑋↑𝑁) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))))) = ((((𝑋 + 1)↑𝑁) − (𝑋↑𝑁)) − (Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))))))
4426sselda 3931 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → 𝑚 ∈ (0...𝑁))
45 bccl2 14460 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 ∈ (0...𝑁) → (𝑁C𝑚) ∈ ℕ)
4645adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝑚) ∈ ℕ)
4746nncnd 12344 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (0...𝑁)) → (𝑁C𝑚) ∈ ℂ)
48 elfznn0 13747 . . . . . . . . . 10 (𝑚 ∈ (0...𝑁) → 𝑚 ∈ ℕ0)
49 expcl 14215 . . . . . . . . . 10 ((𝑋 ∈ ℂ ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → (𝑋↑𝑚) ∈ ℂ)
503, 48, 49syl2an 608 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (0...𝑁)) → (𝑋↑𝑚) ∈ ℂ)
5147, 50mulcld 11322 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (0...𝑁)) → ((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) ∈ ℂ)
5244, 51syldan 603 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → ((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) ∈ ℂ)
5312, 52fsumcl 15892 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) ∈ ℂ)
54 addcom 11489 . . . . . . . . . 10 ((𝑋 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑋 + 1) = (1 + 𝑋))
553, 22, 54sylancl 598 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑋 + 1) = (1 + 𝑋))
5655oveq1d 7433 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑋 + 1)↑𝑁) = ((1 + 𝑋)↑𝑁))
57 binom1p 15993 . . . . . . . . 9 ((𝑋 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((1 + 𝑋)↑𝑁) = Σ𝑚 ∈ (0...𝑁)((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)))
583, 2, 57syl2anc 596 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((1 + 𝑋)↑𝑁) = Σ𝑚 ∈ (0...𝑁)((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)))
5956, 58eqtrd 2796 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑋 + 1)↑𝑁) = Σ𝑚 ∈ (0...𝑁)((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)))
60 nn0uz 12996 . . . . . . . . 9 ℕ0 = (ℤ≥‘0)
612, 60eleqtrdi 2871 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘0))
62 oveq2 7426 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑁 → (𝑁C𝑚) = (𝑁C𝑁))
63 oveq2 7426 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑁 → (𝑋↑𝑚) = (𝑋↑𝑁))
6462, 63oveq12d 7436 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑁 → ((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) = ((𝑁C𝑁) · (𝑋↑𝑁)))
6561, 51, 64fsumm1 15910 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑚 ∈ (0...𝑁)((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) = (Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) + ((𝑁C𝑁) · (𝑋↑𝑁))))
66 bcnn 14449 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁C𝑁) = 1)
672, 66syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁C𝑁) = 1)
6867oveq1d 7433 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁C𝑁) · (𝑋↑𝑁)) = (1 · (𝑋↑𝑁)))
6937mullidd 11320 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 · (𝑋↑𝑁)) = (𝑋↑𝑁))
7068, 69eqtrd 2796 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁C𝑁) · (𝑋↑𝑁)) = (𝑋↑𝑁))
7170oveq2d 7434 . . . . . . 7 (𝜑 → (Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) + ((𝑁C𝑁) · (𝑋↑𝑁))) = (Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) + (𝑋↑𝑁)))
7259, 65, 713eqtrd 2800 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑋 + 1)↑𝑁) = (Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) + (𝑋↑𝑁)))
7353, 37, 72mvrraddd 11720 . . . . 5 (𝜑 → (((𝑋 + 1)↑𝑁) − (𝑋↑𝑁)) = Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)))
74 nnm1nn0 12640 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
751, 74syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
7675, 60eleqtrdi 2871 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ (ℤ≥‘0))
77 oveq2 7426 . . . . . . 7 (𝑚 = (𝑁 − 1) → (𝑁C𝑚) = (𝑁C(𝑁 − 1)))
78 oveq2 7426 . . . . . . 7 (𝑚 = (𝑁 − 1) → (𝑋↑𝑚) = (𝑋↑(𝑁 − 1)))
7977, 78oveq12d 7436 . . . . . 6 (𝑚 = (𝑁 − 1) → ((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) = ((𝑁C(𝑁 − 1)) · (𝑋↑(𝑁 − 1))))
8076, 52, 79fsumm1 15910 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) = (Σ𝑚 ∈ (0...((𝑁 − 1) − 1))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) + ((𝑁C(𝑁 − 1)) · (𝑋↑(𝑁 − 1)))))
81 1cnd 11295 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
8221, 81, 81subsub4d 11693 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 − 1) − 1) = (𝑁 − (1 + 1)))
83 df-2 12398 . . . . . . . . . 10 2 = (1 + 1)
8483oveq2i 7429 . . . . . . . . 9 (𝑁 − 2) = (𝑁 − (1 + 1))
8582, 84eqtr4di 2814 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 − 1) − 1) = (𝑁 − 2))
8685oveq2d 7434 . . . . . . 7 (𝜑 → (0...((𝑁 − 1) − 1)) = (0...(𝑁 − 2)))
8786sumeq1d 15860 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑚 ∈ (0...((𝑁 − 1) − 1))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) = Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)))
