Proof of Theorem basellem2
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | basel.p |
. . 3
⊢ 𝑃 = (𝑡 ∈ ℂ ↦ Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) · (𝑡↑𝑗))) |
2 | | ssid 3624 |
. . . . 5
⊢ ℂ
⊆ ℂ |
3 | 2 | a1i 11 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ℂ
⊆ ℂ) |
4 | | nnnn0 11299 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈
ℕ0) |
5 | | elfznn0 12433 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑀) → 𝑗 ∈ ℕ0) |
6 | | oveq2 6658 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑛 = 𝑗 → (2 · 𝑛) = (2 · 𝑗)) |
7 | 6 | oveq2d 6666 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑗 → (𝑁C(2 · 𝑛)) = (𝑁C(2 · 𝑗))) |
8 | | oveq2 6658 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑛 = 𝑗 → (𝑀 − 𝑛) = (𝑀 − 𝑗)) |
9 | 8 | oveq2d 6666 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑗 → (-1↑(𝑀 − 𝑛)) = (-1↑(𝑀 − 𝑗))) |
10 | 7, 9 | oveq12d 6668 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 = 𝑗 → ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))) = ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
11 | | eqid 2622 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛)))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛)))) |
12 | | ovex 6678 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) ∈ V |
13 | 10, 11, 12 | fvmpt 6282 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑗 ∈ ℕ0
→ ((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
14 | 5, 13 | syl 17 |
. . . . . 6
⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑀) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
15 | 14 | adantl 482 |
. . . . 5
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
16 | | basel.n |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ 𝑁 = ((2 · 𝑀) + 1) |
17 | | 2nn 11185 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ 2 ∈
ℕ |
18 | | nnmulcl 11043 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((2
∈ ℕ ∧ 𝑀
∈ ℕ) → (2 · 𝑀) ∈ ℕ) |
19 | 17, 18 | mpan 706 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ∈
ℕ) |
20 | 19 | peano2nnd 11037 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((2
· 𝑀) + 1) ∈
ℕ) |
21 | 16, 20 | syl5eqel 2705 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑁 ∈
ℕ) |
22 | 21 | nnnn0d 11351 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑁 ∈
ℕ0) |
23 | | 2z 11409 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 2 ∈
ℤ |
24 | | nn0z 11400 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑛 ∈ ℕ0
→ 𝑛 ∈
ℤ) |
25 | | zmulcl 11426 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((2
∈ ℤ ∧ 𝑛
∈ ℤ) → (2 · 𝑛) ∈ ℤ) |
26 | 23, 24, 25 | sylancr 695 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑛 ∈ ℕ0
→ (2 · 𝑛)
∈ ℤ) |
27 | | bccl 13109 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ (2 · 𝑛) ∈
ℤ) → (𝑁C(2
· 𝑛)) ∈
ℕ0) |
28 | 22, 26, 27 | syl2an 494 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0)
→ (𝑁C(2 · 𝑛)) ∈
ℕ0) |
29 | 28 | nn0cnd 11353 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0)
→ (𝑁C(2 · 𝑛)) ∈
ℂ) |
30 | | nnz 11399 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈
ℤ) |
31 | | zsubcl 11419 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝑀 − 𝑛) ∈ ℤ) |
32 | 30, 24, 31 | syl2an 494 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0)
→ (𝑀 − 𝑛) ∈
ℤ) |
33 | | neg1cn 11124 |
. . . . . . . . . 10
⊢ -1 ∈
ℂ |
34 | | neg1ne0 11126 |
. . . . . . . . . 10
⊢ -1 ≠
0 |
35 | | expclz 12885 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((-1
∈ ℂ ∧ -1 ≠ 0 ∧ (𝑀 − 𝑛) ∈ ℤ) → (-1↑(𝑀 − 𝑛)) ∈ ℂ) |
36 | 33, 34, 35 | mp3an12 1414 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑀 − 𝑛) ∈ ℤ → (-1↑(𝑀 − 𝑛)) ∈ ℂ) |
37 | 32, 36 | syl 17 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0)
→ (-1↑(𝑀 −
𝑛)) ∈
ℂ) |
38 | 29, 37 | mulcld 10060 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0)
→ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))) ∈
ℂ) |
39 | 38, 11 | fmptd 6385 |
. . . . . 6
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛)))):ℕ0⟶ℂ) |
40 | | ffvelrn 6357 |
. . . . . 6
