Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lcmineqlem8 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lcmineqlem8 42286
Description: Derivative of (1-x)^(N-M). (Contributed by metakunt, 12-May-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
lcmineqlem8.1 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
lcmineqlem8.2 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
lcmineqlem8.3 (𝜑𝑀 < 𝑁)
Assertion
Ref Expression
lcmineqlem8 (𝜑 → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((1 − 𝑥)↑(𝑁𝑀)))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (-(𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1)))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑀   𝑥,𝑁   𝜑,𝑥

Proof of Theorem lcmineqlem8
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cnelprrecn 11119 . . . 4 ℂ ∈ {ℝ, ℂ}
21a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℂ ∈ {ℝ, ℂ})
3 1cnd 11127 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → 1 ∈ ℂ)
4 simpr 484 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
53, 4subcld 11492 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
6 neg1cn 12130 . . . 4 -1 ∈ ℂ
76a1i 11 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → -1 ∈ ℂ)
8 simpr 484 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → 𝑦 ∈ ℂ)
9 lcmineqlem8.3 . . . . . . 7 (𝜑𝑀 < 𝑁)
10 lcmineqlem8.1 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
1110nnzd 12514 . . . . . . . 8 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
12 lcmineqlem8.2 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
1312nnzd 12514 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
14 znnsub 12537 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝑁𝑀) ∈ ℕ))
1511, 13, 14syl2anc 584 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝑁𝑀) ∈ ℕ))
169, 15mpbid 232 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁𝑀) ∈ ℕ)
1716nnnn0d 12462 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁𝑀) ∈ ℕ0)
1817adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → (𝑁𝑀) ∈ ℕ0)
198, 18expcld 14069 . . 3 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦↑(𝑁𝑀)) ∈ ℂ)
2012nncnd 12161 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
2120adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℂ)
2210nncnd 12161 . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ ℂ)
2322adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → 𝑀 ∈ ℂ)
2421, 23subcld 11492 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → (𝑁𝑀) ∈ ℂ)
25 nnm1nn0 12442 . . . . . . 7 ((𝑁𝑀) ∈ ℕ → ((𝑁𝑀) − 1) ∈ ℕ0)
2616, 25syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁𝑀) − 1) ∈ ℕ0)
2726adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑁𝑀) − 1) ∈ ℕ0)
28 expcl 14002 . . . . 5 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ ((𝑁𝑀) − 1) ∈ ℕ0) → (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
298, 27, 28syl2anc 584 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
3024, 29mulcld 11152 . . 3 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑁𝑀) · (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1))) ∈ ℂ)
31 lcmineqlem7 42285 . . . 4 (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (1 − 𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ -1)
3231a1i 11 . . 3 (𝜑 → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (1 − 𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ -1))
33 dvexp 25913 . . . 4 ((𝑁𝑀) ∈ ℕ → (ℂ D (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑦↑(𝑁𝑀)))) = (𝑦 ∈ ℂ ↦ ((𝑁𝑀) · (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1)))))
3416, 33syl 17 . . 3 (𝜑 → (ℂ D (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑦↑(𝑁𝑀)))) = (𝑦 ∈ ℂ ↦ ((𝑁𝑀) · (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1)))))
35 oveq1 7365 . . 3 (𝑦 = (1 − 𝑥) → (𝑦↑(𝑁𝑀)) = ((1 − 𝑥)↑(𝑁𝑀)))
36 oveq1 7365 . . . 4 (𝑦 = (1 − 𝑥) → (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1)) = ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1)))
3736oveq2d 7374 . . 3 (𝑦 = (1 − 𝑥) → ((𝑁𝑀) · (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1))) = ((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
382, 2, 5, 7, 19, 30, 32, 34, 35, 37dvmptco 25932 . 2 (𝜑 → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((1 − 𝑥)↑(𝑁𝑀)))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) · -1)))
3920adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℂ)
4022adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → 𝑀 ∈ ℂ)
4139, 40subcld 11492 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (𝑁𝑀) ∈ ℂ)
42 ax-1cn 11084 . . . . . . . 8 1 ∈ ℂ
43 subcl 11379 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
4442, 43mpan 690 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
