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Theorem binomfallfaclem2

Description: Lemma for binomfallfac . Inductive step. (Contributed by Scott Fenton, 13-Mar-2018)

Ref Expression
Hypotheses binomfallfaclem.1 ⊢ φ → A ∈ ℂ
binomfallfaclem.2 ⊢ φ → B ∈ ℂ
binomfallfaclem.3 ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
binomfallfaclem.4 ⊢ ψ → A + B N _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _
Assertion binomfallfaclem2 ⊢ φ ∧ ψ → A + B N + 1 _ = ∑ k = 0 N + 1 ( N + 1 k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 binomfallfaclem.1 ⊢ φ → A ∈ ℂ
2 binomfallfaclem.2 ⊢ φ → B ∈ ℂ
3 binomfallfaclem.3 ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
4 binomfallfaclem.4 ⊢ ψ → A + B N _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _
5 elfzelz ⊢ k ∈ 0 … N → k ∈ ℤ
6 bccl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ k ∈ ℤ → ( N k) ∈ ℕ 0
7 3 5 6 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → ( N k) ∈ ℕ 0
8 7 nn0cnd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → ( N k) ∈ ℂ
9 fznn0sub ⊢ k ∈ 0 … N → N − k ∈ ℕ 0
10 fallfaccl ⊢ A ∈ ℂ ∧ N − k ∈ ℕ 0 → A N − k _ ∈ ℂ
11 1 9 10 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ∈ ℂ
12 elfznn0 ⊢ k ∈ 0 … N → k ∈ ℕ 0
13 fallfaccl ⊢ B ∈ ℂ ∧ k ∈ ℕ 0 → B k _ ∈ ℂ
14 2 12 13 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → B k _ ∈ ℂ
15 11 14 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k _ ∈ ℂ
16 1 2 addcld ⊢ φ → A + B ∈ ℂ
17 3 nn0cnd ⊢ φ → N ∈ ℂ
18 16 17 subcld ⊢ φ → A + B - N ∈ ℂ
19 18 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A + B - N ∈ ℂ
20 8 15 19 mulassd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N = ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N
21 9 nn0cnd ⊢ k ∈ 0 … N → N − k ∈ ℂ
22 subcl ⊢ A ∈ ℂ ∧ N − k ∈ ℂ → A − N − k ∈ ℂ
23 1 21 22 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A − N − k ∈ ℂ
24 12 nn0cnd ⊢ k ∈ 0 … N → k ∈ ℂ
25 subcl ⊢ B ∈ ℂ ∧ k ∈ ℂ → B − k ∈ ℂ
26 2 24 25 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → B − k ∈ ℂ
27 15 23 26 adddid ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A − N − k + B - k = A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A − N − k + A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ B − k
28 1 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A ∈ ℂ
29 17 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → N ∈ ℂ
30 28 29 subcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A − N ∈ ℂ
31 24 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → k ∈ ℂ
32 2 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → B ∈ ℂ
33 30 31 32 ppncand ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A − N + k + B − k = A - N + B
34 28 29 31 subsubd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A − N − k = A - N + k
35 34 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A − N − k + B - k = A − N + k + B − k
36 28 32 29 addsubd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A + B - N = A - N + B
37 33 35 36 3eqtr4d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A − N − k + B - k = A + B - N
38 37 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A − N − k + B - k = A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N
39 11 14 23 mul32d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A − N − k = A N − k _ ⁢ A − N − k ⁢ B k _
40 1cnd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → 1 ∈ ℂ