⊢ (((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛)))):ℕ0⟶ℂ ∧
𝑗 ∈
ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ∈ ℂ) |
41 | 39, 5, 40 | syl2an 494 |
. . . . 5
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ∈ ℂ) |
42 | 15, 41 | eqeltrrd 2702 |
. . . 4
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) ∈ ℂ) |
43 | 3, 4, 42 | elplyd 23958 |
. . 3
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑡 ∈ ℂ ↦
Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) · (𝑡↑𝑗))) ∈
(Poly‘ℂ)) |
44 | 1, 43 | syl5eqel 2705 |
. 2
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑃 ∈
(Poly‘ℂ)) |
45 | | nnre 11027 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈
ℝ) |
46 | | nn0re 11301 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑗 ∈ ℕ0
→ 𝑗 ∈
ℝ) |
47 | | ltnle 10117 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → (𝑀 < 𝑗 ↔ ¬ 𝑗 ≤ 𝑀)) |
48 | 45, 46, 47 | syl2an 494 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (𝑀 < 𝑗 ↔ ¬ 𝑗 ≤ 𝑀)) |
49 | 13 | ad2antlr 763 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
50 | 22 | ad2antrr 762 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑁 ∈
ℕ0) |
51 | | nn0z 11400 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑗 ∈ ℕ0
→ 𝑗 ∈
ℤ) |
52 | 51 | ad2antlr 763 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑗 ∈ ℤ) |
53 | | zmulcl 11426 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((2
∈ ℤ ∧ 𝑗
∈ ℤ) → (2 · 𝑗) ∈ ℤ) |
54 | 23, 52, 53 | sylancr 695 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · 𝑗) ∈
ℤ) |
55 | | ax-1cn 9994 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ 1 ∈
ℂ |
56 | 55 | 2timesi 11147 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (2
· 1) = (1 + 1) |
57 | 56 | oveq2i 6661 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((2
· 𝑀) + (2 ·
1)) = ((2 · 𝑀) + (1
+ 1)) |
58 | | 2cnd 11093 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 2 ∈
ℂ) |
59 | | nncn 11028 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈
ℂ) |
60 | 59 | ad2antrr 762 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑀 ∈ ℂ) |
61 | 55 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 1 ∈
ℂ) |
62 | 58, 60, 61 | adddid 10064 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · (𝑀 + 1)) = ((2 · 𝑀) + (2 ·
1))) |
63 | 16 | oveq1i 6660 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑁 + 1) = (((2 · 𝑀) + 1) + 1) |
64 | 19 | ad2antrr 762 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · 𝑀) ∈
ℕ) |
65 | 64 | nncnd 11036 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · 𝑀) ∈
ℂ) |
66 | 65, 61, 61 | addassd 10062 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (((2 · 𝑀) + 1) + 1) = ((2 · 𝑀) + (1 + 1))) |
67 | 63, 66 | syl5eq 2668 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑁 + 1) = ((2 · 𝑀) + (1 + 1))) |
68 | 57, 62, 67 | 3eqtr4a 2682 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · (𝑀 + 1)) = (𝑁 + 1)) |
69 | | zltp1le 11427 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝑀 < 𝑗 ↔ (𝑀 + 1) ≤ 𝑗)) |
70 | 30, 51, 69 | syl2an 494 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (𝑀 < 𝑗 ↔ (𝑀 + 1) ≤ 𝑗)) |
71 | 70 | biimpa 501 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑀 + 1) ≤ 𝑗) |
72 | 45 | ad2antrr 762 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑀 ∈ ℝ) |
73 | | peano2re 10209 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑀 ∈ ℝ → (𝑀 + 1) ∈
ℝ) |
74 | 72, 73 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑀 + 1) ∈ ℝ) |
75 | 46 | ad2antlr 763 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑗 ∈ ℝ) |
76 | | 2re 11090 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ 2 ∈
ℝ |
77 | | 2pos 11112 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ 0 <
2 |
78 | 76, 77 | pm3.2i 471 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (2 ∈
ℝ ∧ 0 < 2) |
79 | 78 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 ∈ ℝ ∧
0 < 2)) |
80 | | lemul2 10876 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑀 + 1) ∈ ℝ ∧ 𝑗 ∈ ℝ ∧ (2 ∈
ℝ ∧ 0 < 2)) → ((𝑀 + 1) ≤ 𝑗 ↔ (2 · (𝑀 + 1)) ≤ (2 · 𝑗))) |
