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 42617
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 11163 . . . 4 ℂ ∈ {ℝ, ℂ}
21a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℂ ∈ {ℝ, ℂ})
3 1cnd 11172 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → 1 ∈ ℂ)
4 simpr 488 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → 𝑥 ∈ ℂ)
53, 4subcld 11539 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
6 neg1cn 12177 . . . 4 -1 ∈ ℂ
76a1i 11 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → -1 ∈ ℂ)
8 simpr 488 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → 𝑦 ∈ ℂ)
9 lcmineqlem8.3 . . . . . . 7 (𝜑𝑀 < 𝑁)
10 lcmineqlem8.1 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
1110nnzd 12591 . . . . . . . 8 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
12 lcmineqlem8.2 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
1312nnzd 12591 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
14 znnsub 12614 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝑁𝑀) ∈ ℕ))
1511, 13, 14syl2anc 593 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 < 𝑁 ↔ (𝑁𝑀) ∈ ℕ))
169, 15mpbid 234 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁𝑀) ∈ ℕ)
1716nnnn0d 12539 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁𝑀) ∈ ℕ0)
1817adantr 484 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → (𝑁𝑀) ∈ ℕ0)
198, 18expcld 14156 . . 3 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦↑(𝑁𝑀)) ∈ ℂ)
2012nncnd 12223 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
2120adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℂ)
2210nncnd 12223 . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ ℂ)
2322adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → 𝑀 ∈ ℂ)
2421, 23subcld 11539 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → (𝑁𝑀) ∈ ℂ)
25 nnm1nn0 12519 . . . . . . 7 ((𝑁𝑀) ∈ ℕ → ((𝑁𝑀) − 1) ∈ ℕ0)
2616, 25syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁𝑀) − 1) ∈ ℕ0)
2726adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑁𝑀) − 1) ∈ ℕ0)
28 expcl 14089 . . . . 5 ((𝑦 ∈ ℂ ∧ ((𝑁𝑀) − 1) ∈ ℕ0) → (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
298, 27, 28syl2anc 593 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
3024, 29mulcld 11199 . . 3 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → ((𝑁𝑀) · (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1))) ∈ ℂ)
31 lcmineqlem7 42616 . . . 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 25995 . . . 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 7399 . . 3 (𝑦 = (1 − 𝑥) → (𝑦↑(𝑁𝑀)) = ((1 − 𝑥)↑(𝑁𝑀)))
36 oveq1 7399 . . . 4 (𝑦 = (1 − 𝑥) → (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1)) = ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1)))
3736oveq2d 7408 . . 3 (𝑦 = (1 − 𝑥) → ((𝑁𝑀) · (𝑦↑((𝑁𝑀) − 1))) = ((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
382, 2, 5, 7, 19, 30, 32, 34, 35, 37dvmptco 26014 . 2 (𝜑 → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((1 − 𝑥)↑(𝑁𝑀)))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) · -1)))
3920adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℂ)
4022adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → 𝑀 ∈ ℂ)
4139, 40subcld 11539 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (𝑁𝑀) ∈ ℂ)
42 ax-1cn 11128 . . . . . . . 8 1 ∈ ℂ
43 subcl 11426 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
4442, 43mpan 700 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (1 − 𝑥) ∈ ℂ)
45 expcl 14089 . . . . . . 7 (((1 − 𝑥) ∈ ℂ ∧ ((𝑁𝑀) − 1) ∈ ℕ0) → ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
4644, 26, 45syl2anr 606 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1)) ∈ ℂ)
4741, 46, 7mul32d 11390 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) · -1) = (((𝑁𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
4820, 22subcld 11539 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁𝑀) ∈ ℂ)
496a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → -1 ∈ ℂ)
5048, 49mulcomd 11200 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁𝑀) · -1) = (-1 · (𝑁𝑀)))