88 bcnm1 14464 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁C(𝑁 − 1)) = 𝑁)
892, 88syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁C(𝑁 − 1)) = 𝑁)
9089oveq1d 7433 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁C(𝑁 − 1)) · (𝑋↑(𝑁 − 1))) = (𝑁 · (𝑋↑(𝑁 − 1))))
9187, 90oveq12d 7436 . . . . 5 (𝜑 → (Σ𝑚 ∈ (0...((𝑁 − 1) − 1))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) + ((𝑁C(𝑁 − 1)) · (𝑋↑(𝑁 − 1)))) = (Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) + (𝑁 · (𝑋↑(𝑁 − 1)))))
9273, 80, 913eqtrd 2800 . . . 4 (𝜑 → (((𝑋 + 1)↑𝑁) − (𝑋↑𝑁)) = (Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) + (𝑁 · (𝑋↑(𝑁 − 1)))))
93 oveq2 7426 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → (𝑁C𝑘) = (𝑁C0))
94 oveq1 7425 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) = (0 BernPoly (𝑋 + 1)))
95 oveq2 7426 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 0 → (𝑁 − 𝑘) = (𝑁 − 0))
9695oveq1d 7433 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → ((𝑁 − 𝑘) + 1) = ((𝑁 − 0) + 1))
9794, 96oveq12d 7436 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) = ((0 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 0) + 1)))
9893, 97oveq12d 7436 . . . . . . . 8 (𝑘 = 0 → ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) = ((𝑁C0) · ((0 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 0) + 1))))
9976, 35, 98fsum1p 15912 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) = (((𝑁C0) · ((0 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
100 bpoly0 16209 . . . . . . . . . . 11 ((𝑋 + 1) ∈ ℂ → (0 BernPoly (𝑋 + 1)) = 1)
1015, 100syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0 BernPoly (𝑋 + 1)) = 1)
102101oveq1d 7433 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((0 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 0) + 1)) = (1 / ((𝑁 − 0) + 1)))
103102oveq2d 7434 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁C0) · ((0 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 0) + 1))) = ((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))))
104103oveq1d 7433 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑁C0) · ((0 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = (((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
10599, 104eqtrd 2796 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) = (((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
106 oveq1 7425 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝑘 BernPoly 𝑋) = (0 BernPoly 𝑋))
107106, 96oveq12d 7436 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) = ((0 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 0) + 1)))
10893, 107oveq12d 7436 . . . . . . . 8 (𝑘 = 0 → ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) = ((𝑁C0) · ((0 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 0) + 1))))
10976, 41, 108fsum1p 15912 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) = (((𝑁C0) · ((0 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
110 bpoly0 16209 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∈ ℂ → (0 BernPoly 𝑋) = 1)
1113, 110syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0 BernPoly 𝑋) = 1)
112111oveq1d 7433 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((0 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 0) + 1)) = (1 / ((𝑁 − 0) + 1)))
113112oveq2d 7434 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁C0) · ((0 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 0) + 1))) = ((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))))
114113oveq1d 7433 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑁C0) · ((0 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = (((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
115109, 114eqtrd 2796 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) = (((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
116105, 115oveq12d 7436 . . . . 5 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = ((((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) − (((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))))))
117 0z 12697 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℤ
118 bccl 14459 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 0 ∈ ℤ) → (𝑁C0) ∈ ℕ0)
1192, 117, 118sylancl 598 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁C0) ∈ ℕ0)
120119nn0cnd 12662 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁C0) ∈ ℂ)
12121subid1d 11651 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁 − 0) = 𝑁)
122121, 1eqeltrd 2861 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁 − 0) ∈ ℕ)
123122peano2nnd 12345 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 − 0) + 1) ∈ ℕ)
124123nnrecred 12382 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / ((𝑁 − 0) + 1)) ∈ ℝ)
125124recnd 11330 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 / ((𝑁 − 0) + 1)) ∈ ℂ)
126120, 125mulcld 11322 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))) ∈ ℂ)
