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 43179
Description: Derivative of (1-x)^(N-M). (Contributed by metakunt, 12-May-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
lcmineqlem8.1 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
lcmineqlem8.2 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
lcmineqlem8.3 (𝜑 → 𝑀 < 𝑁)
Assertion
Ref Expression
lcmineqlem8 (𝜑 → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((1 − 𝑥)↑(𝑁 − 𝑀)))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ ( -(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 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 11296 . . . 4 ℂ ∈ {ℝ, ℂ}
21a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℂ ∈ {ℝ, ℂ})
3 1cnd 11305 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 1 ∈ ℂ)
4 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
53, 4subcld 11672 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
6 neg1cn 12308 . . . 4 -1 ∈ ℂ
76a1i 11 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → -1 ∈ ℂ)
8 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑦 ∈ ℂ)
9 lcmineqlem8.3 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑀 < 𝑁)
10 lcmineqlem8.1 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
1110nnzd 12722 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
12 lcmineqlem8.2 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
1312nnzd 12722 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
14 znnsub 12745 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ))
1511, 13, 14syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ))
169, 15mpbid 235 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ)
1716nnnn0d 12670 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ0)
1817adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ0)
198, 18expcld 14292 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦↑(𝑁 − 𝑀)) ∈ ℂ)
2012nncnd 12354 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
2120adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℂ)
2210nncnd 12354 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
2322adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑀 ∈ ℂ)
2421, 23subcld 11672 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℂ)
25 nnm1nn0 12650 . . . . . . 7 ((𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ → ((𝑁 − 𝑀) − 1) ∈ ℕ0)
2616, 25syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑀) − 1) ∈ ℕ0)
2726adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑁 − 𝑀) − 1) ∈ ℕ0)
28 expcl 14225 . . . . 5 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ ((𝑁 − 𝑀) − 1) ∈ ℕ0) → (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
298, 27, 28syl2anc 596 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
3024, 29mulcld 11332 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑁 − 𝑀) · (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) ∈ ℂ)
31 lcmineqlem7 43178 . . . 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 26278 . . . 4 ((𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ → (ℂ D (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑦↑(𝑁 − 𝑀)))) = (𝑦 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 − 𝑀) · (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1)))))
3416, 33syl 18 . . 3 (𝜑 → (ℂ D (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑦↑(𝑁 − 𝑀)))) = (𝑦 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 − 𝑀) · (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1)))))
35 oveq1 7427 . . 3 (𝑦 = (1 − 𝑥) → (𝑦↑(𝑁 − 𝑀)) = ((1 − 𝑥)↑(𝑁 − 𝑀)))
36 oveq1 7427 . . . 4 (𝑦 = (1 − 𝑥) → (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1)) = ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1)))
3736oveq2d 7436 . . 3 (𝑦 = (1 − 𝑥) → ((𝑁 − 𝑀) · (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) = ((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
382, 2, 5, 7, 19, 30, 32, 34, 35, 37dvmptco 26297 . 2 (𝜑 → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((1 − 𝑥)↑(𝑁 − 𝑀)))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1)))
3920adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℂ)
4022adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 𝑀 ∈ ℂ)
4139, 40subcld 11672 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℂ)
42 ax-1cn 11261 . . . . . . . 8 1 ∈ ℂ
43 subcl 11559 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
4442, 43mpan 703 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
45 expcl 14225 . . . . . . 7 (((1 − 𝑥) ∈ ℂ ∧ ((𝑁 − 𝑀) − 1) ∈ ℕ0) → ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
4644, 26, 45syl2anr 609 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
4741, 46, 7mul32d 11523 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1) = (((𝑁 − 𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
4820, 22subcld 11672 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℂ)
496a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → -1 ∈ ℂ)
5048, 49mulcomd 11333 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑀) · -1) = ( -1 · (𝑁 − 𝑀)))
5150oveq1d 7435 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) = (( -1 · (𝑁 − 𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5251adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁 − 𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) = (( -1 · (𝑁 − 𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5347, 52eqtrd 2795 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1) = (( -1 · (𝑁 − 𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5448mulm1d 11771 . . . . . 6 (𝜑 → ( -1 · (𝑁 − 𝑀)) = -(𝑁 − 𝑀))
5554adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → ( -1 · (𝑁 − 𝑀)) = -(𝑁 − 𝑀))
5655oveq1d 7435 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (( -1 · (𝑁 − 𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) = ( -(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5753, 56eqtrd 2795 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1) = ( -(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5857mpteq2dva 5197 . 2 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1)) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ ( -(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1)))))
5938, 58eqtrd 2795 1 (𝜑 → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((1 − 𝑥)↑(𝑁 − 𝑀)))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ ( -(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1)))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  {cpr 4586   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  (class class class)co 7420  ℂcc 11201  ℝcr 11202  1c1 11204   · cmul 11208   < clt 11346   − cmin 11544   -cneg 11545  ℕcn 12338  ℕ0cn0 12609  ℤcz 12696  ↑cexp 14207   D cdv 26188
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281  ax-addf 11282
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8180  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-2o 8480  df-er 8720  df-map 8852  df-pm 8853  df-ixp 8929  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-fsupp 9357  df-fi 9406  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9507  df-card 10023  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-7 12413  df-8 12414  df-9 12415  df-n0 12610  df-z 12697  df-dec 12818  df-uz 12969  df-q 13079  df-rp 13124  df-xneg 13244  df-xadd 13245  df-xmul 13246  df-icc 13486  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-seq 14148  df-exp 14208  df-hash 14478  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-struct 17330  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-starv 17448  df-sca 17449  df-vsca 17450  df-ip 17451  df-tset 17452  df-ple 17453  df-ds 17455  df-unif 17456  df-hom 17457  df-cco 17458  df-rest 17598  df-topn 17599  df-0g 17617  df-gsum 17618  df-topgen 17619  df-pt 17620  df-prds 17623  df-xrs 17679  df-qtop 17684  df-imas 17685  df-xps 17687  df-mre 17761  df-mrc 17762  df-acs 17764  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-submnd 18984  df-mulg 19283  df-cntz 19536  df-cmn 20001  df-psmet 21675  df-xmet 21676  df-met 21677  df-bl 21678  df-mopn 21679  df-fbas 21680  df-fg 21681  df-cnfld 21684  df-top 23217  df-topon 23234  df-topsp 23256  df-bases 23269  df-cld 23342  df-ntr 23343  df-cls 23344  df-nei 23421  df-lp 23459  df-perf 23460  df-cn 23550  df-cnp 23551  df-haus 23638  df-tx 23886  df-hmeo 24079  df-fil 24170  df-fm 24262  df-flim 24263  df-flf 24264  df-xms 24644  df-ms 24645  df-tms 24646  df-cncf 25204  df-limc 26191  df-dv 26192
This theorem is used by:  lcmineqlem10  43181
  Copyright terms: Public domain W3C validator