Metamath Proof Explorer


Theorem bpolydiflem

Description: Lemma for bpolydif . (Contributed by Scott Fenton, 12-Jun-2014)

Ref Expression
Hypotheses bpolydiflem.1 ⊢ φ → N ∈ ℕ
bpolydiflem.2 ⊢ φ → X ∈ ℂ
bpolydiflem.3 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k BernPoly X + 1 − k BernPoly X = k ⁢ X k − 1
Assertion bpolydiflem ⊢ φ → N BernPoly X + 1 − N BernPoly X = N ⁢ X N − 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 bpolydiflem.1 ⊢ φ → N ∈ ℕ
2 bpolydiflem.2 ⊢ φ → X ∈ ℂ
3 bpolydiflem.3 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k BernPoly X + 1 − k BernPoly X = k ⁢ X k − 1
4 1 nnnn0d ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
5 peano2cn ⊢ X ∈ ℂ → X + 1 ∈ ℂ
6 2 5 syl ⊢ φ → X + 1 ∈ ℂ
7 bpolyval ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ X + 1 ∈ ℂ → N BernPoly X + 1 = X + 1 N − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1
8 4 6 7 syl2anc ⊢ φ → N BernPoly X + 1 = X + 1 N − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1
9 bpolyval ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ ℂ → N BernPoly X = X N − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
10 4 2 9 syl2anc ⊢ φ → N BernPoly X = X N − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
11 8 10 oveq12d ⊢ φ → N BernPoly X + 1 − N BernPoly X = X + 1 N - ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 - X N − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
12 6 4 expcld ⊢ φ → X + 1 N ∈ ℂ
13 fzfid ⊢ φ → 0 … N − 1 ∈ Fin
14 elfzelz ⊢ k ∈ 0 … N − 1 → k ∈ ℤ
15 bccl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ k ∈ ℤ → ( N k) ∈ ℕ 0
16 4 14 15 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → ( N k) ∈ ℕ 0
17 16 nn0cnd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → ( N k) ∈ ℂ
18 elfznn0 ⊢ k ∈ 0 … N − 1 → k ∈ ℕ 0
19 bpolycl ⊢ k ∈ ℕ 0 ∧ X + 1 ∈ ℂ → k BernPoly X + 1 ∈ ℂ
20 18 6 19 syl2anr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → k BernPoly X + 1 ∈ ℂ
21 fzssp1 ⊢ 0 … N − 1 ⊆ 0 … N - 1 + 1
22 1 nncnd ⊢ φ → N ∈ ℂ
23 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
24 npcan ⊢ N ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ → N - 1 + 1 = N
25 22 23 24 sylancl ⊢ φ → N - 1 + 1 = N
26 25 oveq2d ⊢ φ → 0 … N - 1 + 1 = 0 … N
27 21 26 sseqtrid ⊢ φ → 0 … N − 1 ⊆ 0 … N
28 27 sselda ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → k ∈ 0 … N
29 fznn0sub ⊢ k ∈ 0 … N → N − k ∈ ℕ 0
30 28 29 syl ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → N − k ∈ ℕ 0
31 nn0p1nn ⊢ N − k ∈ ℕ 0 → N - k + 1 ∈ ℕ
32 30 31 syl ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → N - k + 1 ∈ ℕ
33 32 nncnd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → N - k + 1 ∈ ℂ
34 32 nnne0d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → N - k + 1 ≠ 0
35 20 33 34 divcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → k BernPoly X + 1 N - k + 1 ∈ ℂ
36 17 35 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 ∈ ℂ
37 13 36 fsumcl ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 ∈ ℂ
38 2 4 expcld ⊢ φ → X N ∈ ℂ
39 bpolycl ⊢ k ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ ℂ → k BernPoly X ∈ ℂ
40 18 2 39 syl2anr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → k BernPoly X ∈ ℂ
41 40 33 34 divcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → k BernPoly X N - k + 1 ∈ ℂ
42 17 41 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … N − 1 → ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 ∈ ℂ
