Metamath Proof Explorer


Theorem lcmineqlem10

Description: Induction step of lcmineqlem13 (deduction form). (Contributed by metakunt, 12-May-2024)

Ref Expression
Hypotheses lcmineqlem10.1 ⊢ φ → M ∈ ℕ
lcmineqlem10.2 ⊢ φ → N ∈ ℕ
lcmineqlem10.3 ⊢ φ → M < N
Assertion lcmineqlem10 ⊢ φ → ∫ 0 1 x M + 1 - 1 ⁢ 1 − x N − M + 1 dx = M N − M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcmineqlem10.1 ⊢ φ → M ∈ ℕ
2 lcmineqlem10.2 ⊢ φ → N ∈ ℕ
3 lcmineqlem10.3 ⊢ φ → M < N
4 2 nncnd ⊢ φ → N ∈ ℂ
5 1 nncnd ⊢ φ → M ∈ ℂ
6 4 5 subcld ⊢ φ → N − M ∈ ℂ
7 elunitcn ⊢ x ∈ 0 1 → x ∈ ℂ
8 1 nnnn0d ⊢ φ → M ∈ ℕ 0
9 expcl ⊢ x ∈ ℂ ∧ M ∈ ℕ 0 → x M ∈ ℂ
10 8 9 sylan2 ⊢ x ∈ ℂ ∧ φ → x M ∈ ℂ
11 10 ancoms ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → x M ∈ ℂ
12 7 11 sylan2 ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → x M ∈ ℂ
13 1cnd ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → 1 ∈ ℂ
14 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → x ∈ ℂ
15 13 14 subcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → 1 − x ∈ ℂ
16 1 nnzd ⊢ φ → M ∈ ℤ
17 2 nnzd ⊢ φ → N ∈ ℤ
18 znnsub ⊢ M ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ → M < N ↔ N − M ∈ ℕ
19 16 17 18 syl2anc ⊢ φ → M < N ↔ N − M ∈ ℕ
20 3 19 mpbid ⊢ φ → N − M ∈ ℕ
21 nnm1nn0 ⊢ N − M ∈ ℕ → N - M - 1 ∈ ℕ 0
22 20 21 syl ⊢ φ → N - M - 1 ∈ ℕ 0
23 22 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → N - M - 1 ∈ ℕ 0
24 15 23 expcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → 1 − x N - M - 1 ∈ ℂ
25 7 24 sylan2 ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → 1 − x N - M - 1 ∈ ℂ
26 12 25 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → x M ⁢ 1 − x N - M - 1 ∈ ℂ
27 0red ⊢ φ → 0 ∈ ℝ
28 1red ⊢ φ → 1 ∈ ℝ
29 expcncf ⊢ M ∈ ℕ 0 → x ∈ ℂ ⟼ x M : ℂ ⟶cn ℂ
30 8 29 syl ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ x M : ℂ ⟶cn ℂ
31 1nn ⊢ 1 ∈ ℕ
32 31 a1i ⊢ φ → 1 ∈ ℕ
33 20 nnge1d ⊢ φ → 1 ≤ N − M
34 32 20 33 lcmineqlem9 ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ 1 − x N - M - 1 : ℂ ⟶cn ℂ
35 30 34 mulcncf ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ x M ⁢ 1 − x N - M - 1 : ℂ ⟶cn ℂ
36 35 resclunitintvd ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ x M ⁢ 1 − x N - M - 1 : 0 1 ⟶cn ℂ
37 cnicciblnc ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ x ∈ 0 1 ⟼ x M ⁢ 1 − x N - M - 1 : 0 1 ⟶cn ℂ → x ∈ 0 1 ⟼ x M ⁢ 1 − x N - M - 1 ∈ 𝐿 1
38 27 28 36 37 syl3anc ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ x M ⁢ 1 − x N - M - 1 ∈ 𝐿 1
39 26 38 itgcl ⊢ φ → ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx ∈ ℂ
40 6 39 mulneg1d ⊢ φ → − N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = − N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx
41 6 negcld ⊢ φ → − N − M ∈ ℂ
42 41 26 38 itgmulc2 ⊢ φ → − N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = ∫ 0 1 − N − M ⁢ x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx
43 4 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → N ∈ ℂ
44 5 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → M ∈ ℂ
45 43 44 subcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → N − M ∈ ℂ
46 45 negcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → − N − M ∈ ℂ
47 11 46 24 mul12d ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 = − N − M ⁢ x M ⁢ 1 − x N - M - 1
48 7 47 sylan2 ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 = − N − M ⁢ x M ⁢ 1 − x N - M - 1
49 48 itgeq2dv ⊢ φ → ∫ 0 1 x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = ∫ 0 1 − N − M ⁢ x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx
50 4 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → N ∈ ℂ
51 5 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → M ∈ ℂ
52 50 51 subcld ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → N − M ∈ ℂ
53 52 negcld ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → − N − M ∈ ℂ
