Metamath Proof Explorer


Theorem bcprod

Description: A product identity for binomial coefficients. (Contributed by Scott Fenton, 23-Jun-2020)

Ref Expression
Assertion bcprod ⊢ N ∈ ℕ → ∏ k = 1 N − 1 ( N − 1 k) = ∏ k = 1 N − 1 k 2 ⁢ k − N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oveq1 ⊢ m = 1 → m − 1 = 1 − 1
2 1m1e0 ⊢ 1 − 1 = 0
3 1 2 eqtrdi ⊢ m = 1 → m − 1 = 0
4 3 oveq2d ⊢ m = 1 → 1 … m − 1 = 1 … 0
5 fz10 ⊢ 1 … 0 = ∅
6 4 5 eqtrdi ⊢ m = 1 → 1 … m − 1 = ∅
7 3 oveq1d ⊢ m = 1 → ( m − 1 k) = ( 0 k)
8 7 adantr ⊢ m = 1 ∧ k ∈ 1 … m − 1 → ( m − 1 k) = ( 0 k)
9 6 8 prodeq12dv ⊢ m = 1 → ∏ k = 1 m − 1 ( m − 1 k) = ∏ k ∈ ∅ ( 0 k)
10 oveq2 ⊢ m = 1 → 2 ⁢ k − m = 2 ⁢ k − 1
11 10 oveq2d ⊢ m = 1 → k 2 ⁢ k − m = k 2 ⁢ k − 1
12 11 adantr ⊢ m = 1 ∧ k ∈ 1 … m − 1 → k 2 ⁢ k − m = k 2 ⁢ k − 1
13 6 12 prodeq12dv ⊢ m = 1 → ∏ k = 1 m − 1 k 2 ⁢ k − m = ∏ k ∈ ∅ k 2 ⁢ k − 1
14 9 13 eqeq12d ⊢ m = 1 → ∏ k = 1 m − 1 ( m − 1 k) = ∏ k = 1 m − 1 k 2 ⁢ k − m ↔ ∏ k ∈ ∅ ( 0 k) = ∏ k ∈ ∅ k 2 ⁢ k − 1
15 oveq1 ⊢ m = n → m − 1 = n − 1
16 15 oveq2d ⊢ m = n → 1 … m − 1 = 1 … n − 1
17 15 oveq1d ⊢ m = n → ( m − 1 k) = ( n − 1 k)
18 17 adantr ⊢ m = n ∧ k ∈ 1 … m − 1 → ( m − 1 k) = ( n − 1 k)
19 16 18 prodeq12dv ⊢ m = n → ∏ k = 1 m − 1 ( m − 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k)
20 oveq2 ⊢ m = n → 2 ⁢ k − m = 2 ⁢ k − n
21 20 oveq2d ⊢ m = n → k 2 ⁢ k − m = k 2 ⁢ k − n
22 21 adantr ⊢ m = n ∧ k ∈ 1 … m − 1 → k 2 ⁢ k − m = k 2 ⁢ k − n
23 16 22 prodeq12dv ⊢ m = n → ∏ k = 1 m − 1 k 2 ⁢ k − m = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n
24 19 23 eqeq12d ⊢ m = n → ∏ k = 1 m − 1 ( m − 1 k) = ∏ k = 1 m − 1 k 2 ⁢ k − m ↔ ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n
25 oveq1 ⊢ m = n + 1 → m − 1 = n + 1 - 1
26 25 oveq2d ⊢ m = n + 1 → 1 … m − 1 = 1 … n + 1 - 1
27 25 oveq1d ⊢ m = n + 1 → ( m − 1 k) = ( n + 1 - 1 k)
28 27 adantr ⊢ m = n + 1 ∧ k ∈ 1 … m − 1 → ( m − 1 k) = ( n + 1 - 1 k)
29 26 28 prodeq12dv ⊢ m = n + 1 → ∏ k = 1 m − 1 ( m − 1 k) = ∏ k = 1 n + 1 - 1 ( n + 1 - 1 k)
30 oveq2 ⊢ m = n + 1 → 2 ⁢ k − m = 2 ⁢ k − n + 1
31 30 oveq2d ⊢ m = n + 1 → k 2 ⁢ k − m = k 2 ⁢ k − n + 1
32 31 adantr ⊢ m = n + 1 ∧ k ∈ 1 … m − 1 → k 2 ⁢ k − m = k 2 ⁢ k − n + 1
33 26 32 prodeq12dv ⊢ m = n + 1 → ∏ k = 1 m − 1 k 2 ⁢ k − m = ∏ k = 1 n + 1 - 1 k 2 ⁢ k − n + 1
34 29 33 eqeq12d ⊢ m = n + 1 → ∏ k = 1 m − 1 ( m − 1 k) = ∏ k = 1 m − 1 k 2 ⁢ k − m ↔ ∏ k = 1 n + 1 - 1 ( n + 1 - 1 k) = ∏ k = 1 n + 1 - 1 k 2 ⁢ k − n + 1
35 oveq1 ⊢ m = N → m − 1 = N − 1
36 35 oveq2d ⊢ m = N → 1 … m − 1 = 1 … N − 1
37 35 oveq1d ⊢ m = N → ( m − 1 k) = ( N − 1 k)
38 37 adantr ⊢ m = N ∧ k ∈ 1 … m − 1 → ( m − 1 k) = ( N − 1 k)
39 36 38 prodeq12dv ⊢ m = N → ∏ k = 1 m − 1 ( m − 1 k) = ∏ k = 1 N − 1 ( N − 1 k)
40 oveq2 ⊢ m = N → 2 ⁢ k − m = 2 ⁢ k − N
41 40 oveq2d ⊢ m = N → k 2 ⁢ k − m = k 2 ⁢ k − N
42 41 adantr ⊢ m = N ∧ k ∈ 1 … m − 1 → k 2 ⁢ k − m = k 2 ⁢ k − N
43 36 42 prodeq12dv ⊢ m = N → ∏ k = 1 m − 1 k 2 ⁢ k − m = ∏ k = 1 N − 1 k 2 ⁢ k − N
44 39 43 eqeq12d ⊢ m = N → ∏ k = 1 m − 1 ( m − 1 k) = ∏ k = 1 m − 1 k 2 ⁢ k − m ↔ ∏ k = 1 N − 1 ( N − 1 k) = ∏ k = 1 N − 1 k 2 ⁢ k − N
45 prod0 ⊢ ∏ k ∈ ∅ ( 0 k) = 1
46 prod0 ⊢ ∏ k ∈ ∅ k 2 ⁢ k − 1 = 1
47 45 46 eqtr4i ⊢ ∏ k ∈ ∅ ( 0 k) = ∏ k ∈ ∅ k 2 ⁢ k − 1
