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Theorem stirlinglem7 27932
Description: Algebraic manipulation of the formula for J(n) (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stirlinglem7.1  |-  J  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  n ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( n  +  1 )  /  n ) ) )  -  1 ) )
stirlinglem7.2  |-  K  =  ( k  e.  NN  |->  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) ) ) )
stirlinglem7.3  |-  H  =  ( k  e.  NN0  |->  ( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) )
Assertion
Ref Expression
stirlinglem7  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  K )  ~~>  ( J `
 N ) )
Distinct variable groups:    k, n    n, H    n, K    k, N, n
Allowed substitution hints:    H( k)    J( k, n)    K( k)

Proof of Theorem stirlinglem7
Dummy variables  i 
j are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nnuz 10279 . . . 4  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
2 1z 10069 . . . . 5  |-  1  e.  ZZ
32a1i 10 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  1  e.  ZZ )
4 1e0p1 10168 . . . . . . . 8  |-  1  =  ( 0  +  1 )
54a1i 10 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  1  =  ( 0  +  1 ) )
65seqeq1d 11068 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  H )  =  seq  ( 0  +  1 ) (  +  ,  H ) )
7 nn0uz 10278 . . . . . . 7  |-  NN0  =  ( ZZ>= `  0 )
8 0nn0 9996 . . . . . . . 8  |-  0  e.  NN0
98a1i 10 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  0  e.  NN0 )
10 stirlinglem7.3 . . . . . . . . . 10  |-  H  =  ( k  e.  NN0  |->  ( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) )
1110a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  ->  H  =  ( k  e.  NN0  |->  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) ) )
12 oveq2 5882 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  =  j  ->  (
2  x.  k )  =  ( 2  x.  j ) )
1312oveq1d 5889 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  j  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  =  ( ( 2  x.  j )  +  1 ) )
1413oveq2d 5890 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  j  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) )
1513oveq2d 5890 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  j  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) )
1614, 15oveq12d 5892 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  j  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  j )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  j
)  +  1 ) ) ) )
1716oveq2d 5890 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  j  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  j )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) ) ) )
1817adantl 452 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  /\  k  =  j
)  ->  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  j
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) ) ) )
19 simpr 447 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
j  e.  NN0 )
20 2cn 9832 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  CC
2120a1i 10 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
2  e.  CC )
2220a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  e.  NN0  ->  2  e.  CC )
23 nn0cn 9991 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  e.  NN0  ->  j  e.  CC )
2422, 23mulcld 8871 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( 2  x.  j )  e.  CC )
25 ax-1cn 8811 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  1  e.  CC
2625a1i 10 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  e.  NN0  ->  1  e.  CC )
2724, 26addcld 8870 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( ( 2  x.  j )  +  1 )  e.  CC )
2827adantl 452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  j )  +  1 )  e.  CC )
29 0re 8854 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  0  e.  RR
3029a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  e.  RR )
31 1re 8853 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  1  e.  RR
3231a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( j  e.  NN0  ->  1  e.  RR )
33 2re 9831 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  2  e.  RR
3433a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( j  e.  NN0  ->  2  e.  RR )
35 nn0re 9990 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( j  e.  NN0  ->  j  e.  RR )
3634, 35remulcld 8879 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( 2  x.  j )  e.  RR )
3736, 32readdcld 8878 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( ( 2  x.  j )  +  1 )  e.  RR )
38 0lt1 9312 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  0  <  1
3938a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  <  1 )
404a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( j  e.  NN0  ->  1  =  ( 0  +  1 ) )
41 2pos 9844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  0  <  2
4229, 33ltlei 8956 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( 0  <  2  ->  0  <_  2 )
4341, 42ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  0  <_  2
4443a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  <_ 
2 )
45 nn0ge0 10007 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  <_ 