127 fzfid 14109 . . . . . . 7 (𝜑 → ((0 + 1)...(𝑁 − 1)) ∈ Fin)
128 fzp1ss 13702 . . . . . . . . . 10 (0 ∈ ℤ → ((0 + 1)...(𝑁 − 1)) ⊆ (0...(𝑁 − 1)))
129117, 128ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ((0 + 1)...(𝑁 − 1)) ⊆ (0...(𝑁 − 1))
130129sseli 3927 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1)) → 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1)))
131130, 35sylan2 605 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))) → ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) ∈ ℂ)
132127, 131fsumcl 15892 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) ∈ ℂ)
133130, 41sylan2 605 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))) → ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) ∈ ℂ)
134127, 133fsumcl 15892 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) ∈ ℂ)
135126, 132, 134pnpcand 11699 . . . . 5 (𝜑 → ((((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) − (((𝑁C0) · (1 / ((𝑁 − 0) + 1))) + Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))))) = (Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
136 1zzd 12720 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
137 0zd 12698 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
1381nnzd 12712 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
139 2z 12721 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℤ
140 zsubcl 12731 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ) → (𝑁 − 2) ∈ ℤ)
141138, 139, 140sylancl 598 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 2) ∈ ℤ)
142 fzssp1 13694 . . . . . . . . . . 11 (0...(𝑁 − 2)) ⊆ (0...((𝑁 − 2) + 1))
143 2cnd 12414 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
14421, 143, 81subsubd 11690 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 − (2 − 1)) = ((𝑁 − 2) + 1))
145 2m1e1 12460 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 − 1) = 1
146145oveq2i 7429 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 − (2 − 1)) = (𝑁 − 1)
147144, 146eqtr3di 2811 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑁 − 2) + 1) = (𝑁 − 1))
148147oveq2d 7434 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (0...((𝑁 − 2) + 1)) = (0...(𝑁 − 1)))
149142, 148sseqtrid 3973 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0...(𝑁 − 2)) ⊆ (0...(𝑁 − 1)))
150149sselda 3931 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))) → 𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 1)))
151150, 52syldan 603 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))) → ((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) ∈ ℂ)
152 oveq2 7426 . . . . . . . . 9 (𝑚 = (𝑘 − 1) → (𝑁C𝑚) = (𝑁C(𝑘 − 1)))
153 oveq2 7426 . . . . . . . . 9 (𝑚 = (𝑘 − 1) → (𝑋↑𝑚) = (𝑋↑(𝑘 − 1)))
154152, 153oveq12d 7436 . . . . . . . 8 (𝑚 = (𝑘 − 1) → ((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) = ((𝑁C(𝑘 − 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
155136, 137, 141, 151, 154fsumshft 15939 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) = Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...((𝑁 − 2) + 1))((𝑁C(𝑘 − 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
156147oveq2d 7434 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((0 + 1)...((𝑁 − 2) + 1)) = ((0 + 1)...(𝑁 − 1)))
157156sumeq1d 15860 . . . . . . 7 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...((𝑁 − 2) + 1))((𝑁C(𝑘 − 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))) = Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C(𝑘 − 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
158155, 157eqtrd 2796 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) = Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C(𝑘 − 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
159 0p1e1 12456 . . . . . . . . . 10 (0 + 1) = 1
160159oveq1i 7428 . . . . . . . . 9 ((0 + 1)...(𝑁 − 1)) = (1...(𝑁 − 1))
161160eleq2i 2853 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1)) ↔ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1)))
162 fzssp1 13694 . . . . . . . . . . . . . 14 (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...((𝑁 − 1) + 1))
16324oveq2d 7434 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (1...((𝑁 − 1) + 1)) = (1...𝑁))
164162, 163sseqtrid 3973 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (1...(𝑁 − 1)) ⊆ (1...𝑁))
165164sselda 3931 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑘 ∈ (1...𝑁))
166 bcm1k 14452 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (1...𝑁) → (𝑁C𝑘) = ((𝑁C(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − (𝑘 − 1)) / 𝑘)))
167165, 166syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑁C𝑘) = ((𝑁C(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − (𝑘 − 1)) / 𝑘)))
1681adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑁 ∈ ℕ)
169168nncnd 12344 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑁 ∈ ℂ)