48 simpr ⊢ n ∈ ℕ ∧ ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n → ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n
49 48 oveq1d ⊢ n ∈ ℕ ∧ ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n → ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) ⁢ n n − 1 n − 1 ! = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n ⁢ n n − 1 n − 1 !
50 nncn ⊢ n ∈ ℕ → n ∈ ℂ
51 1cnd ⊢ n ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ
52 50 51 pncand ⊢ n ∈ ℕ → n + 1 - 1 = n
53 52 oveq2d ⊢ n ∈ ℕ → 1 … n + 1 - 1 = 1 … n
54 52 oveq1d ⊢ n ∈ ℕ → ( n + 1 - 1 k) = ( n k)
55 54 adantr ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n + 1 - 1 → ( n + 1 - 1 k) = ( n k)
56 53 55 prodeq12dv ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n + 1 - 1 ( n + 1 - 1 k) = ∏ k = 1 n ( n k)
57 elnnuz ⊢ n ∈ ℕ ↔ n ∈ ℤ ≥ 1
58 57 biimpi ⊢ n ∈ ℕ → n ∈ ℤ ≥ 1
59 nnnn0 ⊢ n ∈ ℕ → n ∈ ℕ 0
60 elfzelz ⊢ k ∈ 1 … n → k ∈ ℤ
61 bccl ⊢ n ∈ ℕ 0 ∧ k ∈ ℤ → ( n k) ∈ ℕ 0
62 59 60 61 syl2an ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → ( n k) ∈ ℕ 0
63 62 nn0cnd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → ( n k) ∈ ℂ
64 oveq2 ⊢ k = n → ( n k) = ( n n)
65 58 63 64 fprodm1 ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n ( n k) = ∏ k = 1 n − 1 ( n k) ⁢ ( n n)
66 bcnn ⊢ n ∈ ℕ 0 → ( n n) = 1
67 59 66 syl ⊢ n ∈ ℕ → ( n n) = 1
68 67 oveq2d ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 ( n k) ⁢ ( n n) = ∏ k = 1 n − 1 ( n k) ⋅ 1
69 fzfid ⊢ n ∈ ℕ → 1 … n − 1 ∈ Fin
70 elfzelz ⊢ k ∈ 1 … n − 1 → k ∈ ℤ
71 59 70 61 syl2an ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → ( n k) ∈ ℕ 0
72 71 nn0cnd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → ( n k) ∈ ℂ
73 69 72 fprodcl ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 ( n k) ∈ ℂ
74 73 mulridd ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 ( n k) ⋅ 1 = ∏ k = 1 n − 1 ( n k)
75 fz1ssfz0 ⊢ 1 … n − 1 ⊆ 0 … n − 1
76 75 sseli ⊢ k ∈ 1 … n − 1 → k ∈ 0 … n − 1
77 bcm1nt ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 0 … n − 1 → ( n k) = ( n − 1 k) ⁢ n n − k
78 76 77 sylan2 ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → ( n k) = ( n − 1 k) ⁢ n n − k
79 78 prodeq2dv ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 ( n k) = ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) ⁢ n n − k
80 nnm1nn0 ⊢ n ∈ ℕ → n − 1 ∈ ℕ 0
81 bccl ⊢ n − 1 ∈ ℕ 0 ∧ k ∈ ℤ → ( n − 1 k) ∈ ℕ 0
82 80 70 81 syl2an ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → ( n − 1 k) ∈ ℕ 0
83 82 nn0cnd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → ( n − 1 k) ∈ ℂ
84 50 adantr ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n ∈ ℂ
85 elfznn ⊢ k ∈ 1 … n − 1 → k ∈ ℕ
86 85 adantl ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k ∈ ℕ
87 86 nnred ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k ∈ ℝ
88 80 adantr ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n − 1 ∈ ℕ 0
89 88 nn0red ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n − 1 ∈ ℝ
90 nnre ⊢ n ∈ ℕ → n ∈ ℝ
91 90 adantr ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n ∈ ℝ
92 elfzle2 ⊢ k ∈ 1 … n − 1 → k ≤ n − 1
93 92 adantl ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k ≤ n − 1
