Metamath Proof Explorer


Theorem binomfallfac

Description: A version of the binomial theorem using falling factorials instead of exponentials. (Contributed by Scott Fenton, 13-Mar-2018)

Ref Expression
Assertion binomfallfac ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘ ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oveq2 โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac 0 ) )
2 oveq2 โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( 0 ... ๐‘š ) = ( 0 ... 0 ) )
3 fz0sn โŠข ( 0 ... 0 ) = { 0 }
4 2 3 eqtrdi โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( 0 ... ๐‘š ) = { 0 } )
5 oveq1 โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( ๐‘š C ๐‘˜ ) = ( 0 C ๐‘˜ ) )
6 oveq1 โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) = ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) )
7 6 oveq2d โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) = ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) )
8 7 oveq1d โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) )
9 5 8 oveq12d โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
10 9 adantr โŠข ( ( ๐‘š = 0 โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
11 4 10 sumeq12dv โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 0 } ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
12 1 11 eqeq12d โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac 0 ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 0 } ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) )
13 12 imbi2d โŠข ( ๐‘š = 0 โ†’ ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) โ†” ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac 0 ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 0 } ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
14 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘› ) )
15 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( 0 ... ๐‘š ) = ( 0 ... ๐‘› ) )
16 oveq1 โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ๐‘š C ๐‘˜ ) = ( ๐‘› C ๐‘˜ ) )
17 oveq1 โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) = ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) )
18 17 oveq2d โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) = ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) )
19 18 oveq1d โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) )
20 16 19 oveq12d โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
21 20 adantr โŠข ( ( ๐‘š = ๐‘› โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
22 15 21 sumeq12dv โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
23 14 22 eqeq12d โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘› ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) )
24 23 imbi2d โŠข ( ๐‘š = ๐‘› โ†’ ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) โ†” ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘› ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
25 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ( ๐‘› + 1 ) ) )
26 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( 0 ... ๐‘š ) = ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) )
27 oveq1 โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘š C ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) )
28 oveq1 โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) )
29 28 oveq2d โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) = ( ๐ด FallFac ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) ) )
30 29 oveq1d โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด FallFac ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) )
31 27 30 oveq12d โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
32 31 adantr โŠข ( ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
33 26 32 sumeq12dv โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
34 25 33 eqeq12d โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ( ๐‘› + 1 ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) )
35 34 imbi2d โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) โ†” ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ( ๐‘› + 1 ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
36 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘ ) )
37 oveq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( 0 ... ๐‘š ) = ( 0 ... ๐‘ ) )
38 oveq1 โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( ๐‘š C ๐‘˜ ) = ( ๐‘ C ๐‘˜ ) )
39 oveq1 โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) = ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) )
40 39 oveq2d โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) = ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) )
41 40 oveq1d โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) )
42 38 41 oveq12d โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
43 42 adantr โŠข ( ( ๐‘š = ๐‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
44 37 43 sumeq12dv โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
45 36 44 eqeq12d โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘ ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) )
46 45 imbi2d โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘š ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘š ) ( ( ๐‘š C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘š โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) โ†” ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘ ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
47 fallfac0 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ด FallFac 0 ) = 1 )
48 fallfac0 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ต FallFac 0 ) = 1 )
49 47 48 oveqan12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด FallFac 0 ) ยท ( ๐ต FallFac 0 ) ) = ( 1 ยท 1 ) )
50 1t1e1 โŠข ( 1 ยท 1 ) = 1
51 49 50 eqtrdi โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด FallFac 0 ) ยท ( ๐ต FallFac 0 ) ) = 1 )
52 51 oveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 1 ยท ( ( ๐ด FallFac 0 ) ยท ( ๐ต FallFac 0 ) ) ) = ( 1 ยท 1 ) )
53 52 50 eqtrdi โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 1 ยท ( ( ๐ด FallFac 0 ) ยท ( ๐ต FallFac 0 ) ) ) = 1 )
54 0cn โŠข 0 โˆˆ โ„‚
55 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
56 53 55 eqeltrdi โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 1 ยท ( ( ๐ด FallFac 0 ) ยท ( ๐ต FallFac 0 ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
57 oveq2 โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( 0 C ๐‘˜ ) = ( 0 C 0 ) )
58 0nn0 โŠข 0 โˆˆ โ„•0
59 bcnn โŠข ( 0 โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 0 C 0 ) = 1 )
60 58 59 ax-mp โŠข ( 0 C 0 ) = 1
61 57 60 eqtrdi โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( 0 C ๐‘˜ ) = 1 )
62 oveq2 โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) = ( 0 โˆ’ 0 ) )
63 0m0e0 โŠข ( 0 โˆ’ 0 ) = 0
64 62 63 eqtrdi โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) = 0 )
65 64 oveq2d โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) = ( ๐ด FallFac 0 ) )
66 oveq2 โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) = ( ๐ต FallFac 0 ) )
67 65 66 oveq12d โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด FallFac 0 ) ยท ( ๐ต FallFac 0 ) ) )
68 61 67 oveq12d โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( 1 ยท ( ( ๐ด FallFac 0 ) ยท ( ๐ต FallFac 0 ) ) ) )
69 68 sumsn โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„‚ โˆง ( 1 ยท ( ( ๐ด FallFac 0 ) ยท ( ๐ต FallFac 0 ) ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 0 } ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( 1 ยท ( ( ๐ด FallFac 0 ) ยท ( ๐ต FallFac 0 ) ) ) )
70 54 56 69 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 0 } ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) = ( 1 ยท ( ( ๐ด FallFac 0 ) ยท ( ๐ต FallFac 0 ) ) ) )
71 addcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐ด + ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
72 fallfac0 โŠข ( ( ๐ด + ๐ต ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac 0 ) = 1 )
73 71 72 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac 0 ) = 1 )
74 53 70 73 3eqtr4rd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac 0 ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ { 0 } ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
75 simprl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
76 simprr โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
77 simpl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
78 id โŠข ( ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘› ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘› ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
79 75 76 77 78 binomfallfaclem2 โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) ) โˆง ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘› ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ( ๐‘› + 1 ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )
80 79 exp31 โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘› ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ( ๐‘› + 1 ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
81 80 a2d โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘› ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ( ๐‘› + 1 ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
82 13 24 35 46 74 81 nn0ind โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘ ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) )
83 82 com12 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘ ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) ) )
84 83 3impia โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐ด + ๐ต ) FallFac ๐‘ ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ๐ด FallFac ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) ) ยท ( ๐ต FallFac ๐‘˜ ) ) ) )