54 53 25 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 ∈ ℂ
55 12 54 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 ∈ ℂ
56 27 28 55 itgioo ⊢ φ → ∫ 0 1 x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = ∫ 0 1 x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx
57 0le1 ⊢ 0 ≤ 1
58 57 a1i ⊢ φ → 0 ≤ 1
59 30 resclunitintvd ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ x M : 0 1 ⟶cn ℂ
60 1 nnred ⊢ φ → M ∈ ℝ
61 2 nnred ⊢ φ → N ∈ ℝ
62 ltle ⊢ M ∈ ℝ ∧ N ∈ ℝ → M < N → M ≤ N
63 60 61 62 syl2anc ⊢ φ → M < N → M ≤ N
64 3 63 mpd ⊢ φ → M ≤ N
65 1 2 64 lcmineqlem9 ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ 1 − x N − M : ℂ ⟶cn ℂ
66 65 resclunitintvd ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ 1 − x N − M : 0 1 ⟶cn ℂ
67 ssid ⊢ ℂ ⊆ ℂ
68 cncfmptc ⊢ M ∈ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ M : ℂ ⟶cn ℂ
69 67 67 68 mp3an23 ⊢ M ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ M : ℂ ⟶cn ℂ
70 5 69 syl ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ M : ℂ ⟶cn ℂ
71 70 resopunitintvd ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ M : 0 1 ⟶cn ℂ
72 nnm1nn0 ⊢ M ∈ ℕ → M − 1 ∈ ℕ 0
73 expcncf ⊢ M − 1 ∈ ℕ 0 → x ∈ ℂ ⟼ x M − 1 : ℂ ⟶cn ℂ
74 1 72 73 3syl ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ x M − 1 : ℂ ⟶cn ℂ
75 74 resopunitintvd ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ x M − 1 : 0 1 ⟶cn ℂ
76 71 75 mulcncf ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ M ⁢ x M − 1 : 0 1 ⟶cn ℂ
77 cncfmptc ⊢ − N − M ∈ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ − N − M : ℂ ⟶cn ℂ
78 67 67 77 mp3an23 ⊢ − N − M ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ − N − M : ℂ ⟶cn ℂ
79 41 78 syl ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ − N − M : ℂ ⟶cn ℂ
80 79 resopunitintvd ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ − N − M : 0 1 ⟶cn ℂ
81 34 resopunitintvd ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ 1 − x N - M - 1 : 0 1 ⟶cn ℂ
82 80 81 mulcncf ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 : 0 1 ⟶cn ℂ
83 ioossicc ⊢ 0 1 ⊆ 0 1
84 83 a1i ⊢ φ → 0 1 ⊆ 0 1
85 ioombl ⊢ 0 1 ∈ dom ⁡ vol
86 85 a1i ⊢ φ → 0 1 ∈ dom ⁡ vol
87 79 34 mulcncf ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 : ℂ ⟶cn ℂ
88 30 87 mulcncf ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 : ℂ ⟶cn ℂ
89 88 resclunitintvd ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 : 0 1 ⟶cn ℂ
90 cnicciblnc ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ x ∈ 0 1 ⟼ x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 : 0 1 ⟶cn ℂ → x ∈ 0 1 ⟼ x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 ∈ 𝐿 1
91 27 28 89 90 syl3anc ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 ∈ 𝐿 1
92 84 86 55 91 iblss ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 ∈ 𝐿 1
93 1 72 syl ⊢ φ → M − 1 ∈ ℕ 0
94 expcl ⊢ x ∈ ℂ ∧ M − 1 ∈ ℕ 0 → x M − 1 ∈ ℂ
95 93 94 sylan2 ⊢ x ∈ ℂ ∧ φ → x M − 1 ∈ ℂ
96 95 ancoms ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → x M − 1 ∈ ℂ
97 7 96 sylan2 ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → x M − 1 ∈ ℂ
98 51 97 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → M ⁢ x M − 1 ∈ ℂ
99 20 nnnn0d ⊢ φ → N − M ∈ ℕ 0
100 99 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → N − M ∈ ℕ 0
101 15 100 expcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → 1 − x N − M ∈ ℂ
102 7 101 sylan2 ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → 1 − x N − M ∈ ℂ
103 98 102 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M ∈ ℂ
104 70 74 mulcncf ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ M ⁢ x M − 1 : ℂ ⟶cn ℂ
105 104 65 mulcncf ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M : ℂ ⟶cn ℂ
106 105 resclunitintvd ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M : 0 1 ⟶cn ℂ