41 29 40 31 addsubd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → N + 1 - k = N - k + 1
42 41 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N + 1 - k _ = A N - k + 1 _
43 fallfacp1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ N − k ∈ ℕ 0 → A N - k + 1 _ = A N − k _ ⁢ A − N − k
44 1 9 43 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N - k + 1 _ = A N − k _ ⁢ A − N − k
45 42 44 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N + 1 - k _ = A N − k _ ⁢ A − N − k
46 45 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = A N − k _ ⁢ A − N − k ⁢ B k _
47 39 46 eqtr4d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A − N − k = A N + 1 - k _ ⁢ B k _
48 11 14 26 mulassd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ B − k = A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ B − k
49 fallfacp1 ⊢ B ∈ ℂ ∧ k ∈ ℕ 0 → B k + 1 _ = B k _ ⁢ B − k
50 2 12 49 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → B k + 1 _ = B k _ ⁢ B − k
51 50 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k + 1 _ = A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ B − k
52 48 51 eqtr4d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ B − k = A N − k _ ⁢ B k + 1 _
53 47 52 oveq12d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A − N − k + A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ B − k = A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + A N − k _ ⁢ B k + 1 _
54 27 38 53 3eqtr3d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N = A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + A N − k _ ⁢ B k + 1 _
55 54 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N = ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + A N − k _ ⁢ B k + 1 _
56 3 nn0zd ⊢ φ → N ∈ ℤ
57 uzid ⊢ N ∈ ℤ → N ∈ ℤ ≥ N
58 peano2uz ⊢ N ∈ ℤ ≥ N → N + 1 ∈ ℤ ≥ N
59 fzss2 ⊢ N + 1 ∈ ℤ ≥ N → 0 … N ⊆ 0 … N + 1
60 56 57 58 59 4syl ⊢ φ → 0 … N ⊆ 0 … N + 1
61 60 sselda ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → k ∈ 0 … N + 1
62 fznn0sub ⊢ k ∈ 0 … N + 1 → N + 1 - k ∈ ℕ 0
63 fallfaccl ⊢ A ∈ ℂ ∧ N + 1 - k ∈ ℕ 0 → A N + 1 - k _ ∈ ℂ
64 1 62 63 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → A N + 1 - k _ ∈ ℂ
65 61 64 syldan ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N + 1 - k _ ∈ ℂ
66 65 14 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N + 1 - k _ ⁢ B k _ ∈ ℂ
67 peano2nn0 ⊢ k ∈ ℕ 0 → k + 1 ∈ ℕ 0
68 12 67 syl ⊢ k ∈ 0 … N → k + 1 ∈ ℕ 0
69 fallfaccl ⊢ B ∈ ℂ ∧ k + 1 ∈ ℕ 0 → B k + 1 _ ∈ ℂ
70 2 68 69 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → B k + 1 _ ∈ ℂ
71 11 70 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → A N − k _ ⁢ B k + 1 _ ∈ ℂ
72 8 66 71 adddid ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + A N − k _ ⁢ B k + 1 _ = ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
73 20 55 72 3eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N = ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
74 73 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
75 74 adantr ⊢ φ ∧ ψ → ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
76 16 3 fallfacp1d ⊢ φ → A + B N + 1 _ = A + B N _ ⁢ A + B - N
77 4 oveq1d ⊢ ψ → A + B N _ ⁢ A + B - N = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N
78 76 77 sylan9eq ⊢ φ ∧ ψ → A + B N + 1 _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N
79 fzfid ⊢ φ → 0 … N ∈ Fin
80 8 15 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ∈ ℂ
