Metamath Proof Explorer


Theorem etransclem24

Description: P divides the I -th derivative of F applied to J . when J = 0 and I is not equal to P - 1 . This is the second part of case 2 proven in Juillerat p. 13 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 5-Apr-2020)

Ref Expression
Hypotheses etransclem24.p ⊢ φ → P ∈ ℕ
etransclem24.m ⊢ φ → M ∈ ℕ 0
etransclem24.i ⊢ φ → I ∈ ℕ 0
etransclem24.ip ⊢ φ → I ≠ P − 1
etransclem24.j ⊢ φ → J = 0
etransclem24.c ⊢ C = n ∈ ℕ 0 ⟼ c ∈ 0 … n 0 … M | ∑ j = 0 M c ⁡ j = n
etransclem24.d ⊢ φ → D ∈ C ⁡ I
Assertion etransclem24 ⊢ φ → P ∥ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 !

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 etransclem24.p ⊢ φ → P ∈ ℕ
2 etransclem24.m ⊢ φ → M ∈ ℕ 0
3 etransclem24.i ⊢ φ → I ∈ ℕ 0
4 etransclem24.ip ⊢ φ → I ≠ P − 1
5 etransclem24.j ⊢ φ → J = 0
6 etransclem24.c ⊢ C = n ∈ ℕ 0 ⟼ c ∈ 0 … n 0 … M | ∑ j = 0 M c ⁡ j = n
7 etransclem24.d ⊢ φ → D ∈ C ⁡ I
8 6 3 etransclem12 ⊢ φ → C ⁡ I = c ∈ 0 … I 0 … M | ∑ j = 0 M c ⁡ j = I
9 7 8 eleqtrd ⊢ φ → D ∈ c ∈ 0 … I 0 … M | ∑ j = 0 M c ⁡ j = I
10 fveq1 ⊢ c = D → c ⁡ j = D ⁡ j
11 10 sumeq2sdv ⊢ c = D → ∑ j = 0 M c ⁡ j = ∑ j = 0 M D ⁡ j
12 11 eqeq1d ⊢ c = D → ∑ j = 0 M c ⁡ j = I ↔ ∑ j = 0 M D ⁡ j = I
13 12 elrab ⊢ D ∈ c ∈ 0 … I 0 … M | ∑ j = 0 M c ⁡ j = I ↔ D ∈ 0 … I 0 … M ∧ ∑ j = 0 M D ⁡ j = I
14 9 13 sylib ⊢ φ → D ∈ 0 … I 0 … M ∧ ∑ j = 0 M D ⁡ j = I
15 14 simprd ⊢ φ → ∑ j = 0 M D ⁡ j = I
16 15 ad2antrr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ¬ ∃ k ∈ 1 … M D ⁡ k ∈ ℕ → ∑ j = 0 M D ⁡ j = I
17 ralnex ⊢ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ ↔ ¬ ∃ k ∈ 1 … M D ⁡ k ∈ ℕ
18 nn0uz ⊢ ℕ 0 = ℤ ≥ 0
19 2 18 eleqtrdi ⊢ φ → M ∈ ℤ ≥ 0
20 19 ad2antrr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → M ∈ ℤ ≥ 0
21 fzsscn ⊢ 0 … I ⊆ ℂ
22 ssrab2 ⊢ c ∈ 0 … I 0 … M | ∑ j = 0 M c ⁡ j = I ⊆ 0 … I 0 … M
23 8 22 eqsstrdi ⊢ φ → C ⁡ I ⊆ 0 … I 0 … M
24 23 7 sseldd ⊢ φ → D ∈ 0 … I 0 … M
25 elmapi ⊢ D ∈ 0 … I 0 … M → D : 0 … M ⟶ 0 … I
26 24 25 syl ⊢ φ → D : 0 … M ⟶ 0 … I
27 26 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ j ∈ 0 … M → D ⁡ j ∈ 0 … I
28 21 27 sselid ⊢ φ ∧ j ∈ 0 … M → D ⁡ j ∈ ℂ
29 28 ad4ant14 ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ j ∈ 0 … M → D ⁡ j ∈ ℂ
30 fveq2 ⊢ j = 0 → D ⁡ j = D ⁡ 0
31 20 29 30 fsum1p ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → ∑ j = 0 M D ⁡ j = D ⁡ 0 + ∑ j = 0 + 1 M D ⁡ j
32 simplr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → D ⁡ 0 = P − 1
33 0p1e1 ⊢ 0 + 1 = 1
34 33 oveq1i ⊢ 0 + 1 … M = 1 … M
35 34 sumeq1i ⊢ ∑ j = 0 + 1 M D ⁡ j = ∑ j = 1 M D ⁡ j