94 91 ltm1d ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n − 1 < n
95 87 89 91 93 94 lelttrd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k < n
96 simpl ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n ∈ ℕ
97 nnsub ⊢ k ∈ ℕ ∧ n ∈ ℕ → k < n ↔ n − k ∈ ℕ
98 86 96 97 syl2anc ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k < n ↔ n − k ∈ ℕ
99 95 98 mpbid ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n − k ∈ ℕ
100 99 nncnd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n − k ∈ ℂ
101 99 nnne0d ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n − k ≠ 0
102 84 100 101 divcld ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n n − k ∈ ℂ
103 69 83 102 fprodmul ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) ⁢ n n − k = ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) ⁢ ∏ k = 1 n − 1 n n − k
104 69 84 100 101 fproddiv ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 n n − k = ∏ k = 1 n − 1 n ∏ k = 1 n − 1 n − k
105 fzfi ⊢ 1 … n − 1 ∈ Fin
106 fprodconst ⊢ 1 … n − 1 ∈ Fin ∧ n ∈ ℂ → ∏ k = 1 n − 1 n = n 1 … n − 1
107 105 50 106 sylancr ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 n = n 1 … n − 1
108 hashfz1 ⊢ n − 1 ∈ ℕ 0 → 1 … n − 1 = n − 1
109 80 108 syl ⊢ n ∈ ℕ → 1 … n − 1 = n − 1
110 109 oveq2d ⊢ n ∈ ℕ → n 1 … n − 1 = n n − 1
111 107 110 eqtr2d ⊢ n ∈ ℕ → n n − 1 = ∏ k = 1 n − 1 n
112 fprodfac ⊢ n − 1 ∈ ℕ 0 → n − 1 ! = ∏ j = 1 n − 1 j
113 80 112 syl ⊢ n ∈ ℕ → n − 1 ! = ∏ j = 1 n − 1 j
114 nnz ⊢ n ∈ ℕ → n ∈ ℤ
115 1zzd ⊢ n ∈ ℕ → 1 ∈ ℤ
116 80 nn0zd ⊢ n ∈ ℕ → n − 1 ∈ ℤ
117 elfznn ⊢ j ∈ 1 … n − 1 → j ∈ ℕ
118 117 adantl ⊢ n ∈ ℕ ∧ j ∈ 1 … n − 1 → j ∈ ℕ
119 118 nncnd ⊢ n ∈ ℕ ∧ j ∈ 1 … n − 1 → j ∈ ℂ
120 id ⊢ j = n − k → j = n − k
121 114 115 116 119 120 fprodrev ⊢ n ∈ ℕ → ∏ j = 1 n − 1 j = ∏ k = n − n − 1 n − 1 n − k
122 50 51 nncand ⊢ n ∈ ℕ → n − n − 1 = 1
123 122 oveq1d ⊢ n ∈ ℕ → n − n − 1 … n − 1 = 1 … n − 1
124 123 prodeq1d ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = n − n − 1 n − 1 n − k = ∏ k = 1 n − 1 n − k
125 113 121 124 3eqtrd ⊢ n ∈ ℕ → n − 1 ! = ∏ k = 1 n − 1 n − k
126 111 125 oveq12d ⊢ n ∈ ℕ → n n − 1 n − 1 ! = ∏ k = 1 n − 1 n ∏ k = 1 n − 1 n − k
127 104 126 eqtr4d ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 n n − k = n n − 1 n − 1 !
128 127 oveq2d ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) ⁢ ∏ k = 1 n − 1 n n − k = ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) ⁢ n n − 1 n − 1 !
129 79 103 128 3eqtrd ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 ( n k) = ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) ⁢ n n − 1 n − 1 !
130 68 74 129 3eqtrd ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 ( n k) ⁢ ( n n) = ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) ⁢ n n − 1 n − 1 !
131 56 65 130 3eqtrd ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n + 1 - 1 ( n + 1 - 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) ⁢ n n − 1 n − 1 !
132 131 adantr ⊢ n ∈ ℕ ∧ ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n → ∏ k = 1 n + 1 - 1 ( n + 1 - 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) ⁢ n n − 1 n − 1 !
133 53 prodeq1d ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n + 1 - 1 k 2 ⁢ k − n + 1 = ∏ k = 1 n k 2 ⁢ k − n + 1