170 elfznn 13680 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝑘 ∈ ℕ)
171170adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑘 ∈ ℕ)
172171nncnd 12344 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑘 ∈ ℂ)
173 1cnd 11295 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 1 ∈ ℂ)
174169, 172, 173subsubd 11690 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑁 − (𝑘 − 1)) = ((𝑁 − 𝑘) + 1))
175174oveq1d 7433 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑁 − (𝑘 − 1)) / 𝑘) = (((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘))
176175oveq2d 7434 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑁C(𝑘 − 1)) · ((𝑁 − (𝑘 − 1)) / 𝑘)) = ((𝑁C(𝑘 − 1)) · (((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘)))
177167, 176eqtrd 2796 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑁C𝑘) = ((𝑁C(𝑘 − 1)) · (((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘)))
178 bpolydiflem.3 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) − (𝑘 BernPoly 𝑋)) = (𝑘 · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
179178oveq1d 7433 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) − (𝑘 BernPoly 𝑋)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) = ((𝑘 · (𝑋↑(𝑘 − 1))) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))
180161, 130sylbir 238 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1)) → 𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1)))
181180, 19sylan2 605 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) ∈ ℂ)
182180, 39sylan2 605 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑘 BernPoly 𝑋) ∈ ℂ)
183180, 32sylan2 605 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑁 − 𝑘) + 1) ∈ ℂ)
184180, 33sylan2 605 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑁 − 𝑘) + 1) ≠ 0)
185181, 182, 183, 184divsubdird 12125 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) − (𝑘 BernPoly 𝑋)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) = (((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) − ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))))
1863adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑋 ∈ ℂ)
187 nnm1nn0 12640 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ℕ → (𝑘 − 1) ∈ ℕ0)
188171, 187syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑘 − 1) ∈ ℕ0)
189186, 188expcld 14282 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑋↑(𝑘 − 1)) ∈ ℂ)
190172, 189, 183, 184div23d 12123 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 · (𝑋↑(𝑘 − 1))) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) = ((𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
191179, 185, 1903eqtr3d 2804 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) − ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) = ((𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
192177, 191oveq12d 7436 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑁C𝑘) · (((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) − ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = (((𝑁C(𝑘 − 1)) · (((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘)) · ((𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1)))))
193180, 16sylan2 605 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑁C𝑘) ∈ ℂ)
194181, 183, 184divcld 12086 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) ∈ ℂ)
195182, 183, 184divcld 12086 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) ∈ ℂ)
196193, 194, 195subdid 11765 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑁C𝑘) · (((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) − ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = (((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
197168nnnn0d 12660 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑁 ∈ ℕ0)
198188nn0zd 12711 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑘 − 1) ∈ ℤ)
199 bccl 14459 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝑘 − 1) ∈ ℤ) → (𝑁C(𝑘 − 1)) ∈ ℕ0)
200197, 198, 199syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑁C(𝑘 − 1)) ∈ ℕ0)
201200nn0cnd 12662 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑁C(𝑘 − 1)) ∈ ℂ)
202171nnne0d 12381 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → 𝑘 ≠ 0)
203183, 172, 202divcld 12086 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘) ∈ ℂ)
204172, 183, 184divcld 12086 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) ∈ ℂ)
205204, 189mulcld 11322 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))) ∈ ℂ)
206201, 203, 205mulassd 11325 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (((𝑁C(𝑘 − 1)) · (((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘)) · ((𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1)))) = ((𝑁C(𝑘 − 1)) · ((((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘) · ((𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))))