81 | 74, 75, 79, 80 | syl3anc 1326 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → ((𝑀 + 1) ≤ 𝑗 ↔ (2 · (𝑀 + 1)) ≤ (2 · 𝑗))) |
82 | 71, 81 | mpbid 222 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (2 · (𝑀 + 1)) ≤ (2 · 𝑗)) |
83 | 68, 82 | eqbrtrrd 4677 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑁 + 1) ≤ (2 · 𝑗)) |
84 | 21 | nnzd 11481 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑁 ∈
ℤ) |
85 | 84 | ad2antrr 762 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑁 ∈ ℤ) |
86 | | zltp1le 11427 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (2
· 𝑗) ∈ ℤ)
→ (𝑁 < (2 ·
𝑗) ↔ (𝑁 + 1) ≤ (2 · 𝑗))) |
87 | 85, 54, 86 | syl2anc 693 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑁 < (2 · 𝑗) ↔ (𝑁 + 1) ≤ (2 · 𝑗))) |
88 | 83, 87 | mpbird 247 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → 𝑁 < (2 · 𝑗)) |
89 | 88 | olcd 408 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → ((2 · 𝑗) < 0 ∨ 𝑁 < (2 · 𝑗))) |
90 | | bcval4 13094 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0
∧ (2 · 𝑗) ∈
ℤ ∧ ((2 · 𝑗) < 0 ∨ 𝑁 < (2 · 𝑗))) → (𝑁C(2 · 𝑗)) = 0) |
91 | 50, 54, 89, 90 | syl3anc 1326 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (𝑁C(2 · 𝑗)) = 0) |
92 | 91 | oveq1d 6665 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → ((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) = (0 · (-1↑(𝑀 − 𝑗)))) |
93 | | zsubcl 11419 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝑀 − 𝑗) ∈ ℤ) |
94 | 30, 51, 93 | syl2an 494 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (𝑀 − 𝑗) ∈
ℤ) |
95 | | expclz 12885 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((-1
∈ ℂ ∧ -1 ≠ 0 ∧ (𝑀 − 𝑗) ∈ ℤ) → (-1↑(𝑀 − 𝑗)) ∈ ℂ) |
96 | 33, 34, 95 | mp3an12 1414 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑀 − 𝑗) ∈ ℤ → (-1↑(𝑀 − 𝑗)) ∈ ℂ) |
97 | 94, 96 | syl 17 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (-1↑(𝑀 −
𝑗)) ∈
ℂ) |
98 | 97 | adantr 481 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (-1↑(𝑀 − 𝑗)) ∈ ℂ) |
99 | 98 | mul02d 10234 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → (0 ·
(-1↑(𝑀 − 𝑗))) = 0) |
100 | 49, 92, 99 | 3eqtrd 2660 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
∧ 𝑀 < 𝑗) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = 0) |
101 | 100 | ex 450 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (𝑀 < 𝑗 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = 0)) |
102 | 48, 101 | sylbird 250 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (¬ 𝑗 ≤ 𝑀 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) = 0)) |
103 | 102 | necon1ad 2811 |
. . . . 5
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0)
→ (((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ≠ 0 → 𝑗 ≤ 𝑀)) |
104 | 103 | ralrimiva 2966 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
∀𝑗 ∈
ℕ0 (((𝑛
∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ≠ 0 → 𝑗 ≤ 𝑀)) |
105 | | plyco0 23948 |
. . . . 5
⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0
∧ (𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛)))):ℕ0⟶ℂ)
→ (((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛)))) “
(ℤ≥‘(𝑀 + 1))) = {0} ↔ ∀𝑗 ∈ ℕ0
(((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ≠ 0 → 𝑗 ≤ 𝑀))) |
106 | 4, 39, 105 | syl2anc 693 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛)))) “
(ℤ≥‘(𝑀 + 1))) = {0} ↔ ∀𝑗 ∈ ℕ0
(((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) ≠ 0 → 𝑗 ≤ 𝑀))) |
107 | 104, 106 | mpbird 247 |
. . 3
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛)))) “
(ℤ≥‘(𝑀 + 1))) = {0}) |
108 | 14 | oveq1d 6665 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑀) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) · (𝑡↑𝑗)) = (((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) · (𝑡↑𝑗))) |
109 | 108 | sumeq2i 14429 |
. . . . . 6
⊢
Σ𝑗 ∈
(0...𝑀)(((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) · (𝑡↑𝑗)) = Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) · (𝑡↑𝑗)) |
110 | 109 | mpteq2i 4741 |
. . . . 5
⊢ (𝑡 ∈ ℂ ↦
Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) · (𝑡↑𝑗))) = (𝑡 ∈ ℂ ↦ Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑁C(2 · 𝑗)) · (-1↑(𝑀 − 𝑗))) · (𝑡↑𝑗))) |