134 elfznn ⊢ k ∈ 1 … n → k ∈ ℕ
135 134 adantl ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → k ∈ ℕ
136 135 nncnd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → k ∈ ℂ
137 135 nnne0d ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → k ≠ 0
138 2nn ⊢ 2 ∈ ℕ
139 138 a1i ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → 2 ∈ ℕ
140 139 135 nnmulcld ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → 2 ⁢ k ∈ ℕ
141 140 nnzd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → 2 ⁢ k ∈ ℤ
142 peano2nn ⊢ n ∈ ℕ → n + 1 ∈ ℕ
143 142 adantr ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → n + 1 ∈ ℕ
144 143 nnzd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → n + 1 ∈ ℤ
145 141 144 zsubcld ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → 2 ⁢ k − n + 1 ∈ ℤ
146 136 137 145 expclzd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → k 2 ⁢ k − n + 1 ∈ ℂ
147 id ⊢ k = n → k = n
148 oveq2 ⊢ k = n → 2 ⁢ k = 2 ⁢ n
149 148 oveq1d ⊢ k = n → 2 ⁢ k − n + 1 = 2 ⁢ n − n + 1
150 147 149 oveq12d ⊢ k = n → k 2 ⁢ k − n + 1 = n 2 ⁢ n − n + 1
151 58 146 150 fprodm1 ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n k 2 ⁢ k − n + 1 = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n + 1 ⁢ n 2 ⁢ n − n + 1
152 86 nncnd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k ∈ ℂ
153 86 nnne0d ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k ≠ 0
154 138 a1i ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → 2 ∈ ℕ
155 154 86 nnmulcld ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → 2 ⁢ k ∈ ℕ
156 155 nnzd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → 2 ⁢ k ∈ ℤ
157 114 adantr ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → n ∈ ℤ
158 156 157 zsubcld ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → 2 ⁢ k − n ∈ ℤ
159 152 153 158 expclzd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k 2 ⁢ k − n ∈ ℂ
160 69 159 152 153 fproddiv ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n k = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n ∏ k = 1 n − 1 k
161 155 nncnd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → 2 ⁢ k ∈ ℂ
162 1cnd ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → 1 ∈ ℂ
163 161 84 162 subsub4d ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → 2 ⁢ k - n - 1 = 2 ⁢ k − n + 1
164 163 oveq2d ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k 2 ⁢ k - n - 1 = k 2 ⁢ k − n + 1
165 152 153 158 expm1d ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k 2 ⁢ k - n - 1 = k 2 ⁢ k − n k
166 164 165 eqtr3d ⊢ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n − 1 → k 2 ⁢ k − n + 1 = k 2 ⁢ k − n k
167 166 prodeq2dv ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n + 1 = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n k
168 fprodfac ⊢ n − 1 ∈ ℕ 0 → n − 1 ! = ∏ k = 1 n − 1 k
169 80 168 syl ⊢ n ∈ ℕ → n − 1 ! = ∏ k = 1 n − 1 k
170 169 oveq2d ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n n − 1 ! = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n ∏ k = 1 n − 1 k
171 160 167 170 3eqtr4d ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n + 1 = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n n − 1 !