36 35 a1i ⊢ φ ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → ∑ j = 0 + 1 M D ⁡ j = ∑ j = 1 M D ⁡ j
37 fveq2 ⊢ k = j → D ⁡ k = D ⁡ j
38 37 eleq1d ⊢ k = j → D ⁡ k ∈ ℕ ↔ D ⁡ j ∈ ℕ
39 38 notbid ⊢ k = j → ¬ D ⁡ k ∈ ℕ ↔ ¬ D ⁡ j ∈ ℕ
40 39 rspccva ⊢ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ j ∈ 1 … M → ¬ D ⁡ j ∈ ℕ
41 40 adantll ⊢ φ ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ j ∈ 1 … M → ¬ D ⁡ j ∈ ℕ
42 fzssnn0 ⊢ 0 … I ⊆ ℕ 0
43 fz1ssfz0 ⊢ 1 … M ⊆ 0 … M
44 43 sseli ⊢ j ∈ 1 … M → j ∈ 0 … M
45 44 27 sylan2 ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M → D ⁡ j ∈ 0 … I
46 42 45 sselid ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M → D ⁡ j ∈ ℕ 0
47 elnn0 ⊢ D ⁡ j ∈ ℕ 0 ↔ D ⁡ j ∈ ℕ ∨ D ⁡ j = 0
48 46 47 sylib ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M → D ⁡ j ∈ ℕ ∨ D ⁡ j = 0
49 48 adantlr ⊢ φ ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ j ∈ 1 … M → D ⁡ j ∈ ℕ ∨ D ⁡ j = 0
50 orel1 ⊢ ¬ D ⁡ j ∈ ℕ → D ⁡ j ∈ ℕ ∨ D ⁡ j = 0 → D ⁡ j = 0
51 41 49 50 sylc ⊢ φ ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ j ∈ 1 … M → D ⁡ j = 0
52 51 sumeq2dv ⊢ φ ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → ∑ j = 1 M D ⁡ j = ∑ j = 1 M 0
53 fzfi ⊢ 1 … M ∈ Fin
54 53 olci ⊢ 1 … M ⊆ ℤ ≥ A ∨ 1 … M ∈ Fin
55 sumz ⊢ 1 … M ⊆ ℤ ≥ A ∨ 1 … M ∈ Fin → ∑ j = 1 M 0 = 0
56 54 55 mp1i ⊢ φ ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → ∑ j = 1 M 0 = 0
57 36 52 56 3eqtrd ⊢ φ ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → ∑ j = 0 + 1 M D ⁡ j = 0
58 57 adantlr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → ∑ j = 0 + 1 M D ⁡ j = 0
59 32 58 oveq12d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → D ⁡ 0 + ∑ j = 0 + 1 M D ⁡ j = P - 1 + 0
60 nnm1nn0 ⊢ P ∈ ℕ → P − 1 ∈ ℕ 0
61 1 60 syl ⊢ φ → P − 1 ∈ ℕ 0
62 61 nn0red ⊢ φ → P − 1 ∈ ℝ
63 62 recnd ⊢ φ → P − 1 ∈ ℂ
64 63 addridd ⊢ φ → P - 1 + 0 = P − 1
65 64 ad2antrr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → P - 1 + 0 = P − 1
66 31 59 65 3eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → ∑ j = 0 M D ⁡ j = P − 1
67 4 necomd ⊢ φ → P − 1 ≠ I
68 67 ad2antrr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → P − 1 ≠ I
69 66 68 eqnetrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → ∑ j = 0 M D ⁡ j ≠ I
70 69 neneqd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ∀ k ∈ 1 … M ¬ D ⁡ k ∈ ℕ → ¬ ∑ j = 0 M D ⁡ j = I
71 17 70 sylan2br ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ ¬ ∃ k ∈ 1 … M D ⁡ k ∈ ℕ → ¬ ∑ j = 0 M D ⁡ j = I
72 16 71 condan ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → ∃ k ∈ 1 … M D ⁡ k ∈ ℕ
73 1 nnzd ⊢ φ → P ∈ ℤ
74 15 eqcomd ⊢ φ → I = ∑ j = 0 M D ⁡ j
75 74 fveq2d ⊢ φ → I ! = ∑ j = 0 M D ⁡ j !