107 cnicciblnc ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ x ∈ 0 1 ⟼ M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M : 0 1 ⟶cn ℂ → x ∈ 0 1 ⟼ M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M ∈ 𝐿 1
108 27 28 106 107 syl3anc ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M ∈ 𝐿 1
109 84 86 103 108 iblss ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M ∈ 𝐿 1
110 dvexp ⊢ M ∈ ℕ → dx ∈ ℂ x M d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ M ⁢ x M − 1
111 1 110 syl ⊢ φ → dx ∈ ℂ x M d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ M ⁢ x M − 1
112 44 96 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → M ⁢ x M − 1 ∈ ℂ
113 111 11 112 resdvopclptsd ⊢ φ → dx ∈ 0 1 x M d ℝ x = x ∈ 0 1 ⟼ M ⁢ x M − 1
114 1 2 3 lcmineqlem8 ⊢ φ → dx ∈ ℂ 1 − x N − M d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1
115 46 24 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 ∈ ℂ
116 114 101 115 resdvopclptsd ⊢ φ → dx ∈ 0 1 1 − x N − M d ℝ x = x ∈ 0 1 ⟼ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1
117 oveq1 ⊢ x = 0 → x M = 0 M
118 117 adantl ⊢ φ ∧ x = 0 → x M = 0 M
119 1 0expd ⊢ φ → 0 M = 0
120 119 adantr ⊢ φ ∧ x = 0 → 0 M = 0
121 118 120 eqtrd ⊢ φ ∧ x = 0 → x M = 0
122 121 oveq1d ⊢ φ ∧ x = 0 → x M ⁢ 1 − x N − M = 0 ⋅ 1 − x N − M
123 0cn ⊢ 0 ∈ ℂ
124 eleq1 ⊢ x = 0 → x ∈ ℂ ↔ 0 ∈ ℂ
125 123 124 mpbiri ⊢ x = 0 → x ∈ ℂ
126 101 mul02d ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → 0 ⋅ 1 − x N − M = 0
127 125 126 sylan2 ⊢ φ ∧ x = 0 → 0 ⋅ 1 − x N − M = 0
128 122 127 eqtrd ⊢ φ ∧ x = 0 → x M ⁢ 1 − x N − M = 0
129 oveq2 ⊢ x = 1 → 1 − x = 1 − 1
130 1m1e0 ⊢ 1 − 1 = 0
131 129 130 eqtrdi ⊢ x = 1 → 1 − x = 0
132 131 oveq1d ⊢ x = 1 → 1 − x N − M = 0 N − M
133 132 adantl ⊢ φ ∧ x = 1 → 1 − x N − M = 0 N − M
134 20 0expd ⊢ φ → 0 N − M = 0
135 134 adantr ⊢ φ ∧ x = 1 → 0 N − M = 0
136 133 135 eqtrd ⊢ φ ∧ x = 1 → 1 − x N − M = 0
137 136 oveq2d ⊢ φ ∧ x = 1 → x M ⁢ 1 − x N − M = x M ⋅ 0
138 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
139 eleq1 ⊢ x = 1 → x ∈ ℂ ↔ 1 ∈ ℂ
140 138 139 mpbiri ⊢ x = 1 → x ∈ ℂ
141 11 mul01d ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → x M ⋅ 0 = 0
142 140 141 sylan2 ⊢ φ ∧ x = 1 → x M ⋅ 0 = 0
143 137 142 eqtrd ⊢ φ ∧ x = 1 → x M ⁢ 1 − x N − M = 0
144 27 28 58 59 66 76 82 92 109 113 116 128 143 itgparts ⊢ φ → ∫ 0 1 x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = 0 - 0 - ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
145 56 144 eqtr3d ⊢ φ → ∫ 0 1 x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = 0 - 0 - ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
146 27 28 103 itgioo ⊢ φ → ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx = ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
147 146 oveq2d ⊢ φ → 0 - 0 - ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx = 0 - 0 - ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
148 145 147 eqtrd ⊢ φ → ∫ 0 1 x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = 0 - 0 - ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
149 0m0e0 ⊢ 0 − 0 = 0
150 149 oveq1i ⊢ 0 - 0 - ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx = 0 − ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
151 148 150 eqtrdi ⊢ φ → ∫ 0 1 x M ⁢ − N − M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = 0 − ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
152 49 151 eqtr3d ⊢ φ → ∫ 0 1 − N − M ⁢ x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = 0 − ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
153 42 152 eqtrd ⊢ φ → − N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = 0 − ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
154 44 96 101 mulassd ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M = M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M
155 7 154 sylan2 ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M = M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M