43 13 42 fsumcl ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 ∈ ℂ
44 12 37 38 43 sub4d ⊢ φ → X + 1 N - ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 - X N − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = X + 1 N - X N - ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
45 27 sselda ⊢ φ ∧ m ∈ 0 … N − 1 → m ∈ 0 … N
46 bccl2 ⊢ m ∈ 0 … N → ( N m) ∈ ℕ
47 46 adantl ⊢ φ ∧ m ∈ 0 … N → ( N m) ∈ ℕ
48 47 nncnd ⊢ φ ∧ m ∈ 0 … N → ( N m) ∈ ℂ
49 elfznn0 ⊢ m ∈ 0 … N → m ∈ ℕ 0
50 expcl ⊢ X ∈ ℂ ∧ m ∈ ℕ 0 → X m ∈ ℂ
51 2 49 50 syl2an ⊢ φ ∧ m ∈ 0 … N → X m ∈ ℂ
52 48 51 mulcld ⊢ φ ∧ m ∈ 0 … N → ( N m) ⁢ X m ∈ ℂ
53 45 52 syldan ⊢ φ ∧ m ∈ 0 … N − 1 → ( N m) ⁢ X m ∈ ℂ
54 13 53 fsumcl ⊢ φ → ∑ m = 0 N − 1 ( N m) ⁢ X m ∈ ℂ
55 addcom ⊢ X ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ → X + 1 = 1 + X
56 2 23 55 sylancl ⊢ φ → X + 1 = 1 + X
57 56 oveq1d ⊢ φ → X + 1 N = 1 + X N
58 binom1p ⊢ X ∈ ℂ ∧ N ∈ ℕ 0 → 1 + X N = ∑ m = 0 N ( N m) ⁢ X m
59 2 4 58 syl2anc ⊢ φ → 1 + X N = ∑ m = 0 N ( N m) ⁢ X m
60 57 59 eqtrd ⊢ φ → X + 1 N = ∑ m = 0 N ( N m) ⁢ X m
61 nn0uz ⊢ ℕ 0 = ℤ ≥ 0
62 4 61 eleqtrdi ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ 0
63 oveq2 ⊢ m = N → ( N m) = ( N N)
64 oveq2 ⊢ m = N → X m = X N
65 63 64 oveq12d ⊢ m = N → ( N m) ⁢ X m = ( N N) ⁢ X N
66 62 52 65 fsumm1 ⊢ φ → ∑ m = 0 N ( N m) ⁢ X m = ∑ m = 0 N − 1 ( N m) ⁢ X m + ( N N) ⁢ X N
67 bcnn ⊢ N ∈ ℕ 0 → ( N N) = 1
68 4 67 syl ⊢ φ → ( N N) = 1
69 68 oveq1d ⊢ φ → ( N N) ⁢ X N = 1 ⁢ X N
70 38 mullidd ⊢ φ → 1 ⁢ X N = X N
71 69 70 eqtrd ⊢ φ → ( N N) ⁢ X N = X N
72 71 oveq2d ⊢ φ → ∑ m = 0 N − 1 ( N m) ⁢ X m + ( N N) ⁢ X N = ∑ m = 0 N − 1 ( N m) ⁢ X m + X N
73 60 66 72 3eqtrd ⊢ φ → X + 1 N = ∑ m = 0 N − 1 ( N m) ⁢ X m + X N
74 54 38 73 mvrraddd ⊢ φ → X + 1 N − X N = ∑ m = 0 N − 1 ( N m) ⁢ X m
75 nnm1nn0 ⊢ N ∈ ℕ → N − 1 ∈ ℕ 0
76 1 75 syl ⊢ φ → N − 1 ∈ ℕ 0
77 76 61 eleqtrdi ⊢ φ → N − 1 ∈ ℤ ≥ 0
78 oveq2 ⊢ m = N − 1 → ( N m) = ( N N − 1 )
79 oveq2 ⊢ m = N − 1 → X m = X N − 1
80 78 79 oveq12d ⊢ m = N − 1 → ( N m) ⁢ X m = ( N N − 1 ) ⁢ X N − 1
81 77 53 80 fsumm1 ⊢ φ → ∑ m = 0 N − 1 ( N m) ⁢ X m = ∑ m = 0 N - 1 - 1 ( N m) ⁢ X m + ( N N − 1 ) ⁢ X N − 1
82 1cnd ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
83 22 82 82 subsub4d ⊢ φ → N - 1 - 1 = N − 1 + 1
84 df-2 ⊢ 2 = 1 + 1
85 84 oveq2i ⊢ N − 2 = N − 1 + 1
86 83 85 eqtr4di ⊢ φ → N - 1 - 1 = N − 2
87 86 oveq2d ⊢ φ → 0 … N - 1 - 1 = 0 … N − 2
88 87 sumeq1d ⊢ φ → ∑ m = 0 N - 1 - 1 ( N m) ⁢ X m = ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m
89 bcnm1 ⊢ N ∈ ℕ 0 → ( N N − 1 ) = N
90 4 89 syl ⊢ φ → ( N N − 1 ) = N
91 90 oveq1d ⊢ φ → ( N N − 1 ) ⁢ X N − 1 = N ⁢ X N − 1
92 88 91 oveq12d ⊢ φ → ∑ m = 0 N - 1 - 1 ( N m) ⁢ X m + ( N N − 1 ) ⁢ X N − 1 = ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m + N ⁢ X N − 1
93 74 81 92 3eqtrd ⊢ φ → X + 1 N − X N = ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m + N ⁢ X N − 1
94 oveq2 ⊢ k = 0 → ( N k) = ( N 0 )
95 oveq1 ⊢ k = 0 → k BernPoly X + 1 = 0 BernPoly X + 1
96 oveq2 ⊢ k = 0 → N − k = N − 0
97 96 oveq1d ⊢ k = 0 → N - k + 1 = N - 0 + 1
98 95 97 oveq12d ⊢ k = 0 → k BernPoly X + 1 N - k + 1 = 0 BernPoly X + 1 N - 0 + 1
99 94 98 oveq12d ⊢ k = 0 → ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 = ( N 0 ) ⁢ 0 BernPoly X + 1 N - 0 + 1
100 77 36 99 fsum1p ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 = ( N 0 ) ⁢ 0 BernPoly X + 1 N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1