j )
4634, 35, 44, 45mulge0d 9365 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  <_ 
( 2  x.  j
) )
4730, 36, 32, 46leadd1dd 9402 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( 0  +  1 )  <_ 
( ( 2  x.  j )  +  1 ) )
4840, 47eqbrtrd 4059 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( j  e.  NN0  ->  1  <_ 
( ( 2  x.  j )  +  1 ) )
4930, 32, 37, 39, 48ltletrd 8992 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  < 
( ( 2  x.  j )  +  1 ) )
5030, 49ltned 8971 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  =/=  ( ( 2  x.  j )  +  1 ) )
5150adantl 452 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
0  =/=  ( ( 2  x.  j )  +  1 ) )
5251necomd 2542 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  j )  +  1 )  =/=  0 )
5328, 52reccld 9545 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( 1  /  (
( 2  x.  j
)  +  1 ) )  e.  CC )
54 nncn 9770 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  CC )
5554adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  ->  N  e.  CC )
5621, 55mulcld 8871 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( 2  x.  N
)  e.  CC )
5725a1i 10 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
1  e.  CC )
5856, 57addcld 8870 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  N )  +  1 )  e.  CC )
5929a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  0  e.  RR )
6031a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  1  e.  RR )
6133a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( N  e.  NN  ->  2  e.  RR )
62 nnre 9769 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  RR )
6361, 62remulcld 8879 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  N )  e.  RR )
6463, 60readdcld 8878 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  N
)  +  1 )  e.  RR )
6538a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <  1 )
6643a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <_  2 )
67 nngt0 9791 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <  N )
6859, 62, 67ltled 8983 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <_  N )
6961, 62, 66, 68mulge0d 9365 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <_  ( 2  x.  N
) )
7059, 63, 60, 69leadd1dd 9402 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( N  e.  NN  ->  (
0  +  1 )  <_  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
715, 70eqbrtrd 4059 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  1  <_  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
7259, 60, 64, 65, 71ltletrd 8992 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
7359, 72ltned 8971 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( N  e.  NN  ->  0  =/=  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
7473necomd 2542 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  N
)  +  1 )  =/=  0 )
7574adantr 451 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  N )  +  1 )  =/=  0 )
7658, 75reccld 9545 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) )  e.  CC )
77 2nn0 9998 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  2  e.  NN0
7877a1i 10 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
2  e.  NN0 )
7978, 19nn0mulcld 10039 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( 2  x.  j
)  e.  NN0 )
80 1nn0 9997 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  1  e.  NN0
8180a1i 10 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
1  e.  NN0 )
8279, 81nn0addcld 10038 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  j )  +  1 )  e.  NN0 )
8376, 82expcld 11261 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  j
)  +  1 ) )  e.  CC )
8453, 83mulcld 8871 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 1  / 
( ( 2  x.  j )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) )  e.  CC )
8521, 84mulcld 8871 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  j
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) ) )  e.  CC )
8611, 18, 19, 85fvmptd 5622 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( H `  j
)  =  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  j )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  j
)  +  1 ) ) ) ) )
8786, 85eqeltrd 2370 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( H `  j
)  e.  CC )
8810stirlinglem6 27931 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  0 (  +  ,  H )  ~~>  ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) ) )
897, 9, 87, 88clim2ser 12144 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  ( 0  +  1 ) (  +  ,  H )  ~~>  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  (  seq  0
(  +  ,  H
) `  0 )
) )
906, 89eqbrtrd 4059 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  H )  ~~>  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  (  seq  0
(  +  ,  H
) `  0 )
) )
91 0z 10051 . . . . . . . . 9  |-  0  e.  ZZ
92 seq1 11075 . . . . . . . . 9  |-  ( 0  e.  ZZ  ->  (  seq  0 (  +  ,  H ) `  0
)  =  ( H `
 0 ) )
9391, 92ax-mp 8 . . . . . . . 8  |-  (  seq  0 (  +  ,  H ) `  0
)  =  ( H `
 0 )
9493a1i 10 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  (  seq  0 (  +  ,  H ) `  0
)  =  ( H `
 0 ) )
9510a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  H  =  ( k  e. 