156 155 itgeq2dv ⊢ φ → ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx = ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
157 156 oveq2d ⊢ φ → 0 − ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx = 0 − ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
158 153 157 eqtrd ⊢ φ → − N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = 0 − ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
159 97 102 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → x M − 1 ⁢ 1 − x N − M ∈ ℂ
160 74 65 mulcncf ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M : ℂ ⟶cn ℂ
161 160 resclunitintvd ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M : 0 1 ⟶cn ℂ
162 cnicciblnc ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ x ∈ 0 1 ⟼ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M : 0 1 ⟶cn ℂ → x ∈ 0 1 ⟼ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M ∈ 𝐿 1
163 27 28 161 162 syl3anc ⊢ φ → x ∈ 0 1 ⟼ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M ∈ 𝐿 1
164 5 159 163 itgmulc2 ⊢ φ → M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx = ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
165 164 oveq2d ⊢ φ → 0 − M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx = 0 − ∫ 0 1 M ⁢ x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
166 158 165 eqtr4d ⊢ φ → − N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = 0 − M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
167 df-neg ⊢ − M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx = 0 − M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
168 166 167 eqtr4di ⊢ φ → − N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = − M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
169 40 168 eqtr3d ⊢ φ → − N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = − M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
170 6 39 mulcld ⊢ φ → N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx ∈ ℂ
171 159 163 itgcl ⊢ φ → ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx ∈ ℂ
172 5 171 mulcld ⊢ φ → M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx ∈ ℂ
173 170 172 neg11ad ⊢ φ → − N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = − M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx ↔ N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
174 169 173 mpbid ⊢ φ → N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
175 20 nnne0d ⊢ φ → N − M ≠ 0
176 172 6 39 175 divmuld ⊢ φ → M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx N − M = ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx ↔ N − M ⁢ ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
177 174 176 mpbird ⊢ φ → M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx N − M = ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx
178 138 a1i ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
179 5 178 pncand ⊢ φ → M + 1 - 1 = M
180 179 eqcomd ⊢ φ → M = M + 1 - 1
181 180 oveq2d ⊢ φ → x M = x M + 1 - 1
182 4 5 178 subsub4d ⊢ φ → N - M - 1 = N − M + 1
183 182 oveq2d ⊢ φ → 1 − x N - M - 1 = 1 − x N − M + 1
184 181 183 oveq12d ⊢ φ → x M ⁢ 1 − x N - M - 1 = x M + 1 - 1 ⁢ 1 − x N − M + 1
185 184 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ 0 1 → x M ⁢ 1 − x N - M - 1 = x M + 1 - 1 ⁢ 1 − x N − M + 1
186 185 itgeq2dv ⊢ φ → ∫ 0 1 x M ⁢ 1 − x N - M - 1 dx = ∫ 0 1 x M + 1 - 1 ⁢ 1 − x N − M + 1 dx
187 177 186 eqtrd ⊢ φ → M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx N − M = ∫ 0 1 x M + 1 - 1 ⁢ 1 − x N − M + 1 dx
188 187 eqcomd ⊢ φ → ∫ 0 1 x M + 1 - 1 ⁢ 1 − x N − M + 1 dx = M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx N − M
189 5 171 6 175 div23d ⊢ φ → M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx N − M = M N − M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx
190 188 189 eqtrd ⊢ φ → ∫ 0 1 x M + 1 - 1 ⁢ 1 − x N − M + 1 dx = M N − M ⁢ ∫ 0 1 x M − 1 ⁢ 1 − x N − M dx