101 bpoly0 ⊢ X + 1 ∈ ℂ → 0 BernPoly X + 1 = 1
102 6 101 syl ⊢ φ → 0 BernPoly X + 1 = 1
103 102 oveq1d ⊢ φ → 0 BernPoly X + 1 N - 0 + 1 = 1 N - 0 + 1
104 103 oveq2d ⊢ φ → ( N 0 ) ⁢ 0 BernPoly X + 1 N - 0 + 1 = ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1
105 104 oveq1d ⊢ φ → ( N 0 ) ⁢ 0 BernPoly X + 1 N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 = ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1
106 100 105 eqtrd ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 = ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1
107 oveq1 ⊢ k = 0 → k BernPoly X = 0 BernPoly X
108 107 97 oveq12d ⊢ k = 0 → k BernPoly X N - k + 1 = 0 BernPoly X N - 0 + 1
109 94 108 oveq12d ⊢ k = 0 → ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ( N 0 ) ⁢ 0 BernPoly X N - 0 + 1
110 77 42 109 fsum1p ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ( N 0 ) ⁢ 0 BernPoly X N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
111 bpoly0 ⊢ X ∈ ℂ → 0 BernPoly X = 1
112 2 111 syl ⊢ φ → 0 BernPoly X = 1
113 112 oveq1d ⊢ φ → 0 BernPoly X N - 0 + 1 = 1 N - 0 + 1
114 113 oveq2d ⊢ φ → ( N 0 ) ⁢ 0 BernPoly X N - 0 + 1 = ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1
115 114 oveq1d ⊢ φ → ( N 0 ) ⁢ 0 BernPoly X N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
116 110 115 eqtrd ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
117 106 116 oveq12d ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 - ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
118 0z ⊢ 0 ∈ ℤ
119 bccl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ 0 ∈ ℤ → ( N 0 ) ∈ ℕ 0
120 4 118 119 sylancl ⊢ φ → ( N 0 ) ∈ ℕ 0
121 120 nn0cnd ⊢ φ → ( N 0 ) ∈ ℂ
122 22 subid1d ⊢ φ → N − 0 = N
123 122 1 eqeltrd ⊢ φ → N − 0 ∈ ℕ
124 123 peano2nnd ⊢ φ → N - 0 + 1 ∈ ℕ
125 124 nnrecred ⊢ φ → 1 N - 0 + 1 ∈ ℝ
126 125 recnd ⊢ φ → 1 N - 0 + 1 ∈ ℂ
127 121 126 mulcld ⊢ φ → ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1 ∈ ℂ
128 fzfid ⊢ φ → 0 + 1 … N − 1 ∈ Fin
129 fzp1ss ⊢ 0 ∈ ℤ → 0 + 1 … N − 1 ⊆ 0 … N − 1
130 118 129 ax-mp ⊢ 0 + 1 … N − 1 ⊆ 0 … N − 1
131 130 sseli ⊢ k ∈ 0 + 1 … N − 1 → k ∈ 0 … N − 1
132 131 36 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N − 1 → ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 ∈ ℂ
133 128 132 fsumcl ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 ∈ ℂ
134 131 42 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N − 1 → ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 ∈ ℂ
135 128 134 fsumcl ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 ∈ ℂ
136 127 133 135 pnpcand ⊢ φ → ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 - ( N 0 ) ⁢ 1 N - 0 + 1 + ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
137 1zzd ⊢ φ → 1 ∈ ℤ
138 0zd ⊢ φ → 0 ∈ ℤ
139 1 nnzd ⊢ φ → N ∈ ℤ
140 2z ⊢ 2 ∈ ℤ
141 zsubcl ⊢ N ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ → N − 2 ∈ ℤ
142 139 140 141 sylancl ⊢ φ → N − 2 ∈ ℤ
143 fzssp1 ⊢ 0 … N − 2 ⊆ 0 … N - 2 + 1
144 2cnd ⊢ φ → 2 ∈ ℂ
145 22 144 82 subsubd ⊢ φ → N − 2 − 1 = N - 2 + 1
146 2m1e1 ⊢ 2 − 1 = 1
147 146 oveq2i ⊢ N − 2 − 1 = N − 1
148 145 147 eqtr3di ⊢ φ → N - 2 + 1 = N − 1
149 148 oveq2d ⊢ φ → 0 … N - 2 + 1 = 0 … N − 1
150 143 149 sseqtrid ⊢ φ → 0 … N − 2 ⊆ 0 … N − 1
151 150 sselda ⊢ φ ∧ m ∈ 0 … N − 2 → m ∈ 0 … N − 1
152 151 53 syldan ⊢ φ ∧ m ∈ 0 … N − 2 → ( N m) ⁢ X m ∈ ℂ
153 oveq2 ⊢ m = k − 1 → ( N m) = ( N k − 1 )
154 oveq2 ⊢ m = k − 1 → X m = X k − 1
