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 43289
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 11323 . . . 4 ℂ ∈ {ℝ, ℂ}
21a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℂ ∈ {ℝ, ℂ})
3 1cnd 11332 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 1 ∈ ℂ)
4 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
53, 4subcld 11699 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
6 neg1cn 12335 . . . 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 12749 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
12 lcmineqlem8.2 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
1312nnzd 12749 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
14 znnsub 12772 . . . . . . . 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 12697 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ0)
1817adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ0)
198, 18expcld 14319 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦↑(𝑁 − 𝑀)) ∈ ℂ)
2012nncnd 12381 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
2120adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℂ)
2210nncnd 12381 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
2322adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑀 ∈ ℂ)
2421, 23subcld 11699 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℂ)
25 nnm1nn0 12677 . . . . . . 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 14252 . . . . 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 11359 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑁 − 𝑀) · (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) ∈ ℂ)
31 lcmineqlem7 43288 . . . 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 26306 . . . 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 7453 . . 3 (𝑦 = (1 − 𝑥) → (𝑦↑(𝑁 − 𝑀)) = ((1 − 𝑥)↑(𝑁 − 𝑀)))
36 oveq1 7453 . . . 4 (𝑦 = (1 − 𝑥) → (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1)) = ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1)))
3736oveq2d 7462 . . 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 26325 . 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 11699 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℂ)
42 ax-1cn 11288 . . . . . . . 8 1 ∈ ℂ
43 subcl 11586 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
4442, 43mpan 703 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
45 expcl 14252 . . . . . . 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 11550 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1) = (((𝑁 − 𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
4820, 22subcld 11699 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℂ)
496a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → -1 ∈ ℂ)
5048, 49mulcomd 11360 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑀) · -1) = ( -1 · (𝑁 − 𝑀)))
5150oveq1d 7461 . . . . . 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 2798 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1) = (( -1 · (𝑁 − 𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5448mulm1d 11798 . . . . . 6 (𝜑 → ( -1 · (𝑁 − 𝑀)) = -(𝑁 − 𝑀))
5554adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → ( -1 · (𝑁 − 𝑀)) = -(𝑁 − 𝑀))
5655oveq1d 7461 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (( -1 · (𝑁 − 𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) = ( -(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5753, 56eqtrd 2798 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1) = ( -(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5857mpteq2dva 5202 . 2 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1)) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ ( -(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1)))))
5938, 58eqtrd 2798 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 1570   ∈ wcel 2147  {cpr 4590   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5190  (class class class)co 7446  ℂcc 11228  ℝcr 11229  1c1 11231   · cmul 11235   < clt 11373   − cmin 11571   -cneg 11572  ℕcn 12365  ℕ0cn0 12636  ℤcz 12723  ↑cexp 14234   D cdv 26216
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-cnex 11286  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307  ax-pre-sup 11308  ax-addf 11309
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-se 5610  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-of 7720  df-om 7905  df-1st 8028  df-2nd 8029  df-supp 8208  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8507  df-2o 8508  df-er 8748  df-map 8880  df-pm 8881  df-ixp 8957  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-fin 9008  df-fsupp 9385  df-fi 9433  df-sup 9464  df-inf 9465  df-oi 9534  df-card 10050  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-div 12004  df-nn 12366  df-2 12435  df-3 12436  df-4 12437  df-5 12438  df-6 12439  df-7 12440  df-8 12441  df-9 12442  df-n0 12637  df-z 12724  df-dec 12845  df-uz 12996  df-q 13106  df-rp 13151  df-xneg 13271  df-xadd 13272  df-xmul 13273  df-icc 13513  df-fz 13670  df-fzo 13819  df-seq 14175  df-exp 14235  df-hash 14505  df-cj 15298  df-re 15299  df-im 15300  df-sqrt 15434  df-abs 15435  df-struct 17357  df-sets 17374  df-slot 17392  df-ndx 17404  df-base 17420  df-ress 17441  df-plusg 17473  df-mulr 17474  df-starv 17475  df-sca 17476  df-vsca 17477  df-ip 17478  df-tset 17479  df-ple 17480  df-ds 17482  df-unif 17483  df-hom 17484  df-cco 17485  df-rest 17625  df-topn 17626  df-0g 17644  df-gsum 17645  df-topgen 17646  df-pt 17647  df-prds 17650  df-xrs 17706  df-qtop 17711  df-imas 17712  df-xps 17714  df-mre 17788  df-mrc 17789  df-acs 17791  df-mgm 18848  df-sgrp 18940  df-mnd 18956  df-submnd 19011  df-mulg 19310  df-cntz 19564  df-cmn 20029  df-psmet 21703  df-xmet 21704  df-met 21705  df-bl 21706  df-mopn 21707  df-fbas 21708  df-fg 21709  df-cnfld 21712  df-top 23245  df-topon 23262  df-topsp 23284  df-bases 23297  df-cld 23370  df-ntr 23371  df-cls 23372  df-nei 23449  df-lp 23487  df-perf 23488  df-cn 23578  df-cnp 23579  df-haus 23666  df-tx 23914  df-hmeo 24107  df-fil 24198  df-fm 24290  df-flim 24291  df-flf 24292  df-xms 24672  df-ms 24673  df-tms 24674  df-cncf 25232  df-limc 26219  df-dv 26220
This theorem is used by:  lcmineqlem10  43291
  Copyright terms: Public domain W3C validator