NN0  |->  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) ) )
96 simpr 447 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  k  =  0 )
9796oveq2d 5890 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( 2  x.  k )  =  ( 2  x.  0 ) )
9897oveq1d 5889 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )
9998oveq2d 5890 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( 1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) )
10098oveq2d 5890 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) )
10199, 100oveq12d 5892 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  /  (
( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) )
102101oveq2d 5890 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) ) )
10320a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  2  e.  CC )
104 0cn 8847 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  0  e.  CC
105104a1i 10 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( N  e.  NN  ->  0  e.  CC )
106103, 105mulcld 8871 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  0 )  e.  CC )
10725a1i 10 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  1  e.  CC )
108106, 107addcld 8870 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  0 )  +  1 )  e.  CC )
109103mul01d 9027 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  0 )  =  0 )
110109eqcomd 2301 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  0  =  ( 2  x.  0 ) )
111110oveq1d 5889 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( N  e.  NN  ->  (
0  +  1 )  =  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )
1125, 111eqtrd 2328 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  NN  ->  1  =  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )
11365, 112breqtrd 4063 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )
11459, 113ltned 8971 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  0  =/=  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )
115114necomd 2542 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  0 )  +  1 )  =/=  0 )
116108, 115reccld 9545 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  e.  CC )
117103, 54mulcld 8871 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  N )  e.  CC )
118117, 107addcld 8870 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  N
)  +  1 )  e.  CC )
119118, 74reccld 9545 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  e.  CC )
120112, 80syl6eqelr 2385 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  0 )  +  1 )  e.  NN0 )
121119, 120expcld 11261 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  e.  CC )
122116, 121mulcld 8871 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) )  e.  CC )
123103, 122mulcld 8871 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) )  e.  CC )
12495, 102, 9, 123fvmptd 5622 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  ( H `  0 )  =  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) ) )
125109oveq1d 5889 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  0 )  +  1 )  =  ( 0  +  1 ) )
1265eqcomd 2301 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  NN  ->  (
0  +  1 )  =  1 )
127125, 126eqtrd 2328 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  0 )  +  1 )  =  1 )
128127oveq2d 5890 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  =  ( 1  / 
1 ) )
129107div1d 9544 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  /  1 )  =  1 )
130128, 129eqtrd 2328 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  =  1 )
131127oveq2d 5890 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
1 ) )
132119exp1d 11256 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ 1 )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
133131, 132eqtrd 2328 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
134130, 133oveq12d 5892 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) )  =  ( 1  x.  ( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ) )
135119mulid2d 8869 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  x.  ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
136134, 135eqtrd 2328 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
137136oveq2d 5890 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  ( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ) )
138103, 107, 118, 74divassd 9587 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  =  ( 2  x.  ( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ) )
139138eqcomd 2301 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )  =  ( ( 2  x.  1 )  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
140103mulid1d 8868 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  1 )  =  2 )
141140oveq1d 5889 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  =  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
142137, 139, 1413eqtrd 2332 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
14394, 124, 1423eqtrd 2332 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  (  seq  0 (  +  ,  H ) `  0
)  =  ( 2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
144143oveq2d 5890 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) )  -  (  seq  0 (  +  ,  H ) `  0
) )  =  ( ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )
14590, 144breqtrd 4063 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  H )  ~~>  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )
146107, 117addcld 8870 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  +  ( 2  x.  N ) )  e.  CC )
147146halfcld 9972 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  e.  CC )
148 seqex 11064 . . . . 5  |-  seq  1
(  +  ,  K
)  e.  _V
149148a1i 10 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  K )  e.  _V )
1501eleq2i 2360 . . . . . . 7  |-  ( j  e.  NN  <->  j  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
151150biimpi 186 . . . . . 6  |-  ( j  e.  NN  ->  j  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
152151adantl 452 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  ->  j  e.  ( ZZ>= ` 
1 ) )
15310a1i 10 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  H  =  ( k  e.  NN0  |->  ( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) ) )
154 oveq2 5882 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  n  ->  (