155 153 154 oveq12d ⊢ m = k − 1 → ( N m) ⁢ X m = ( N k − 1 ) ⁢ X k − 1
156 137 138 142 152 155 fsumshft ⊢ φ → ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m = ∑ k = 0 + 1 N - 2 + 1 ( N k − 1 ) ⁢ X k − 1
157 148 oveq2d ⊢ φ → 0 + 1 … N - 2 + 1 = 0 + 1 … N − 1
158 157 sumeq1d ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N - 2 + 1 ( N k − 1 ) ⁢ X k − 1 = ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k − 1 ) ⁢ X k − 1
159 156 158 eqtrd ⊢ φ → ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m = ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k − 1 ) ⁢ X k − 1
160 0p1e1 ⊢ 0 + 1 = 1
161 160 oveq1i ⊢ 0 + 1 … N − 1 = 1 … N − 1
162 161 eleq2i ⊢ k ∈ 0 + 1 … N − 1 ↔ k ∈ 1 … N − 1
163 fzssp1 ⊢ 1 … N − 1 ⊆ 1 … N - 1 + 1
164 25 oveq2d ⊢ φ → 1 … N - 1 + 1 = 1 … N
165 163 164 sseqtrid ⊢ φ → 1 … N − 1 ⊆ 1 … N
166 165 sselda ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k ∈ 1 … N
167 bcm1k ⊢ k ∈ 1 … N → ( N k) = ( N k − 1 ) ⁢ N − k − 1 k
168 166 167 syl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k) = ( N k − 1 ) ⁢ N − k − 1 k
169 1 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N ∈ ℕ
170 169 nncnd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N ∈ ℂ
171 elfznn ⊢ k ∈ 1 … N − 1 → k ∈ ℕ
172 171 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k ∈ ℕ
173 172 nncnd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k ∈ ℂ
174 1cnd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → 1 ∈ ℂ
175 170 173 174 subsubd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N − k − 1 = N - k + 1
176 175 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N − k − 1 k = N - k + 1 k
177 176 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k − 1 ) ⁢ N − k − 1 k = ( N k − 1 ) ⁢ N - k + 1 k
178 168 177 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k) = ( N k − 1 ) ⁢ N - k + 1 k
179 3 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k BernPoly X + 1 − k BernPoly X N - k + 1 = k ⁢ X k − 1 N - k + 1
180 162 131 sylbir ⊢ k ∈ 1 … N − 1 → k ∈ 0 … N − 1
181 180 20 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k BernPoly X + 1 ∈ ℂ
182 180 40 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k BernPoly X ∈ ℂ
183 180 33 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N - k + 1 ∈ ℂ
184 180 34 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N - k + 1 ≠ 0
185 181 182 183 184 divsubdird ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k BernPoly X + 1 − k BernPoly X N - k + 1 = k BernPoly X + 1 N - k + 1 − k BernPoly X N - k + 1
186 2 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → X ∈ ℂ
187 nnm1nn0 ⊢ k ∈ ℕ → k − 1 ∈ ℕ 0
188 172 187 syl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k − 1 ∈ ℕ 0
189 186 188 expcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → X k − 1 ∈ ℂ
190 173 189 183 184 div23d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k ⁢ X k − 1 N - k + 1 = k N - k + 1 ⁢ X k − 1
191 179 185 190 3eqtr3d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k BernPoly X + 1 N - k + 1 − k BernPoly X N - k + 1 = k N - k + 1 ⁢ X k − 1
192 178 191 oveq12d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − k BernPoly X N - k + 1 = ( N k − 1 ) ⁢ N - k + 1 k ⁢ k N - k + 1 ⁢ X k − 1
193 180 17 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k) ∈ ℂ
194 181 183 184 divcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k BernPoly X + 1 N - k + 1 ∈ ℂ