207183, 172, 184, 202divcan6d 12105 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘) · (𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) = 1)
208207oveq1d 7433 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (((((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘) · (𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) · (𝑋↑(𝑘 − 1))) = (1 · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
209203, 204, 189mulassd 11325 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (((((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘) · (𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) · (𝑋↑(𝑘 − 1))) = ((((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘) · ((𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1)))))
210189mullidd 11320 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (1 · (𝑋↑(𝑘 − 1))) = (𝑋↑(𝑘 − 1)))
211208, 209, 2103eqtr3d 2804 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘) · ((𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1)))) = (𝑋↑(𝑘 − 1)))
212211oveq2d 7434 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → ((𝑁C(𝑘 − 1)) · ((((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘) · ((𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))) = ((𝑁C(𝑘 − 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
213206, 212eqtrd 2796 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (((𝑁C(𝑘 − 1)) · (((𝑁 − 𝑘) + 1) / 𝑘)) · ((𝑘 / ((𝑁 − 𝑘) + 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1)))) = ((𝑁C(𝑘 − 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
214192, 196, 2133eqtr3d 2804 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑁 − 1))) → (((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = ((𝑁C(𝑘 − 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
215161, 214sylan2b 606 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))) → (((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = ((𝑁C(𝑘 − 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
216215sumeq2dv 15862 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))(((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C(𝑘 − 1)) · (𝑋↑(𝑘 − 1))))
217127, 131, 133fsumsub 15947 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))(((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − ((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = (Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))))
218158, 216, 2173eqtr2rd 2803 . . . . 5 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − Σ𝑘 ∈ ((0 + 1)...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)))
219116, 135, 2183eqtrd 2800 . . . 4 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1)))) = Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)))
22092, 219oveq12d 7436 . . 3 (𝜑 → ((((𝑋 + 1)↑𝑁) − (𝑋↑𝑁)) − (Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))))) = ((Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) + (𝑁 · (𝑋↑(𝑁 − 1)))) − Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚))))
221 fzfid 14109 . . . . 5 (𝜑 → (0...(𝑁 − 2)) ∈ Fin)
222221, 151fsumcl 15892 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) ∈ ℂ)
2233, 75expcld 14282 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
22421, 223mulcld 11322 . . . 4 (𝜑 → (𝑁 · (𝑋↑(𝑁 − 1))) ∈ ℂ)
225222, 224pncan2d 11664 . . 3 (𝜑 → ((Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚)) + (𝑁 · (𝑋↑(𝑁 − 1)))) − Σ𝑚 ∈ (0...(𝑁 − 2))((𝑁C𝑚) · (𝑋↑𝑚))) = (𝑁 · (𝑋↑(𝑁 − 1))))
226220, 225eqtrd 2796 . 2 (𝜑 → ((((𝑋 + 1)↑𝑁) − (𝑋↑𝑁)) − (Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly (𝑋 + 1)) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))) − Σ𝑘 ∈ (0...(𝑁 − 1))((𝑁C𝑘) · ((𝑘 BernPoly 𝑋) / ((𝑁 − 𝑘) + 1))))) = (𝑁 · (𝑋↑(𝑁 − 1))))
22710, 43, 2263eqtrd 2800 1 (𝜑 → ((𝑁 BernPoly (𝑋 + 1)) − (𝑁 BernPoly 𝑋)) = (𝑁 · (𝑋↑(𝑁 − 1))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956   ⊆ wss 3899  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  ℂcc 11191  0cc0 11193  1c1 11194   + caddc 11196   · cmul 11198   − cmin 11534   / cdiv 11966  ℕcn 12328  2c2 12390  ℕ0cn0 12599  ℤcz 12686  ℤ≥cuz 12958  ...cfz 13632  ↑cexp 14197  Ccbc 14439  Σcsu 15846   BernPoly cbp 16205
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-inf2 9635  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270  ax-pre-sup 11271
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-er 8710  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-sup 9427  df-oi 9497  df-card 10013  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-div 11967  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-n0 12600  df-z 12687  df-uz 12959  df-rp 13114  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-seq 14138  df-exp 14198  df-fac 14411  df-bc 14440  df-hash 14468  df-cj 15259  df-re 15260  df-im 15261  df-sqrt 15395  df-abs 15396  df-clim 15648  df-sum 15847  df-bpoly 16206
This theorem is used by:  bpolydif  16214
  Copyright terms: Public domain W3C validator