2  x.  k )  =  ( 2  x.  n ) )
155154oveq1d 5889 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  n  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  =  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
156155oveq2d 5890 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  n  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
157155oveq2d 5890 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  n  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
158156, 157oveq12d 5892 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  n  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )
159158oveq2d 5890 . . . . . . . 8  |-  ( k  =  n  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
160159adantl 452 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j
) )  /\  k  =  n )  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
161 elfzuz 10810 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  ( 1 ... j )  ->  n  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
1621eleq2i 2360 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  <->  n  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
163162biimpri 197 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  ( ZZ>= `  1
)  ->  n  e.  NN )
164 nnnn0 9988 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  NN0 )
165161, 163, 1643syl 18 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  ( 1 ... j )  ->  n  e.  NN0 )
166165adantl 452 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  n  e.  NN0 )
16720a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  2  e.  CC )
168166nn0cnd 10036 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  n  e.  CC )
169167, 168mulcld 8871 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  n )  e.  CC )
17025a1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  1  e.  CC )
171169, 170addcld 8870 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  e.  CC )
172161, 163syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  ( 1 ... j )  ->  n  e.  NN )
17329a1i 10 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  0  e.  RR )
17431a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  1  e.  RR )
17533a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  RR )
176 nnre 9769 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  RR )
177175, 176remulcld 8879 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR )
178177, 174readdcld 8878 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  e.  RR )
17938a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  1 )
180 2rp 10375 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  2  e.  RR+
181180a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  RR+ )
182 nnrp 10379 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  RR+ )
183181, 182rpmulcld 10422 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR+ )
184174, 183ltaddrp2d 10436 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  1  <  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
185173, 174, 178, 179, 184lttrd 8993 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
186173, 185ltned 8971 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  0  =/=  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
187186necomd 2542 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =/=  0 )
188172, 187syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  ( 1 ... j )  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =/=  0 )
189188adantl 452 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  =/=  0 )
190171, 189reccld 9545 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  e.  CC )
191119ad2antrr 706 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  e.  CC )
19277a1i 10 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  2  e.  NN0 )
193192, 166nn0mulcld 10039 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  n )  e. 
NN0 )
19480a1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  1  e.  NN0 )
195193, 194nn0addcld 10038 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  e. 
NN0 )
196191, 195expcld 11261 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  e.  CC )
197190, 196mulcld 8871 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  e.  CC )
198167, 197mulcld 8871 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  e.  CC )
199153, 160, 166, 198fvmptd 5622 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( H `  n )  =  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
200199, 198eqeltrd 2370 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( H `  n )  e.  CC )
201 addcl 8835 . . . . . 6  |-  ( ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC )  ->  ( n  +  i )  e.  CC )
202201adantl 452 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
( n  +  i )  e.  CC )
203152, 200, 202seqcl 11082 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  ->  (  seq  1 (  +  ,  H ) `
 j )  e.  CC )
20425a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
1  e.  CC )
20520a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
2  e.  CC )
20654ad2antrr 706 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  ->  N  e.  CC )
207205, 206mulcld 8871 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
( 2  x.  N
)  e.  CC )
208204, 207addcld 8870 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  e.  CC )
209208halfcld 9972 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  e.  CC )
210 simprl 732 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  ->  n  e.  CC )
211 simprr 733 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
i  e.  CC )
212209, 210, 211adddid 8875 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  (
n  +  i ) )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  n )  +  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  i ) ) )
213 stirlinglem7.2 . . . . . . . 8  |-  K  =  ( k  e.  NN  |->  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) ) ) )
214213a1i 10 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  K  =  ( k  e.  NN  |->  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) ) ) ) )
215154oveq2d 5890 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  n  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( 2  x.  n
) ) )