81 79 18 80 fsummulc1 ⊢ φ → ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N
82 81 adantr ⊢ φ ∧ ψ → ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N
83 78 82 eqtrd ⊢ φ ∧ ψ → A + B N + 1 _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k _ ⁢ A + B - N
84 elfzelz ⊢ k ∈ 0 … N + 1 → k ∈ ℤ
85 bcpasc ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ k ∈ ℤ → ( N k) + ( N k − 1 ) = ( N + 1 k)
86 3 84 85 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → ( N k) + ( N k − 1 ) = ( N + 1 k)
87 86 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → ( N k) + ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ( N + 1 k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _
88 3 84 6 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → ( N k) ∈ ℕ 0
89 88 nn0cnd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → ( N k) ∈ ℂ
90 peano2zm ⊢ k ∈ ℤ → k − 1 ∈ ℤ
91 84 90 syl ⊢ k ∈ 0 … N + 1 → k − 1 ∈ ℤ
92 bccl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ k − 1 ∈ ℤ → ( N k − 1 ) ∈ ℕ 0
93 3 91 92 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → ( N k − 1 ) ∈ ℕ 0
94 93 nn0cnd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → ( N k − 1 ) ∈ ℂ
95 elfznn0 ⊢ k ∈ 0 … N + 1 → k ∈ ℕ 0
96 2 95 13 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → B k _ ∈ ℂ
97 64 96 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → A N + 1 - k _ ⁢ B k _ ∈ ℂ
98 89 94 97 adddird ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → ( N k) + ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _
99 87 98 eqtr3d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → ( N + 1 k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _
100 99 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ k = 0 N + 1 ( N + 1 k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ k = 0 N + 1 ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _
101 nn0uz ⊢ ℕ 0 = ℤ ≥ 0
102 3 101 eleqtrdi ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ 0
103 89 97 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ ∈ ℂ
104 oveq2 ⊢ k = N + 1 → ( N k) = ( N N + 1 )
105 oveq2 ⊢ k = N + 1 → N + 1 - k = N + 1 - N + 1
106 105 oveq2d ⊢ k = N + 1 → A N + 1 - k _ = A N + 1 - N + 1 _
107 oveq2 ⊢ k = N + 1 → B k _ = B N + 1 _
108 106 107 oveq12d ⊢ k = N + 1 → A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = A N + 1 - N + 1 _ ⁢ B N + 1 _
109 104 108 oveq12d ⊢ k = N + 1 → ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ( N N + 1 ) ⁢ A N + 1 - N + 1 _ ⁢ B N + 1 _
110 102 103 109 fsump1 ⊢ φ → ∑ k = 0 N + 1 ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N N + 1 ) ⁢ A N + 1 - N + 1 _ ⁢ B N + 1 _
111 peano2nn0 ⊢ N ∈ ℕ 0 → N + 1 ∈ ℕ 0
112 3 111 syl ⊢ φ → N + 1 ∈ ℕ 0
113 112 nn0zd ⊢ φ → N + 1 ∈ ℤ
114 3 nn0red ⊢ φ → N ∈ ℝ
115 114 ltp1d ⊢ φ → N < N + 1
116 115 olcd ⊢ φ → N + 1 < 0 ∨ N < N + 1
117 bcval4 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ N + 1 ∈ ℤ ∧ N + 1 < 0 ∨ N < N + 1 → ( N N + 1 ) = 0
118 3 113 116 117 syl3anc ⊢ φ → ( N N + 1 ) = 0
119 118 oveq1d ⊢ φ → ( N N + 1 ) ⁢ A N + 1 - N + 1 _ ⁢ B N + 1 _ = 0 ⋅ A N + 1 - N + 1 _ ⁢ B N + 1 _
120 112 nn0cnd ⊢ φ → N + 1 ∈ ℂ
121 120 subidd ⊢ φ → N + 1 - N + 1 = 0
122 121 oveq2d ⊢ φ → A N + 1 - N + 1 _ = A 0 _
123 0nn0 ⊢ 0 ∈ ℕ 0
124 fallfaccl ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℕ 0 → A 0 _ ∈ ℂ
125 1 123 124 sylancl ⊢ φ → A 0 _ ∈ ℂ
126 122 125 eqeltrd ⊢ φ → A N + 1 - N + 1 _ ∈ ℂ
127 fallfaccl ⊢ B ∈ ℂ ∧ N + 1 ∈ ℕ 0 → B N + 1 _ ∈ ℂ
