Metamath Proof Explorer


Theorem binomcxplemwb

Description: Lemma for binomcxp . The lemma in the Wikibooks proof. (Contributed by Steve Rodriguez, 22-Apr-2020)

Ref Expression
Hypotheses binomcxplem.c ⊢ φ → C ∈ ℂ
binomcxplem.k ⊢ φ → K ∈ ℕ
Assertion binomcxplemwb ⊢ φ → C − K ⁢ C C 𝑐 K + C − K − 1 ⁢ C C 𝑐 K − 1 = C ⁢ C C 𝑐 K

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 binomcxplem.c ⊢ φ → C ∈ ℂ
2 binomcxplem.k ⊢ φ → K ∈ ℕ
3 2 nncnd ⊢ φ → K ∈ ℂ
4 1 3 npcand ⊢ φ → C - K + K = C
5 4 oveq1d ⊢ φ → C - K + K ⁢ C K _ = C ⁢ C K _
6 1 3 subcld ⊢ φ → C − K ∈ ℂ
7 2 nnnn0d ⊢ φ → K ∈ ℕ 0
8 fallfaccl ⊢ C ∈ ℂ ∧ K ∈ ℕ 0 → C K _ ∈ ℂ
9 1 7 8 syl2anc ⊢ φ → C K _ ∈ ℂ
10 6 3 9 adddird ⊢ φ → C - K + K ⁢ C K _ = C − K ⁢ C K _ + K ⁢ C K _
11 5 10 eqtr3d ⊢ φ → C ⁢ C K _ = C − K ⁢ C K _ + K ⁢ C K _
12 11 oveq1d ⊢ φ → C ⁢ C K _ K ! = C − K ⁢ C K _ + K ⁢ C K _ K !
13 1 7 bccval ⊢ φ → C C 𝑐 K = C K _ K !
14 13 oveq2d ⊢ φ → C ⁢ C C 𝑐 K = C ⁢ C K _ K !
15 faccl ⊢ K ∈ ℕ 0 → K ! ∈ ℕ
16 15 nncnd ⊢ K ∈ ℕ 0 → K ! ∈ ℂ
17 7 16 syl ⊢ φ → K ! ∈ ℂ
18 facne0 ⊢ K ∈ ℕ 0 → K ! ≠ 0
19 7 18 syl ⊢ φ → K ! ≠ 0
20 1 9 17 19 divassd ⊢ φ → C ⁢ C K _ K ! = C ⁢ C K _ K !
21 14 20 eqtr4d ⊢ φ → C ⁢ C C 𝑐 K = C ⁢ C K _ K !
22 6 9 17 19 divassd ⊢ φ → C − K ⁢ C K _ K ! = C − K ⁢ C K _ K !
23 22 oveq1d ⊢ φ → C − K ⁢ C K _ K ! + K ⁢ C K _ K ! = C − K ⁢ C K _ K ! + K ⁢ C K _ K !
24 6 9 mulcld ⊢ φ → C − K ⁢ C K _ ∈ ℂ
25 3 9 mulcld ⊢ φ → K ⁢ C K _ ∈ ℂ
26 24 25 17 19 divdird ⊢ φ → C − K ⁢ C K _ + K ⁢ C K _ K ! = C − K ⁢ C K _ K ! + K ⁢ C K _ K !
27 13 oveq2d ⊢ φ → C − K ⁢ C C 𝑐 K = C − K ⁢ C K _ K !
28 nnm1nn0 ⊢ K ∈ ℕ → K − 1 ∈ ℕ 0
29 2 28 syl ⊢ φ → K − 1 ∈ ℕ 0
30 faccl ⊢ K − 1 ∈ ℕ 0 → K − 1 ! ∈ ℕ
31 30 nncnd ⊢ K − 1 ∈ ℕ 0 → K − 1 ! ∈ ℂ
32 29 31 syl ⊢ φ → K − 1 ! ∈ ℂ
33 facne0 ⊢ K − 1 ∈ ℕ 0 → K − 1 ! ≠ 0
34 29 33 syl ⊢ φ → K − 1 ! ≠ 0