5150oveq1d 7407 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝑁𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) = ((-1 · (𝑁𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
5251adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁𝑀) · -1) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) = ((-1 · (𝑁𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
5347, 52eqtrd 2796 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) · -1) = ((-1 · (𝑁𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
5448mulm1d 11636 . . . . . 6 (𝜑 → (-1 · (𝑁𝑀)) = -(𝑁𝑀))
5554adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (-1 · (𝑁𝑀)) = -(𝑁𝑀))
5655oveq1d 7407 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → ((-1 · (𝑁𝑀)) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) = (-(𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
5753, 56eqtrd 2796 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) · -1) = (-(𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))))
5857mpteq2dva 5192 . 2 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1))) · -1)) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (-(𝑁𝑀) · ((1 − 𝑥)↑((𝑁𝑀) − 1)))))
5938, 58eqtrd 2796 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 208  wa 399   = wceq 1559  wcel 2141  {cpr 4583   class class class wbr 5099  cmpt 5180  (class class class)co 7392  cc 11068  cr 11069  1c1 11071   · cmul 11075   < clt 11213  cmin 11411  -cneg 11412  cn 12207  0cn0 12478  cz 12565  cexp 14071   D cdv 25905
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5226  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5321  ax-pr 5389  ax-un 7714  ax-cnex 11126  ax-resscn 11127  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-mulcom 11134  ax-addass 11135  ax-mulass 11136  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rnegex 11141  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143  ax-pre-lttri 11144  ax-pre-lttrn 11145  ax-pre-ltadd 11146  ax-pre-mulgt0 11147  ax-pre-sup 11148  ax-addf 11149
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-tp 4586  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-se 5599  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-isom 6526  df-riota 7349  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-of 7656  df-om 7843  df-1st 7966  df-2nd 7967  df-supp 8136  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-1o 8432  df-2o 8433  df-er 8673  df-map 8805  df-pm 8806  df-ixp 8876  df-en 8924  df-dom 8925  df-sdom 8926  df-fin 8927  df-fsupp 9305  df-fi 9354  df-sup 9385  df-inf 9386  df-oi 9455  df-card 9894  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11413  df-neg 11414  df-div 11842  df-nn 12208  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-5 12280  df-6 12281  df-7 12282  df-8 12283  df-9 12284  df-n0 12479  df-z 12566  df-dec 12686  df-uz 12837  df-q 12947  df-rp 12991  df-xneg 13111  df-xadd 13112  df-xmul 13113  df-icc 13353  df-fz 13510  df-fzo 13657  df-seq 14012  df-exp 14072  df-hash 14341  df-cj 15109  df-re 15110  df-im 15111  df-sqrt 15245  df-abs 15246  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17250  df-plusg 17282  df-mulr 17283  df-starv 17284  df-sca 17285  df-vsca 17286  df-ip 17287  df-tset 17288  df-ple 17289  df-ds 17291  df-unif 17292  df-hom 17293  df-cco 17294  df-rest 17434  df-topn 17435  df-0g 17453  df-gsum 17454  df-topgen 17455  df-pt 17456  df-prds 17459  df-xrs 17515  df-qtop 17520  df-imas 17521  df-xps 17523  df-mre 17597  df-mrc 17598  df-acs 17600  df-mgm 18657  df-sgrp 18736  df-mnd 18752  df-submnd 18801  df-mulg 19093  df-cntz 19340  df-cmn 19805  df-psmet 21396  df-xmet 21397  df-met 21398  df-bl 21399  df-mopn 21400  df-fbas 21401  df-fg 21402  df-cnfld 21405  df-top 22934  df-topon 22951  df-topsp 22973  df-bases 22986  df-cld 23059  df-ntr 23060  df-cls 23061  df-nei 23138  df-lp 23176  df-perf 23177  df-cn 23267  df-cnp 23268  df-haus 23355  df-tx 23602  df-hmeo 23795  df-fil 23886  df-fm 23978  df-flim 23979  df-flf 23980  df-xms 24360  df-ms 24361  df-tms 24362  df-cncf 24920  df-limc 25908  df-dv 25909
This theorem is referenced by:  lcmineqlem10  42619
  Copyright terms: Public domain W3C validator