195 182 183 184 divcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k BernPoly X N - k + 1 ∈ ℂ
196 193 194 195 subdid ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − k BernPoly X N - k + 1 = ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
197 169 nnnn0d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N ∈ ℕ 0
198 188 nn0zd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k − 1 ∈ ℤ
199 bccl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ k − 1 ∈ ℤ → ( N k − 1 ) ∈ ℕ 0
200 197 198 199 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k − 1 ) ∈ ℕ 0
201 200 nn0cnd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k − 1 ) ∈ ℂ
202 172 nnne0d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k ≠ 0
203 183 173 202 divcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N - k + 1 k ∈ ℂ
204 173 183 184 divcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k N - k + 1 ∈ ℂ
205 204 189 mulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → k N - k + 1 ⁢ X k − 1 ∈ ℂ
206 201 203 205 mulassd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k − 1 ) ⁢ N - k + 1 k ⁢ k N - k + 1 ⁢ X k − 1 = ( N k − 1 ) ⁢ N - k + 1 k ⁢ k N - k + 1 ⁢ X k − 1
207 183 173 184 202 divcan6d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N - k + 1 k ⁢ k N - k + 1 = 1
208 207 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N - k + 1 k ⁢ k N - k + 1 ⁢ X k − 1 = 1 ⁢ X k − 1
209 203 204 189 mulassd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N - k + 1 k ⁢ k N - k + 1 ⁢ X k − 1 = N - k + 1 k ⁢ k N - k + 1 ⁢ X k − 1
210 189 mullidd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → 1 ⁢ X k − 1 = X k − 1
211 208 209 210 3eqtr3d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → N - k + 1 k ⁢ k N - k + 1 ⁢ X k − 1 = X k − 1
212 211 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k − 1 ) ⁢ N - k + 1 k ⁢ k N - k + 1 ⁢ X k − 1 = ( N k − 1 ) ⁢ X k − 1
213 206 212 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k − 1 ) ⁢ N - k + 1 k ⁢ k N - k + 1 ⁢ X k − 1 = ( N k − 1 ) ⁢ X k − 1
214 192 196 213 3eqtr3d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … N − 1 → ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ( N k − 1 ) ⁢ X k − 1
215 162 214 sylan2b ⊢ φ ∧ k ∈ 0 + 1 … N − 1 → ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ( N k − 1 ) ⁢ X k − 1
216 215 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k − 1 ) ⁢ X k − 1
217 128 132 134 fsumsub ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1
218 159 216 217 3eqtr2rd ⊢ φ → ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ∑ k = 0 + 1 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m
219 117 136 218 3eqtrd ⊢ φ → ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m
220 93 219 oveq12d ⊢ φ → X + 1 N - X N - ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m + N ⁢ X N − 1 - ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m
221 fzfid ⊢ φ → 0 … N − 2 ∈ Fin
222 221 152 fsumcl ⊢ φ → ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m ∈ ℂ
223 2 76 expcld ⊢ φ → X N − 1 ∈ ℂ
224 22 223 mulcld ⊢ φ → N ⁢ X N − 1 ∈ ℂ
225 222 224 pncan2d ⊢ φ → ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m + N ⁢ X N − 1 - ∑ m = 0 N − 2 ( N m) ⁢ X m = N ⁢ X N − 1
226 220 225 eqtrd ⊢ φ → X + 1 N - X N - ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X + 1 N - k + 1 − ∑ k = 0 N − 1 ( N k) ⁢ k BernPoly X N - k + 1 = N ⁢ X N − 1
227 11 44 226 3eqtrd ⊢ φ → N BernPoly X + 1 − N BernPoly X = N ⁢ X N − 1