111 | 1, 110 | eqtr4i 2647 |
. . . 4
⊢ 𝑃 = (𝑡 ∈ ℂ ↦ Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) · (𝑡↑𝑗))) |
112 | 111 | a1i 11 |
. . 3
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑃 = (𝑡 ∈ ℂ ↦ Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑗) · (𝑡↑𝑗)))) |
113 | | oveq2 6658 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (2 · 𝑛) = (2 · 𝑀)) |
114 | 113 | oveq2d 6666 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑁C(2 · 𝑛)) = (𝑁C(2 · 𝑀))) |
115 | | oveq2 6658 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (𝑀 − 𝑛) = (𝑀 − 𝑀)) |
116 | 115 | oveq2d 6666 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 = 𝑀 → (-1↑(𝑀 − 𝑛)) = (-1↑(𝑀 − 𝑀))) |
117 | 114, 116 | oveq12d 6668 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑛 = 𝑀 → ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))) = ((𝑁C(2 · 𝑀)) · (-1↑(𝑀 − 𝑀)))) |
118 | | ovex 6678 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁C(2 · 𝑀)) · (-1↑(𝑀 − 𝑀))) ∈ V |
119 | 117, 11, 118 | fvmpt 6282 |
. . . . . 6
⊢ (𝑀 ∈ ℕ0
→ ((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑀) = ((𝑁C(2 · 𝑀)) · (-1↑(𝑀 − 𝑀)))) |
120 | 4, 119 | syl 17 |
. . . . 5
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑀) = ((𝑁C(2 · 𝑀)) · (-1↑(𝑀 − 𝑀)))) |
121 | 59 | subidd 10380 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑀 − 𝑀) = 0) |
122 | 121 | oveq2d 6666 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
(-1↑(𝑀 − 𝑀)) =
(-1↑0)) |
123 | | exp0 12864 |
. . . . . . . 8
⊢ (-1
∈ ℂ → (-1↑0) = 1) |
124 | 33, 123 | ax-mp 5 |
. . . . . . 7
⊢
(-1↑0) = 1 |
125 | 122, 124 | syl6eq 2672 |
. . . . . 6
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
(-1↑(𝑀 − 𝑀)) = 1) |
126 | 125 | oveq2d 6666 |
. . . . 5
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑁C(2 · 𝑀)) · (-1↑(𝑀 − 𝑀))) = ((𝑁C(2 · 𝑀)) · 1)) |
127 | 19 | nnred 11035 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ∈
ℝ) |
128 | 127 | lep1d 10955 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ≤ ((2
· 𝑀) +
1)) |
129 | 128, 16 | syl6breqr 4695 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ≤ 𝑁) |
130 | 19 | nnnn0d 11351 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ∈
ℕ0) |
131 | | nn0uz 11722 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
ℕ0 = (ℤ≥‘0) |
132 | 130, 131 | syl6eleq 2711 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ∈
(ℤ≥‘0)) |
133 | | elfz5 12334 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((2
· 𝑀) ∈
(ℤ≥‘0) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((2 · 𝑀) ∈ (0...𝑁) ↔ (2 · 𝑀) ≤ 𝑁)) |
134 | 132, 84, 133 | syl2anc 693 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((2
· 𝑀) ∈
(0...𝑁) ↔ (2 ·
𝑀) ≤ 𝑁)) |
135 | 129, 134 | mpbird 247 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (2
· 𝑀) ∈
(0...𝑁)) |
136 | | bccl2 13110 |
. . . . . . . 8
⊢ ((2
· 𝑀) ∈
(0...𝑁) → (𝑁C(2 · 𝑀)) ∈ ℕ) |
137 | 135, 136 | syl 17 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑁C(2 · 𝑀)) ∈ ℕ) |
138 | 137 | nncnd 11036 |
. . . . . 6
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑁C(2 · 𝑀)) ∈ ℂ) |
139 | 138 | mulid1d 10057 |
. . . . 5
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑁C(2 · 𝑀)) · 1) = (𝑁C(2 · 𝑀))) |
140 | 120, 126,
139 | 3eqtrd 2660 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑀) = (𝑁C(2 · 𝑀))) |
141 | 137 | nnne0d 11065 |
. . . 4
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑁C(2 · 𝑀)) ≠ 0) |
142 | 140, 141 | eqnetrd 2861 |
. . 3
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))))‘𝑀) ≠ 0) |
143 | 44, 4, 39, 107, 112, 142 | dgreq 24000 |
. 2
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
(deg‘𝑃) = 𝑀) |
144 | 44, 4, 39, 107, 112 | coeeq 23983 |
. 2
⊢ (𝑀 ∈ ℕ →
(coeff‘𝑃) = (𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((𝑁C(2 ·
𝑛)) ·
(-1↑(𝑀 − 𝑛))))) |
145 | 44, 143, 144 | 3jca 1242 |
1
⊢ (𝑀 ∈ ℕ → (𝑃 ∈ (Poly‘ℂ)
∧ (deg‘𝑃) = 𝑀 ∧ (coeff‘𝑃) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑁C(2 · 𝑛)) · (-1↑(𝑀 − 𝑛)))))) |