128 2 112 127 syl2anc ⊢ φ → B N + 1 _ ∈ ℂ
129 126 128 mulcld ⊢ φ → A N + 1 - N + 1 _ ⁢ B N + 1 _ ∈ ℂ
130 129 mul02d ⊢ φ → 0 ⋅ A N + 1 - N + 1 _ ⁢ B N + 1 _ = 0
131 119 130 eqtrd ⊢ φ → ( N N + 1 ) ⁢ A N + 1 - N + 1 _ ⁢ B N + 1 _ = 0
132 131 oveq2d ⊢ φ → ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N N + 1 ) ⁢ A N + 1 - N + 1 _ ⁢ B N + 1 _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + 0
133 61 103 syldan ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ ∈ ℂ
134 79 133 fsumcl ⊢ φ → ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ ∈ ℂ
135 134 addridd ⊢ φ → ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + 0 = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _
136 110 132 135 3eqtrd ⊢ φ → ∑ k = 0 N + 1 ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _
137 112 101 eleqtrdi ⊢ φ → N + 1 ∈ ℤ ≥ 0
138 94 97 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N + 1 → ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ ∈ ℂ
139 oveq1 ⊢ k = 0 → k − 1 = 0 − 1
140 df-neg ⊢ − 1 = 0 − 1
141 139 140 eqtr4di ⊢ k = 0 → k − 1 = − 1
142 141 oveq2d ⊢ k = 0 → ( N k − 1 ) = ( N − 1 )
143 oveq2 ⊢ k = 0 → N + 1 - k = N + 1 - 0
144 143 oveq2d ⊢ k = 0 → A N + 1 - k _ = A N + 1 - 0 _
145 oveq2 ⊢ k = 0 → B k _ = B 0 _
146 144 145 oveq12d ⊢ k = 0 → A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = A N + 1 - 0 _ ⁢ B 0 _
147 142 146 oveq12d ⊢ k = 0 → ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ( N − 1 ) ⁢ A N + 1 - 0 _ ⁢ B 0 _
148 137 138 147 fsum1p ⊢ φ → ∑ k = 0 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ( N − 1 ) ⁢ A N + 1 - 0 _ ⁢ B 0 _ + ∑ k = 0 + 1 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _
149 neg1z ⊢ − 1 ∈ ℤ
150 neg1lt0 ⊢ − 1 < 0
151 150 orci ⊢ − 1 < 0 ∨ N < − 1
152 bcval4 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ − 1 ∈ ℤ ∧ − 1 < 0 ∨ N < − 1 → ( N − 1 ) = 0
153 149 151 152 mp3an23 ⊢ N ∈ ℕ 0 → ( N − 1 ) = 0
154 3 153 syl ⊢ φ → ( N − 1 ) = 0
155 154 oveq1d ⊢ φ → ( N − 1 ) ⁢ A N + 1 - 0 _ ⁢ B 0 _ = 0 ⋅ A N + 1 - 0 _ ⁢ B 0 _
156 120 subid1d ⊢ φ → N + 1 - 0 = N + 1
157 156 oveq2d ⊢ φ → A N + 1 - 0 _ = A N + 1 _
158 fallfaccl ⊢ A ∈ ℂ ∧ N + 1 ∈ ℕ 0 → A N + 1 _ ∈ ℂ
159 1 112 158 syl2anc ⊢ φ → A N + 1 _ ∈ ℂ
160 157 159 eqeltrd ⊢ φ → A N + 1 - 0 _ ∈ ℂ
161 fallfaccl ⊢ B ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℕ 0 → B 0 _ ∈ ℂ
162 2 123 161 sylancl ⊢ φ → B 0 _ ∈ ℂ
163 160 162 mulcld ⊢ φ → A N + 1 - 0 _ ⁢ B 0 _ ∈ ℂ
164 163 mul02d ⊢ φ → 0 ⋅ A N + 1 - 0 _ ⁢ B 0 _ = 0
165 155 164 eqtrd ⊢ φ → ( N − 1 ) ⁢ A N + 1 - 0 _ ⁢ B 0 _ = 0
166 1zzd ⊢ φ → 1 ∈ ℤ
167 0zd ⊢ φ → 0 ∈ ℤ
168 1 2 3 binomfallfaclem1 ⊢ φ ∧ j ∈ 0 … N → ( N j) ⁢ A N − j _ ⁢ B j + 1 _ ∈ ℂ
169 oveq2 ⊢ j = k − 1 → ( N j) = ( N k − 1 )
170 oveq2 ⊢ j = k − 1 → N − j = N − k − 1
171 170 oveq2d ⊢ j = k − 1 → A N − j _ = A N − k − 1 _
172 oveq1 ⊢ j = k − 1 → j + 1 = k - 1 + 1
173 172 oveq2d ⊢ j = k − 1 → B j + 1 _ = B k - 1 + 1 _
174 171 173 oveq12d ⊢ j = k − 1 → A N − j _ ⁢ B j + 1 _ = A N − k − 1 _ ⁢ B k - 1 + 1 _
175 169 174 oveq12d ⊢ j = k − 1 → ( N j) ⁢ A N − j _ ⁢ B j + 1 _ = ( N k − 1 ) ⁢ A N − k − 1 _ ⁢ B k - 1 + 1 _
176 166 167 56 168 175 fsumshft ⊢ φ → ∑ j = 0 N ( N j) ⁢ A N − j _ ⁢ B j + 1 _ = ∑ k = 0 + 1 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N − k − 1 _ ⁢ B k - 1 + 1 _
177 17 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → N ∈ ℂ
178 elfzelz ⊢ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → k ∈ ℤ
