Metamath Proof Explorer


Theorem etransclem15

Description: Value of the term T , when J = 0 and ( C0 ) = P - 1 (Contributed by Glauco Siliprandi, 5-Apr-2020)

Ref Expression
Hypotheses etransclem15.p ⊢ φ → P ∈ ℕ
etransclem15.m ⊢ φ → M ∈ ℕ 0
etransclem15.n ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
etransclem15.c ⊢ φ → C : 0 … M ⟶ 0 … N
etransclem15.t ⊢ T = N ! ∏ j = 0 M C ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < C ⁡ j 0 P ! P − C ⁡ j ! ⁢ J − j P − C ⁡ j
etransclem15.j ⊢ φ → J = 0
etransclem15.cpm1 ⊢ φ → C ⁡ 0 ≠ P − 1
Assertion etransclem15 ⊢ φ → T = 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 etransclem15.p ⊢ φ → P ∈ ℕ
2 etransclem15.m ⊢ φ → M ∈ ℕ 0
3 etransclem15.n ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
4 etransclem15.c ⊢ φ → C : 0 … M ⟶ 0 … N
5 etransclem15.t ⊢ T = N ! ∏ j = 0 M C ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < C ⁡ j 0 P ! P − C ⁡ j ! ⁢ J − j P − C ⁡ j
6 etransclem15.j ⊢ φ → J = 0
7 etransclem15.cpm1 ⊢ φ → C ⁡ 0 ≠ P − 1
8 5 a1i ⊢ φ → T = N ! ∏ j = 0 M C ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < C ⁡ j 0 P ! P − C ⁡ j ! ⁢ J − j P − C ⁡ j
9 iftrue ⊢ P − 1 < C ⁡ 0 → if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 = 0
10 9 adantl ⊢ φ ∧ P − 1 < C ⁡ 0 → if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 = 0
11 iffalse ⊢ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 = P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0
12 11 adantl ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 = P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0
13 6 oveq1d ⊢ φ → J P - 1 - C ⁡ 0 = 0 P - 1 - C ⁡ 0
14 13 adantr ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → J P - 1 - C ⁡ 0 = 0 P - 1 - C ⁡ 0
15 1 nnzd ⊢ φ → P ∈ ℤ
16 1zzd ⊢ φ → 1 ∈ ℤ
17 15 16 zsubcld ⊢ φ → P − 1 ∈ ℤ
18 nn0uz ⊢ ℕ 0 = ℤ ≥ 0
19 2 18 eleqtrdi ⊢ φ → M ∈ ℤ ≥ 0
20 eluzfz1 ⊢ M ∈ ℤ ≥ 0 → 0 ∈ 0 … M
21 19 20 syl ⊢ φ → 0 ∈ 0 … M
22 4 21 ffvelcdmd ⊢ φ → C ⁡ 0 ∈ 0 … N
23 22 elfzelzd ⊢ φ → C ⁡ 0 ∈ ℤ
24 17 23 zsubcld ⊢ φ → P - 1 - C ⁡ 0 ∈ ℤ
25 24 adantr ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P - 1 - C ⁡ 0 ∈ ℤ
26 23 zred ⊢ φ → C ⁡ 0 ∈ ℝ
27 26 adantr ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → C ⁡ 0 ∈ ℝ
28 17 zred ⊢ φ → P − 1 ∈ ℝ
29 28 adantr ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P − 1 ∈ ℝ
30 simpr ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → ¬ P − 1 < C ⁡ 0
31 27 29 30 nltled ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → C ⁡ 0 ≤ P − 1
32 7 necomd ⊢ φ → P − 1 ≠ C ⁡ 0
33 32 adantr ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P − 1 ≠ C ⁡ 0
34 27 29 31 33 leneltd ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → C ⁡ 0 < P − 1
35 27 29 posdifd ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → C ⁡ 0 < P − 1 ↔ 0 < P - 1 - C ⁡ 0
36 34 35 mpbid ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → 0 < P - 1 - C ⁡ 0