76 75 oveq1d ⊢ φ → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! = ∑ j = 0 M D ⁡ j ! ∏ j = 0 M D ⁡ j !
77 nfcv ⊢ Ⅎ _ j D
78 fzfid ⊢ φ → 0 … M ∈ Fin
79 nn0ex ⊢ ℕ 0 ∈ V
80 mapss ⊢ ℕ 0 ∈ V ∧ 0 … I ⊆ ℕ 0 → 0 … I 0 … M ⊆ ℕ 0 0 … M
81 79 42 80 mp2an ⊢ 0 … I 0 … M ⊆ ℕ 0 0 … M
82 81 24 sselid ⊢ φ → D ∈ ℕ 0 0 … M
83 77 78 82 mccl ⊢ φ → ∑ j = 0 M D ⁡ j ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ∈ ℕ
84 76 83 eqeltrd ⊢ φ → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ∈ ℕ
85 84 nnzd ⊢ φ → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ∈ ℤ
86 fzfid ⊢ φ → 1 … M ∈ Fin
87 1 adantr ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M → P ∈ ℕ
88 26 adantr ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M → D : 0 … M ⟶ 0 … I
89 44 adantl ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M → j ∈ 0 … M
90 0zd ⊢ φ → 0 ∈ ℤ
91 5 90 eqeltrd ⊢ φ → J ∈ ℤ
92 91 adantr ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M → J ∈ ℤ
93 87 88 89 92 etransclem3 ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M → if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ
94 86 93 fprodzcl ⊢ φ → ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ
95 73 85 94 3jca ⊢ φ → P ∈ ℤ ∧ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ∈ ℤ ∧ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ
96 95 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P ∈ ℤ ∧ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ∈ ℤ ∧ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ
97 73 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → P ∈ ℤ
98 1 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → P ∈ ℕ
99 26 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → D : 0 … M ⟶ 0 … I
100 43 sseli ⊢ k ∈ 1 … M → k ∈ 0 … M
101 100 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → k ∈ 0 … M
102 91 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → J ∈ ℤ
103 98 99 101 102 etransclem3 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k ∈ ℤ
104 difss ⊢ 1 … M ∖ k ⊆ 1 … M
105 ssfi ⊢ 1 … M ∈ Fin ∧ 1 … M ∖ k ⊆ 1 … M → 1 … M ∖ k ∈ Fin
106 53 104 105 mp2an ⊢ 1 … M ∖ k ∈ Fin
107 106 a1i ⊢ φ → 1 … M ∖ k ∈ Fin
108 1 adantr ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M ∖ k → P ∈ ℕ
109 26 adantr ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M ∖ k → D : 0 … M ⟶ 0 … I
110 104 43 sstri ⊢ 1 … M ∖ k ⊆ 0 … M
111 110 sseli ⊢ j ∈ 1 … M ∖ k → j ∈ 0 … M
112 111 adantl ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M ∖ k → j ∈ 0 … M
113 91 adantr ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M ∖ k → J ∈ ℤ
114 108 109 112 113 etransclem3 ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M ∖ k → if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ
115 107 114 fprodzcl ⊢ φ → ∏ j ∈ 1 … M ∖ k if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ
116 115 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → ∏ j ∈ 1 … M ∖ k if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ
117 97 103 116 3jca ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → P ∈ ℤ ∧ if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k ∈ ℤ ∧ ∏ j ∈ 1 … M ∖ k if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ
118 117 3adant3 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P ∈ ℤ ∧ if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k ∈ ℤ ∧ ∏ j ∈ 1 … M ∖ k if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ
119 dvds0 ⊢ P ∈ ℤ → P ∥ 0
120 73 119 syl ⊢ φ → P ∥ 0
121 120 adantr ⊢ φ ∧ P < D ⁡ k → P ∥ 0
122 121 3ad2antl1 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ P < D ⁡ k → P ∥ 0
123 iftrue ⊢ P < D ⁡ k → if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k = 0
124 123 eqcomd ⊢ P < D ⁡ k → 0 = if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
125 124 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ P < D ⁡ k → 0 = if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
126 122 125 breqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ P < D ⁡ k → P ∥ if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
127 97 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ∈ ℤ
128 0zd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → 0 ∈ ℤ
129 99 101 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → D ⁡ k ∈ 0 … I
130 129 elfzelzd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → D ⁡ k ∈ ℤ
131 97 130 zsubcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → P − D ⁡ k ∈ ℤ
132 128 97 131 3jca ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → 0 ∈ ℤ ∧ P ∈ ℤ ∧ P − D ⁡ k ∈ ℤ
133 132 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → 0 ∈ ℤ ∧ P ∈ ℤ ∧ P − D ⁡ k ∈ ℤ
134 fzssre ⊢ 0 … I ⊆ ℝ
135 134 129 sselid ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → D ⁡ k ∈ ℝ
136 135 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → D ⁡ k ∈ ℝ
137 127 zred ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ∈ ℝ
138 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → ¬ P < D ⁡ k
139 136 137 138 nltled ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → D ⁡ k ≤ P
140 137 136 subge0d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → 0 ≤ P − D ⁡ k ↔ D ⁡ k ≤ P
141 139 140 mpbird ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → 0 ≤ P − D ⁡ k
142 elfzle1 ⊢ D ⁡ k ∈ 0 … I → 0 ≤ D ⁡ k
143 129 142 syl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → 0 ≤ D ⁡ k
144 143 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → 0 ≤ D ⁡ k
145 137 136 subge02d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → 0 ≤ D ⁡ k ↔ P − D ⁡ k ≤ P
146 144 145 mpbid ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − D ⁡ k ≤ P
147 133 141 146 jca32 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → 0 ∈ ℤ ∧ P ∈ ℤ ∧ P − D ⁡ k ∈ ℤ ∧ 0 ≤ P − D ⁡ k ∧ P − D ⁡ k ≤ P
148 elfz2 ⊢ P − D ⁡ k ∈ 0 … P ↔ 0 ∈ ℤ ∧ P ∈ ℤ ∧ P − D ⁡ k ∈ ℤ ∧ 0 ≤ P − D ⁡ k ∧ P − D ⁡ k ≤ P
149 147 148 sylibr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − D ⁡ k ∈ 0 … P
150 permnn ⊢ P − D ⁡ k ∈ 0 … P → P ! P − D ⁡ k ! ∈ ℕ
151 149 150 syl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ! P − D ⁡ k ! ∈ ℕ
152 151 nnzd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ! P − D ⁡ k ! ∈ ℤ