179 178 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → k ∈ ℤ
180 179 zcnd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → k ∈ ℂ
181 1cnd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → 1 ∈ ℂ
182 177 180 181 subsub3d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → N − k − 1 = N + 1 - k
183 182 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → A N − k − 1 _ = A N + 1 - k _
184 180 181 npcand ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → k - 1 + 1 = k
185 184 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → B k - 1 + 1 _ = B k _
186 183 185 oveq12d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → A N − k − 1 _ ⁢ B k - 1 + 1 _ = A N + 1 - k _ ⁢ B k _
187 186 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N + 1 → ( N k − 1 ) ⁢ A N − k − 1 _ ⁢ B k - 1 + 1 _ = ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _
188 187 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N − k − 1 _ ⁢ B k - 1 + 1 _ = ∑ k = 0 + 1 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _
189 176 188 eqtr2d ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ j = 0 N ( N j) ⁢ A N − j _ ⁢ B j + 1 _
190 oveq2 ⊢ k = j → ( N k) = ( N j)
191 oveq2 ⊢ k = j → N − k = N − j
192 191 oveq2d ⊢ k = j → A N − k _ = A N − j _
193 oveq1 ⊢ k = j → k + 1 = j + 1
194 193 oveq2d ⊢ k = j → B k + 1 _ = B j + 1 _
195 192 194 oveq12d ⊢ k = j → A N − k _ ⁢ B k + 1 _ = A N − j _ ⁢ B j + 1 _
196 190 195 oveq12d ⊢ k = j → ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _ = ( N j) ⁢ A N − j _ ⁢ B j + 1 _
197 196 cbvsumv ⊢ ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _ = ∑ j = 0 N ( N j) ⁢ A N − j _ ⁢ B j + 1 _
198 189 197 eqtr4di ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
199 165 198 oveq12d ⊢ φ → ( N − 1 ) ⁢ A N + 1 - 0 _ ⁢ B 0 _ + ∑ k = 0 + 1 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = 0 + ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
200 1 2 3 binomfallfaclem1 ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N → ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _ ∈ ℂ
201 79 200 fsumcl ⊢ φ → ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _ ∈ ℂ
202 201 addlidd ⊢ φ → 0 + ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
203 148 199 202 3eqtrd ⊢ φ → ∑ k = 0 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
204 136 203 oveq12d ⊢ φ → ∑ k = 0 N + 1 ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ∑ k = 0 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
205 fzfid ⊢ φ → 0 … N + 1 ∈ Fin
206 205 103 138 fsumadd ⊢ φ → ∑ k = 0 N + 1 ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ k = 0 N + 1 ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ∑ k = 0 N + 1 ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _
207 79 133 200 fsumadd ⊢ φ → ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
208 204 206 207 3eqtr4d ⊢ φ → ∑ k = 0 N + 1 ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k − 1 ) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
209 100 208 eqtrd ⊢ φ → ∑ k = 0 N + 1 ( N + 1 k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
210 209 adantr ⊢ φ ∧ ψ → ∑ k = 0 N + 1 ( N + 1 k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ = ∑ k = 0 N ( N k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _ + ( N k) ⁢ A N − k _ ⁢ B k + 1 _
211 75 83 210 3eqtr4d ⊢ φ ∧ ψ → A + B N + 1 _ = ∑ k = 0 N + 1 ( N + 1 k) ⁢ A N + 1 - k _ ⁢ B k _