216156, 215oveq12d 5892 . . . . . . . 8  |-  ( k  =  n  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
2  x.  n ) ) ) )
217216adantl 452 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j
) )  /\  k  =  n )  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
2  x.  n ) ) ) )
218172adantl 452 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  n  e.  NN )
219191, 193expcld 11261 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
220190, 219mulcld 8871 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( 2  x.  n
) ) )  e.  CC )
221214, 217, 218, 220fvmptd 5622 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( K `  n )  =  ( ( 1  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
222146ad2antrr 706 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  e.  CC )
22329, 41gtneii 8946 . . . . . . . . . 10  |-  2  =/=  0
224223a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  2  =/=  0 )
225222, 167, 198, 224div32d 9575 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  x.  (
( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )  /  2 ) ) )
226167, 197, 167, 224div23d 9589 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )  /  2 )  =  ( ( 2  / 
2 )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
227167, 224dividd 9550 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  /  2 )  =  1 )
228227oveq1d 5889 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  /  2 )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( 1  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
229197mulid2d 8869 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
230226, 228, 2293eqtrd 2332 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )  /  2 )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
231230oveq2d 5890 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  / 
2 ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
232222, 190, 196mul12d 9037 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
233118ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  N )  +  1 )  e.  CC )
23474ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  N )  +  1 )  =/=  0 )
235170, 233, 234, 195expdivd 11275 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( 1 ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
236195nn0zd 10131 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  e.  ZZ )
237 1exp 11147 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( 2  x.  n
)  +  1 )  e.  ZZ  ->  (
1 ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  1 )
238236, 237syl 15 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1 ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  1 )
239238oveq1d 5889 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1 ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( 1  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
240235, 239eqtrd 2328 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( 1  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
241240oveq2d 5890 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  x.  (
1  /  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
242233, 195expcld 11261 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  e.  CC )
243233, 234, 236expne0d 11267 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =/=  0 )
244222, 242, 243divrecd 9555 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  x.  (
1  /  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
245244eqcomd 2301 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( 1  / 
( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
246233, 193expp1d 11262 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( 2  x.  n
) )  x.  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) )
247246oveq2d 5890 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ (
2  x.  n ) )  x.  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )
24854ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  N  e.  CC )
249167, 248mulcld 8871 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  N )  e.  CC )
250170, 249addcomd 9030 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  =  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
251233, 193expcld 11261 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
252251, 233mulcomd 8872 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  =  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  x.  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
253250, 252oveq12d 5892 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  /  ( ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )  =  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  x.  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
254 2z 10070 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  2  e.  ZZ
255254a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  2  e.  ZZ )
256166nn0zd 10131 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  n  e.  ZZ )
257255, 256zmulcld 10139 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  n )  e.  ZZ )
258233, 234, 257expne0d 11267 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
259233, 233, 251, 234, 258divdiv1d 9583 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( 2  x.  n
) ) )  =  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  x.  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
260259eqcomd 2301 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  x.  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ (
2  x.  n ) ) ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
261247, 253, 2603eqtrd 2332 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
262241, 245, 2613eqtrd 2332 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
263262oveq2d 5890 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) )  /  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
264233, 234dividd 9550 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  =  1 )
265 1exp 11147 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 2  x.  n )  e.  ZZ  ->  (
1 ^ ( 2  x.  n ) )  =  1 )
266257, 265syl 15 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1 ^ ( 2  x.  n ) )  =  1 )
267266eqcomd 2301 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  1  =  ( 1 ^ (
2  x.  n ) ) )