153 101 elfzelzd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → k ∈ ℤ
154 102 153 zsubcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → J − k ∈ ℤ
155 154 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → J − k ∈ ℤ
156 131 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − D ⁡ k ∈ ℤ
157 elnn0z ⊢ P − D ⁡ k ∈ ℕ 0 ↔ P − D ⁡ k ∈ ℤ ∧ 0 ≤ P − D ⁡ k
158 156 141 157 sylanbrc ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − D ⁡ k ∈ ℕ 0
159 zexpcl ⊢ J − k ∈ ℤ ∧ P − D ⁡ k ∈ ℕ 0 → J − k P − D ⁡ k ∈ ℤ
160 155 158 159 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → J − k P − D ⁡ k ∈ ℤ
161 127 152 160 3jca ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ∈ ℤ ∧ P ! P − D ⁡ k ! ∈ ℤ ∧ J − k P − D ⁡ k ∈ ℤ
162 161 3adantl3 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ∈ ℤ ∧ P ! P − D ⁡ k ! ∈ ℤ ∧ J − k P − D ⁡ k ∈ ℤ
163 127 3adantl3 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ∈ ℤ
164 61 nn0zd ⊢ φ → P − 1 ∈ ℤ
165 164 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → P − 1 ∈ ℤ
166 128 165 131 3jca ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M → 0 ∈ ℤ ∧ P − 1 ∈ ℤ ∧ P − D ⁡ k ∈ ℤ
167 166 3adant3 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → 0 ∈ ℤ ∧ P − 1 ∈ ℤ ∧ P − D ⁡ k ∈ ℤ
168 167 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → 0 ∈ ℤ ∧ P − 1 ∈ ℤ ∧ P − D ⁡ k ∈ ℤ
169 141 3adantl3 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → 0 ≤ P − D ⁡ k
170 1red ⊢ φ ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ
171 nnre ⊢ D ⁡ k ∈ ℕ → D ⁡ k ∈ ℝ
172 171 adantl ⊢ φ ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → D ⁡ k ∈ ℝ
173 1 nnred ⊢ φ → P ∈ ℝ
174 173 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P ∈ ℝ
175 nnge1 ⊢ D ⁡ k ∈ ℕ → 1 ≤ D ⁡ k
176 175 adantl ⊢ φ ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → 1 ≤ D ⁡ k
177 170 172 174 176 lesub2dd ⊢ φ ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P − D ⁡ k ≤ P − 1
178 177 3adant2 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P − D ⁡ k ≤ P − 1
179 178 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − D ⁡ k ≤ P − 1
180 168 169 179 jca32 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → 0 ∈ ℤ ∧ P − 1 ∈ ℤ ∧ P − D ⁡ k ∈ ℤ ∧ 0 ≤ P − D ⁡ k ∧ P − D ⁡ k ≤ P − 1
181 elfz2 ⊢ P − D ⁡ k ∈ 0 … P − 1 ↔ 0 ∈ ℤ ∧ P − 1 ∈ ℤ ∧ P − D ⁡ k ∈ ℤ ∧ 0 ≤ P − D ⁡ k ∧ P − D ⁡ k ≤ P − 1
182 180 181 sylibr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − D ⁡ k ∈ 0 … P − 1
183 permnn ⊢ P − D ⁡ k ∈ 0 … P − 1 → P − 1 ! P − D ⁡ k ! ∈ ℕ
184 182 183 syl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − 1 ! P − D ⁡ k ! ∈ ℕ
185 184 nnzd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − 1 ! P − D ⁡ k ! ∈ ℤ
186 dvdsmul1 ⊢ P ∈ ℤ ∧ P − 1 ! P − D ⁡ k ! ∈ ℤ → P ∥ P ⁢ P − 1 ! P − D ⁡ k !
187 163 185 186 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ∥ P ⁢ P − 1 ! P − D ⁡ k !
188 1 nncnd ⊢ φ → P ∈ ℂ
189 1cnd ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
190 188 189 npcand ⊢ φ → P - 1 + 1 = P
191 190 eqcomd ⊢ φ → P = P - 1 + 1
192 191 fveq2d ⊢ φ → P ! = P - 1 + 1 !
