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 43054
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 11274 . . . 4 ℂ ∈ {ℝ, ℂ}
21a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℂ ∈ {ℝ, ℂ})
3 1cnd 11283 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 1 ∈ ℂ)
4 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
53, 4subcld 11650 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
6 neg1cn 12286 . . . 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 12700 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
12 lcmineqlem8.2 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
1312nnzd 12700 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
14 znnsub 12723 . . . . . . . 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 12648 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ0)
1817adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ0)
198, 18expcld 14269 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦↑(𝑁 − 𝑀)) ∈ ℂ)
2012nncnd 12332 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
2120adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℂ)
2210nncnd 12332 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
2322adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → 𝑀 ∈ ℂ)
2421, 23subcld 11650 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℂ)
25 nnm1nn0 12628 . . . . . . 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 14202 . . . . 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 11310 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑁 − 𝑀) · (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) ∈ ℂ)
31 lcmineqlem7 43053 . . . 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 26253 . . . 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 7419 . . 3 (𝑦 = (1 − 𝑥) → (𝑦↑(𝑁 − 𝑀)) = ((1 − 𝑥)↑(𝑁 − 𝑀)))
36 oveq1 7419 . . . 4 (𝑦 = (1 − 𝑥) → (𝑦↑((𝑁 − 𝑀) − 1)) = ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1)))
3736oveq2d 7428 . . 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 26272 . 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 11650 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℂ)
42 ax-1cn 11239 . . . . . . . 8 1 ∈ ℂ
43 subcl 11537 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
4442, 43mpan 703 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
45 expcl 14202 . . . . . . 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 11501 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1) = (((𝑁 − 𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
4820, 22subcld 11650 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℂ)
496a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → -1 ∈ ℂ)
5048, 49mulcomd 11311 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑀) · -1) = (-1 · (𝑁 − 𝑀)))
5150oveq1d 7427 . . . . . 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 2796 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1) = ((-1 · (𝑁 − 𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5448mulm1d 11749 . . . . . 6 (𝜑 → (-1 · (𝑁 − 𝑀)) = -(𝑁 − 𝑀))
5554adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (-1 · (𝑁 − 𝑀)) = -(𝑁 − 𝑀))
5655oveq1d 7427 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → ((-1 · (𝑁 − 𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) = (-(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5753, 56eqtrd 2796 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1) = (-(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))))
5857mpteq2dva 5198 . 2 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1))) · -1)) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (-(𝑁 − 𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁 − 𝑀) − 1)))))
5938, 58eqtrd 2796 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 2145  {cpr 4586   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  (class class class)co 7412  ℂcc 11179  ℝcr 11180  1c1 11182   · cmul 11186   < clt 11324   − cmin 11522  -cneg 11523  ℕcn 12316  ℕ0cn0 12587  ℤcz 12674  ↑cexp 14184   D cdv 26163
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 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259  ax-addf 11260
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-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  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 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8162  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-er 8701  df-map 8833  df-pm 8834  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9338  df-fi 9387  df-sup 9418  df-inf 9419  df-oi 9488  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-z 12675  df-dec 12796  df-uz 12947  df-q 13057  df-rp 13102  df-xneg 13222  df-xadd 13223  df-xmul 13224  df-icc 13464  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-seq 14125  df-exp 14185  df-hash 14455  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-starv 17423  df-sca 17424  df-vsca 17425  df-ip 17426  df-tset 17427  df-ple 17428  df-ds 17430  df-unif 17431  df-hom 17432  df-cco 17433  df-rest 17573  df-topn 17574  df-0g 17592  df-gsum 17593  df-topgen 17594  df-pt 17595  df-prds 17598  df-xrs 17654  df-qtop 17659  df-imas 17660  df-xps 17662  df-mre 17736  df-mrc 17737  df-acs 17739  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-submnd 18959  df-mulg 19258  df-cntz 19511  df-cmn 19976  df-psmet 21650  df-xmet 21651  df-met 21652  df-bl 21653  df-mopn 21654  df-fbas 21655  df-fg 21656  df-cnfld 21659  df-top 23192  df-topon 23209  df-topsp 23231  df-bases 23244  df-cld 23317  df-ntr 23318  df-cls 23319  df-nei 23396  df-lp 23434  df-perf 23435  df-cn 23525  df-cnp 23526  df-haus 23613  df-tx 23861  df-hmeo 24054  df-fil 24145  df-fm 24237  df-flim 24238  df-flf 24239  df-xms 24619  df-ms 24620  df-tms 24621  df-cncf 25179  df-limc 26166  df-dv 26167
This theorem is used by:  lcmineqlem10  43056
  Copyright terms: Public domain W3C validator