45 expcl 14002 . . . . . . 7 (((1 − 𝑥) ∈ ℂ ∧ ((𝑁𝑀) − 1) ∈ ℕ0) → ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
4644, 26, 45syl2anr 597 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
4741, 46, 7mul32d 11343 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) · -1) = (((𝑁𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
4820, 22subcld 11492 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁𝑀) ∈ ℂ)
496a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → -1 ∈ ℂ)
5048, 49mulcomd 11153 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁𝑀) · -1) = (-1 · (𝑁𝑀)))
5150oveq1d 7373 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝑁𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) = ((-1 · (𝑁𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
5251adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) = ((-1 · (𝑁𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
5347, 52eqtrd 2771 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) · -1) = ((-1 · (𝑁𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
5448mulm1d 11589 . . . . . 6 (𝜑 → (-1 · (𝑁𝑀)) = -(𝑁𝑀))
5554adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (-1 · (𝑁𝑀)) = -(𝑁𝑀))
5655oveq1d 7373 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → ((-1 · (𝑁𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) = (-(𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
5753, 56eqtrd 2771 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) · -1) = (-(𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
5857mpteq2dva 5191 . 2 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) · -1)) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (-(𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1)))))
5938, 58eqtrd 2771 1 (𝜑 → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((1 − 𝑥)↑(𝑁𝑀)))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (-(𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1541  wcel 2113  {cpr 4582   class class class wbr 5098  cmpt 5179  (class class class)co 7358  cc 11024  cr 11025  1c1 11027   · cmul 11031   < clt 11166  cmin 11364  -cneg 11365  cn 12145  0cn0 12401  cz 12488  cexp 13984   D cdv 25820
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-cnex 11082  ax-resscn 11083  ax-1cn 11084  ax-icn 11085  ax-addcl 11086  ax-addrcl 11087  ax-mulcl 11088  ax-mulrcl 11089  ax-mulcom 11090  ax-addass 11091  ax-mulass 11092  ax-distr 11093  ax-i2m1 11094  ax-1ne0 11095  ax-1rid 11096  ax-rnegex 11097  ax-rrecex 11098  ax-cnre 11099  ax-pre-lttri 11100  ax-pre-lttrn 11101  ax-pre-ltadd 11102  ax-pre-mulgt0 11103  ax-pre-sup 11104  ax-addf 11105
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-tp 4585  df-op 4587  df-uni 4864  df-int 4903  df-iun 4948  df-iin 4949  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-of 7622  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-supp 8103  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-1o 8397  df-2o 8398  df-er 8635  df-map 8765  df-pm 8766  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9265  df-fi 9314  df-sup 9345  df-inf 9346  df-oi 9415  df-card 9851  df-pnf 11168  df-mnf 11169  df-xr 11170  df-ltxr 11171  df-le 11172  df-sub 11366  df-neg 11367  df-div 11795  df-nn 12146  df-2 12208  df-3 12209  df-4 12210  df-5 12211  df-6 12212  df-7 12213  df-8 12214  df-9 12215  df-n0 12402  df-z 12489  df-dec 12608  df-uz 12752  df-q 12862  df-rp 12906  df-xneg 13026  df-xadd 13027  df-xmul 13028  df-icc 13268  df-fz 13424  df-fzo 13571  df-seq 13925  df-exp 13985  df-hash 14254  df-cj 15022  df-re 15023  df-im 15024  df-sqrt 15158  df-abs 15159  df-struct 17074  df-sets 17091  df-slot 17109  df-ndx 17121  df-base 17137  df-ress 17158  df-plusg 17190  df-mulr 17191  df-starv 17192  df-sca 17193  df-vsca 17194  df-ip 17195  df-tset 17196  df-ple 17197  df-ds 17199  df-unif 17200  df-hom 17201  df-cco 17202  df-rest 17342  df-topn 17343  df-0g 17361  df-gsum 17362  df-topgen 17363  df-pt 17364  df-prds 17367  df-xrs 17423  df-qtop 17428  df-imas 17429  df-xps 17431  df-mre 17505  df-mrc 17506  df-acs 17508  df-mgm 18565  df-sgrp 18644  df-mnd 18660  df-submnd 18709  df-mulg 18998  df-cntz 19246  df-cmn 19711  df-psmet 21301  df-xmet 21302  df-met 21303  df-bl 21304  df-mopn 21305  df-fbas 21306  df-fg 21307  df-cnfld 21310  df-top 22838  df-topon 22855  df-topsp 22877  df-bases 22890  df-cld 22963  df-ntr 22964  df-cls 22965  df-nei 23042  df-lp 23080  df-perf 23081  df-cn 23171  df-cnp 23172  df-haus 23259  df-tx 23506  df-hmeo 23699  df-fil 23790  df-fm 23882  df-flim 23883  df-flf 23884  df-xms 24264  df-ms 24265  df-tms 24266  df-cncf 24827  df-limc 25823  df-dv 25824
This theorem is referenced by:  lcmineqlem10  42288
  Copyright terms: Public domain W3C validator