193 facp1 ⊢ P − 1 ∈ ℕ 0 → P - 1 + 1 ! = P − 1 ! ⁢ P - 1 + 1
194 61 193 syl ⊢ φ → P - 1 + 1 ! = P − 1 ! ⁢ P - 1 + 1
195 190 oveq2d ⊢ φ → P − 1 ! ⁢ P - 1 + 1 = P − 1 ! ⁢ P
196 61 faccld ⊢ φ → P − 1 ! ∈ ℕ
197 196 nncnd ⊢ φ → P − 1 ! ∈ ℂ
198 197 188 mulcomd ⊢ φ → P − 1 ! ⁢ P = P ⁢ P − 1 !
199 195 198 eqtrd ⊢ φ → P − 1 ! ⁢ P - 1 + 1 = P ⁢ P − 1 !
200 192 194 199 3eqtrd ⊢ φ → P ! = P ⁢ P − 1 !
201 200 oveq1d ⊢ φ → P ! P − D ⁡ k ! = P ⁢ P − 1 ! P − D ⁡ k !
202 201 adantr ⊢ φ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ! P − D ⁡ k ! = P ⁢ P − 1 ! P − D ⁡ k !
203 202 3ad2antl1 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ! P − D ⁡ k ! = P ⁢ P − 1 ! P − D ⁡ k !
204 188 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ∈ ℂ
205 197 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − 1 ! ∈ ℂ
206 158 faccld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − D ⁡ k ! ∈ ℕ
207 206 nncnd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − D ⁡ k ! ∈ ℂ
208 206 nnne0d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P − D ⁡ k ! ≠ 0
209 204 205 207 208 divassd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ⁢ P − 1 ! P − D ⁡ k ! = P ⁢ P − 1 ! P − D ⁡ k !
210 209 3adantl3 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ⁢ P − 1 ! P − D ⁡ k ! = P ⁢ P − 1 ! P − D ⁡ k !
211 203 210 eqtr2d ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ⁢ P − 1 ! P − D ⁡ k ! = P ! P − D ⁡ k !
212 187 211 breqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ∥ P ! P − D ⁡ k !
213 dvdsmultr1 ⊢ P ∈ ℤ ∧ P ! P − D ⁡ k ! ∈ ℤ ∧ J − k P − D ⁡ k ∈ ℤ → P ∥ P ! P − D ⁡ k ! → P ∥ P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
214 162 212 213 sylc ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ∥ P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
215 iffalse ⊢ ¬ P < D ⁡ k → if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k = P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
216 215 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k = P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
217 214 216 breqtrrd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ ¬ P < D ⁡ k → P ∥ if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
218 126 217 pm2.61dan ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P ∥ if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
219 dvdsmultr1 ⊢ P ∈ ℤ ∧ if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k ∈ ℤ ∧ ∏ j ∈ 1 … M ∖ k if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ → P ∥ if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k → P ∥ if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k ⁢ ∏ j ∈ 1 … M ∖ k if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
220 118 218 219 sylc ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P ∥ if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k ⁢ ∏ j ∈ 1 … M ∖ k if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
221 fzfid ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → 1 … M ∈ Fin
222 93 zcnd ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … M → if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℂ
223 222 3ad2antl1 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ j ∈ 1 … M → if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℂ
224 simp2 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → k ∈ 1 … M
225 fveq2 ⊢ j = k → D ⁡ j = D ⁡ k
226 225 breq2d ⊢ j = k → P < D ⁡ j ↔ P < D ⁡ k
227 225 oveq2d ⊢ j = k → P − D ⁡ j = P − D ⁡ k
228 227 fveq2d ⊢ j = k → P − D ⁡ j ! = P − D ⁡ k !
229 228 oveq2d ⊢ j = k → P ! P − D ⁡ j ! = P ! P − D ⁡ k !