37 elnnz ⊢ P - 1 - C ⁡ 0 ∈ ℕ ↔ P - 1 - C ⁡ 0 ∈ ℤ ∧ 0 < P - 1 - C ⁡ 0
38 25 36 37 sylanbrc ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P - 1 - C ⁡ 0 ∈ ℕ
39 38 0expd ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → 0 P - 1 - C ⁡ 0 = 0
40 14 39 eqtrd ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → J P - 1 - C ⁡ 0 = 0
41 40 oveq2d ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 = P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⋅ 0
42 nnm1nn0 ⊢ P ∈ ℕ → P − 1 ∈ ℕ 0
43 1 42 syl ⊢ φ → P − 1 ∈ ℕ 0
44 43 faccld ⊢ φ → P − 1 ! ∈ ℕ
45 44 nncnd ⊢ φ → P − 1 ! ∈ ℂ
46 45 adantr ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P − 1 ! ∈ ℂ
47 38 nnnn0d ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P - 1 - C ⁡ 0 ∈ ℕ 0
48 47 faccld ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P - 1 - C ⁡ 0 ! ∈ ℕ
49 48 nncnd ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P - 1 - C ⁡ 0 ! ∈ ℂ
50 48 nnne0d ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P - 1 - C ⁡ 0 ! ≠ 0
51 46 49 50 divcld ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ∈ ℂ
52 51 mul01d ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⋅ 0 = 0
53 12 41 52 3eqtrd ⊢ φ ∧ ¬ P − 1 < C ⁡ 0 → if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 = 0
54 10 53 pm2.61dan ⊢ φ → if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 = 0
55 54 oveq1d ⊢ φ → if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < C ⁡ j 0 P ! P − C ⁡ j ! ⁢ J − j P − C ⁡ j = 0 ⋅ ∏ j = 1 M if P < C ⁡ j 0 P ! P − C ⁡ j ! ⁢ J − j P − C ⁡ j
56 6 21 eqeltrd ⊢ φ → J ∈ 0 … M
57 1 4 56 etransclem7 ⊢ φ → ∏ j = 1 M if P < C ⁡ j 0 P ! P − C ⁡ j ! ⁢ J − j P − C ⁡ j ∈ ℤ
58 57 zcnd ⊢ φ → ∏ j = 1 M if P < C ⁡ j 0 P ! P − C ⁡ j ! ⁢ J − j P − C ⁡ j ∈ ℂ
59 58 mul02d ⊢ φ → 0 ⋅ ∏ j = 1 M if P < C ⁡ j 0 P ! P − C ⁡ j ! ⁢ J − j P − C ⁡ j = 0
60 55 59 eqtrd ⊢ φ → if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < C ⁡ j 0 P ! P − C ⁡ j ! ⁢ J − j P − C ⁡ j = 0
61 60 oveq2d ⊢ φ → N ! ∏ j = 0 M C ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < C ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - C ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - C ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < C ⁡ j 0 P ! P − C ⁡ j ! ⁢ J − j P − C ⁡ j = N ! ∏ j = 0 M C ⁡ j ! ⋅ 0
62 3 faccld ⊢ φ → N ! ∈ ℕ
63 62 nncnd ⊢ φ → N ! ∈ ℂ
64 fzfid ⊢ φ → 0 … M ∈ Fin
65 fzssnn0 ⊢ 0 … N ⊆ ℕ 0
66 4 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ j ∈ 0 … M → C ⁡ j ∈ 0 … N
67 65 66 sselid ⊢ φ ∧ j ∈ 0 … M → C ⁡ j ∈ ℕ 0
68 67 faccld ⊢ φ ∧ j ∈ 0 … M → C ⁡ j ! ∈ ℕ
69 68 nncnd ⊢ φ ∧ j ∈ 0 … M → C ⁡ j ! ∈ ℂ
70 64 69 fprodcl ⊢ φ → ∏ j = 0 M C ⁡ j ! ∈ ℂ
71 68 nnne0d ⊢ φ ∧ j ∈ 0 … M → C ⁡ j ! ≠ 0
72 64 69 71 fprodn0 ⊢ φ → ∏ j = 0 M C ⁡ j ! ≠ 0
73 63 70 72 divcld ⊢ φ → N ! ∏ j = 0 M C ⁡ j ! ∈ ℂ
74 73 mul01d ⊢ φ → N ! ∏ j = 0 M C ⁡ j ! ⋅ 0 = 0
75 8 61 74 3eqtrd ⊢ φ → T = 0