35 2 nnne0d ⊢ φ → K ≠ 0
36 9 32 3 34 35 divcan5d ⊢ φ → K ⁢ C K _ K ⁢ K − 1 ! = C K _ K − 1 !
37 1cnd ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
38 3 37 npcand ⊢ φ → K - 1 + 1 = K
39 38 fveq2d ⊢ φ → K - 1 + 1 ! = K !
40 38 oveq2d ⊢ φ → K − 1 ! ⁢ K - 1 + 1 = K − 1 ! ⁢ K
41 facp1 ⊢ K − 1 ∈ ℕ 0 → K - 1 + 1 ! = K − 1 ! ⁢ K - 1 + 1
42 29 41 syl ⊢ φ → K - 1 + 1 ! = K − 1 ! ⁢ K - 1 + 1
43 3 32 mulcomd ⊢ φ → K ⁢ K − 1 ! = K − 1 ! ⁢ K
44 40 42 43 3eqtr4d ⊢ φ → K - 1 + 1 ! = K ⁢ K − 1 !
45 39 44 eqtr3d ⊢ φ → K ! = K ⁢ K − 1 !
46 45 oveq2d ⊢ φ → K ⁢ C K _ K ! = K ⁢ C K _ K ⁢ K − 1 !
47 3 37 subcld ⊢ φ → K − 1 ∈ ℂ
48 1 47 subcld ⊢ φ → C − K − 1 ∈ ℂ
49 fallfaccl ⊢ C ∈ ℂ ∧ K − 1 ∈ ℕ 0 → C K − 1 _ ∈ ℂ
50 1 29 49 syl2anc ⊢ φ → C K − 1 _ ∈ ℂ
51 48 50 32 34 divassd ⊢ φ → C − K − 1 ⁢ C K − 1 _ K − 1 ! = C − K − 1 ⁢ C K − 1 _ K − 1 !
52 38 oveq2d ⊢ φ → C K - 1 + 1 _ = C K _
53 fallfacp1 ⊢ C ∈ ℂ ∧ K − 1 ∈ ℕ 0 → C K - 1 + 1 _ = C K − 1 _ ⁢ C − K − 1
54 1 29 53 syl2anc ⊢ φ → C K - 1 + 1 _ = C K − 1 _ ⁢ C − K − 1
55 52 54 eqtr3d ⊢ φ → C K _ = C K − 1 _ ⁢ C − K − 1
56 48 50 mulcomd ⊢ φ → C − K − 1 ⁢ C K − 1 _ = C K − 1 _ ⁢ C − K − 1
57 55 56 eqtr4d ⊢ φ → C K _ = C − K − 1 ⁢ C K − 1 _
58 57 oveq1d ⊢ φ → C K _ K − 1 ! = C − K − 1 ⁢ C K − 1 _ K − 1 !
59 1 29 bccval ⊢ φ → C C 𝑐 K − 1 = C K − 1 _ K − 1 !
60 59 oveq2d ⊢ φ → C − K − 1 ⁢ C C 𝑐 K − 1 = C − K − 1 ⁢ C K − 1 _ K − 1 !
61 51 58 60 3eqtr4rd ⊢ φ → C − K − 1 ⁢ C C 𝑐 K − 1 = C K _ K − 1 !
62 36 46 61 3eqtr4rd ⊢ φ → C − K − 1 ⁢ C C 𝑐 K − 1 = K ⁢ C K _ K !
63 27 62 oveq12d ⊢ φ → C − K ⁢ C C 𝑐 K + C − K − 1 ⁢ C C 𝑐 K − 1 = C − K ⁢ C K _ K ! + K ⁢ C K _ K !
64 23 26 63 3eqtr4rd ⊢ φ → C − K ⁢ C C 𝑐 K + C − K − 1 ⁢ C C 𝑐 K − 1 = C − K ⁢ C K _ + K ⁢ C K _ K !
65 12 21 64 3eqtr4rd ⊢ φ → C − K ⁢ C C 𝑐 K + C − K − 1 ⁢ C C 𝑐 K − 1 = C ⁢ C C 𝑐 K