230 oveq2 ⊢ j = k → J − j = J − k
231 230 227 oveq12d ⊢ j = k → J − j P − D ⁡ j = J − k P − D ⁡ k
232 229 231 oveq12d ⊢ j = k → P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
233 226 232 ifbieq2d ⊢ j = k → if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
234 233 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ ∧ j = k → if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k
235 221 223 224 234 fprodsplit1 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = if P < D ⁡ k 0 P ! P − D ⁡ k ! ⁢ J − k P − D ⁡ k ⁢ ∏ j ∈ 1 … M ∖ k if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
236 220 235 breqtrrd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P ∥ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
237 dvdsmultr2 ⊢ P ∈ ℤ ∧ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ∈ ℤ ∧ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℤ → P ∥ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j → P ∥ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
238 96 236 237 sylc ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P ∥ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
239 238 3adant1r ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P ∥ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
240 simpr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → D ⁡ 0 = P − 1
241 eluzfz1 ⊢ M ∈ ℤ ≥ 0 → 0 ∈ 0 … M
242 19 241 syl ⊢ φ → 0 ∈ 0 … M
243 26 242 ffvelcdmd ⊢ φ → D ⁡ 0 ∈ 0 … I
244 134 243 sselid ⊢ φ → D ⁡ 0 ∈ ℝ
245 244 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → D ⁡ 0 ∈ ℝ
246 62 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → P − 1 ∈ ℝ
247 245 246 lttri3d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → D ⁡ 0 = P − 1 ↔ ¬ D ⁡ 0 < P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0
248 240 247 mpbid ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → ¬ D ⁡ 0 < P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0
249 248 simprd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → ¬ P − 1 < D ⁡ 0
250 249 iffalsed ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 = P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0
251 oveq2 ⊢ D ⁡ 0 = P − 1 → P - 1 - D ⁡ 0 = P - 1 - P − 1
252 63 subidd ⊢ φ → P - 1 - P − 1 = 0
253 251 252 sylan9eqr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → P - 1 - D ⁡ 0 = 0
254 253 fveq2d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → P - 1 - D ⁡ 0 ! = 0 !
255 fac0 ⊢ 0 ! = 1
256 254 255 eqtrdi ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → P - 1 - D ⁡ 0 ! = 1
257 256 oveq2d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! = P − 1 ! 1
258 197 div1d ⊢ φ → P − 1 ! 1 = P − 1 !
259 258 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → P − 1 ! 1 = P − 1 !
260 257 259 eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! = P − 1 !
261 253 oveq2d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → J P - 1 - D ⁡ 0 = J 0
262 91 zcnd ⊢ φ → J ∈ ℂ
263 262 exp0d ⊢ φ → J 0 = 1
264 263 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → J 0 = 1
265 261 264 eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → J P - 1 - D ⁡ 0 = 1
266 260 265 oveq12d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 = P − 1 ! ⋅ 1
267 197 mulridd ⊢ φ → P − 1 ! ⋅ 1 = P − 1 !
268 267 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → P − 1 ! ⋅ 1 = P − 1 !
269 250 266 268 3eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 = P − 1 !
270 269 oveq1d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
271 270 oveq2d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
272 271 oveq1d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 ! = I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 !
273 84 nncnd ⊢ φ → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ∈ ℂ
274 94 zcnd ⊢ φ → ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℂ
275 197 274 mulcld ⊢ φ → P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j ∈ ℂ
276 196 nnne0d ⊢ φ → P − 1 ! ≠ 0
277 273 275 197 276 divassd ⊢ φ → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 ! = I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 !
278 277 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 ! = I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 !
279 274 197 276 divcan3d ⊢ φ → P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 ! = ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
280 279 oveq2d ⊢ φ → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 ! = I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
281 280 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ P − 1 ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 ! = I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
282 272 278 281 3eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 ! = I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
283 282 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 ! = I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
284 239 283 breqtrrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 ∧ k ∈ 1 … M ∧ D ⁡ k ∈ ℕ → P ∥ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 !
285 284 rexlimdv3a ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → ∃ k ∈ 1 … M D ⁡ k ∈ ℕ → P ∥ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 !
286 72 285 mpd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 = P − 1 → P ∥ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 !