172 138 a1i ⊢ n ∈ ℕ → 2 ∈ ℕ
173 id ⊢ n ∈ ℕ → n ∈ ℕ
174 172 173 nnmulcld ⊢ n ∈ ℕ → 2 ⁢ n ∈ ℕ
175 174 nncnd ⊢ n ∈ ℕ → 2 ⁢ n ∈ ℂ
176 175 50 51 subsub4d ⊢ n ∈ ℕ → 2 ⁢ n - n - 1 = 2 ⁢ n − n + 1
177 50 2timesd ⊢ n ∈ ℕ → 2 ⁢ n = n + n
178 50 50 177 mvrladdd ⊢ n ∈ ℕ → 2 ⁢ n − n = n
179 178 oveq1d ⊢ n ∈ ℕ → 2 ⁢ n - n - 1 = n − 1
180 176 179 eqtr3d ⊢ n ∈ ℕ → 2 ⁢ n − n + 1 = n − 1
181 180 oveq2d ⊢ n ∈ ℕ → n 2 ⁢ n − n + 1 = n n − 1
182 171 181 oveq12d ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n + 1 ⁢ n 2 ⁢ n − n + 1 = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n n − 1 ! ⁢ n n − 1
183 69 159 fprodcl ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n ∈ ℂ
184 faccl ⊢ n − 1 ∈ ℕ 0 → n − 1 ! ∈ ℕ
185 80 184 syl ⊢ n ∈ ℕ → n − 1 ! ∈ ℕ
186 185 nncnd ⊢ n ∈ ℕ → n − 1 ! ∈ ℂ
187 50 80 expcld ⊢ n ∈ ℕ → n n − 1 ∈ ℂ
188 185 nnne0d ⊢ n ∈ ℕ → n − 1 ! ≠ 0
189 183 186 187 188 div32d ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n n − 1 ! ⁢ n n − 1 = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n ⁢ n n − 1 n − 1 !
190 182 189 eqtrd ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n + 1 ⁢ n 2 ⁢ n − n + 1 = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n ⁢ n n − 1 n − 1 !
191 133 151 190 3eqtrd ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n + 1 - 1 k 2 ⁢ k − n + 1 = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n ⁢ n n − 1 n − 1 !
192 191 adantr ⊢ n ∈ ℕ ∧ ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n → ∏ k = 1 n + 1 - 1 k 2 ⁢ k − n + 1 = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n ⁢ n n − 1 n − 1 !
193 49 132 192 3eqtr4d ⊢ n ∈ ℕ ∧ ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n → ∏ k = 1 n + 1 - 1 ( n + 1 - 1 k) = ∏ k = 1 n + 1 - 1 k 2 ⁢ k − n + 1
194 193 ex ⊢ n ∈ ℕ → ∏ k = 1 n − 1 ( n − 1 k) = ∏ k = 1 n − 1 k 2 ⁢ k − n → ∏ k = 1 n + 1 - 1 ( n + 1 - 1 k) = ∏ k = 1 n + 1 - 1 k 2 ⁢ k − n + 1
195 14 24 34 44 47 194 nnind ⊢ N ∈ ℕ → ∏ k = 1 N − 1 ( N − 1 k) = ∏ k = 1 N − 1 k 2 ⁢ k − N