287 120 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → P ∥ 0
288 simpr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ P − 1 < D ⁡ 0 → P − 1 < D ⁡ 0
289 288 iftrued ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ P − 1 < D ⁡ 0 → if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 = 0
290 simpr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0 → ¬ P − 1 < D ⁡ 0
291 290 iffalsed ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0 → if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 = P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0
292 simpll ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0 → φ
293 244 ad2antrr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0 → D ⁡ 0 ∈ ℝ
294 62 ad2antrr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0 → P − 1 ∈ ℝ
295 293 294 290 nltled ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0 → D ⁡ 0 ≤ P − 1
296 id ⊢ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → D ⁡ 0 ≠ P − 1
297 296 necomd ⊢ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → P − 1 ≠ D ⁡ 0
298 297 ad2antlr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0 → P − 1 ≠ D ⁡ 0
299 293 294 295 298 leneltd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0 → D ⁡ 0 < P − 1
300 5 oveq1d ⊢ φ → J P - 1 - D ⁡ 0 = 0 P - 1 - D ⁡ 0
301 300 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → J P - 1 - D ⁡ 0 = 0 P - 1 - D ⁡ 0
302 243 elfzelzd ⊢ φ → D ⁡ 0 ∈ ℤ
303 164 302 zsubcld ⊢ φ → P - 1 - D ⁡ 0 ∈ ℤ
304 303 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P - 1 - D ⁡ 0 ∈ ℤ
305 simpr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → D ⁡ 0 < P − 1
306 244 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → D ⁡ 0 ∈ ℝ
307 62 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P − 1 ∈ ℝ
308 306 307 posdifd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → D ⁡ 0 < P − 1 ↔ 0 < P - 1 - D ⁡ 0
309 305 308 mpbid ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → 0 < P - 1 - D ⁡ 0
310 elnnz ⊢ P - 1 - D ⁡ 0 ∈ ℕ ↔ P - 1 - D ⁡ 0 ∈ ℤ ∧ 0 < P - 1 - D ⁡ 0
311 304 309 310 sylanbrc ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P - 1 - D ⁡ 0 ∈ ℕ
312 311 0expd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → 0 P - 1 - D ⁡ 0 = 0
313 301 312 eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → J P - 1 - D ⁡ 0 = 0
314 313 oveq2d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 = P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⋅ 0
315 197 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P − 1 ! ∈ ℂ
316 311 nnnn0d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P - 1 - D ⁡ 0 ∈ ℕ 0
317 316 faccld ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P - 1 - D ⁡ 0 ! ∈ ℕ
318 317 nncnd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P - 1 - D ⁡ 0 ! ∈ ℂ
319 317 nnne0d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P - 1 - D ⁡ 0 ! ≠ 0
320 315 318 319 divcld ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ∈ ℂ
321 320 mul01d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⋅ 0 = 0
322 314 321 eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 < P − 1 → P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 = 0
323 292 299 322 syl2anc ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0 → P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 = 0
324 291 323 eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 ∧ ¬ P − 1 < D ⁡ 0 → if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 = 0
325 289 324 pm2.61dan ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 = 0
326 325 oveq1d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = 0 ⋅ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j
327 274 mul02d ⊢ φ → 0 ⋅ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = 0
328 327 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → 0 ⋅ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = 0
329 326 328 eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = 0
330 329 oveq2d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⋅ 0
331 273 mul01d ⊢ φ → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⋅ 0 = 0
332 331 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⋅ 0 = 0
333 330 332 eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j = 0
334 333 oveq1d ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 ! = 0 P − 1 !
335 197 276 div0d ⊢ φ → 0 P − 1 ! = 0
336 335 adantr ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → 0 P − 1 ! = 0
337 334 336 eqtrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 ! = 0
338 287 337 breqtrrd ⊢ φ ∧ D ⁡ 0 ≠ P − 1 → P ∥ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 !
339 286 338 pm2.61dane ⊢ φ → P ∥ I ! ∏ j = 0 M D ⁡ j ! ⁢ if P − 1 < D ⁡ 0 0 P − 1 ! P - 1 - D ⁡ 0 ! ⁢ J P - 1 - D ⁡ 0 ⁢ ∏ j = 1 M if P < D ⁡ j 0 P ! P − D ⁡ j ! ⁢ J − j P − D ⁡ j P − 1 !