268264, 267eqtrd 2328 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  =  ( 1 ^ (
2  x.  n ) ) )
269268oveq1d 5889 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( 2  x.  n
) ) )  =  ( ( 1 ^ ( 2  x.  n
) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
270170, 233, 234, 193expdivd 11275 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) )  =  ( ( 1 ^ ( 2  x.  n
) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
271270eqcomd 2301 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1 ^ ( 2  x.  n ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( 2  x.  n
) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
2  x.  n ) ) )
272269, 271eqtrd 2328 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( 2  x.  n
) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
2  x.  n ) ) )
273272oveq2d 5890 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  / 
( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ (
2  x.  n ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
274232, 263, 2733eqtrd 2332 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
275225, 231, 2743eqtrd 2332 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
276275eqcomd 2301 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( 2  x.  n
) ) )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) ) )
277199eqcomd 2301 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( H `  n
) )
278277oveq2d 5890 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  ( H `  n )
) )
279221, 276, 2783eqtrd 2332 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( K `  n )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( H `
 n ) ) )
280202, 212, 152, 200, 279seqdistr 11113 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  ->  (  seq  1 (  +  ,  K ) `
 j )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  (  seq  1 (  +  ,  H ) `  j
) ) )
2811, 3, 145, 147, 149, 203, 280climmulc2 12126 . . 3  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  K )  ~~>  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) )  -  (
2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) ) )
282107, 117addcomd 9030 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  +  ( 2  x.  N ) )  =  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
283282oveq1d 5889 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  =  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  / 
2 ) )
284283oveq1d 5889 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 )  /  2 )  x.  ( ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) ) )
285283, 147eqeltrrd 2371 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2 )  e.  CC )
28654, 107addcld 8870 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  ( N  +  1 )  e.  CC )
287 nnne0 9794 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  N  =/=  0 )
288286, 54, 287divcld 9552 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( N  +  1 )  /  N )  e.  CC )
28962, 60readdcld 8878 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  ( N  +  1 )  e.  RR )
29062ltp1d 9703 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  N  <  ( N  +  1 ) )
29159, 62, 289, 67, 290lttrd 8993 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <  ( N  +  1 ) )
29259, 291ltned 8971 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  0  =/=  ( N  +  1 ) )
293292necomd 2542 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  ( N  +  1 )  =/=  0 )
294286, 54, 293, 287divne0d 9568 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( N  +  1 )  /  N )  =/=  0 )
295288, 294logcld 19944 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  e.  CC )
296142, 123eqeltrrd 2371 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  e.  CC )
297285, 295, 296subdid 9251 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2
)  x.  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )  =  ( ( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2 )  x.  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2
)  x.  ( 2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) ) )
298117, 107addcomd 9030 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  N
)  +  1 )  =  ( 1  +  ( 2  x.  N
) ) )
299298oveq1d 5889 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2 )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 ) )
300299oveq1d 5889 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2
)  x.  ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) ) )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) ) ) )
301223a1i 10 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  2  =/=  0 )
302118, 103, 74, 301divcan6d 9571 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2
)  x.  ( 2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )  =  1 )
303300, 302oveq12d 5892 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  ( ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 )  /  2 )  x.  ( 2  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ) )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 ) )
304284, 297, 3033eqtrd 2332 . . 3  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 ) )
305281, 304breqtrd 4063 . 2  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  K )  ~~>  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) ) )  - 
1 ) )
306 stirlinglem7.1 . . . . 5  |-  J  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  n ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( n  +  1 )  /  n ) ) )  -  1 ) )
307306a1i 10 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  J  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  n ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( n  +  1 )  /  n ) ) )  -  1 ) ) )
308 oveq2 5882 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  N  ->  (
2  x.  n )  =  ( 2  x.  N ) )
309308oveq2d 5890 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  N  ->  (
1  +  ( 2  x.  n ) )  =  ( 1  +  ( 2  x.  N
) ) )
310309oveq1d 5889 . . . . . . 7  |-  ( n  =  N  ->  (
( 1  +  ( 2  x.  n ) )  /  2 )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 ) )
311 oveq1 5881 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  N  ->  (
n  +  1 )  =  ( N  + 
1 ) )
312 id 19 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  N  ->  n  =  N )
313311, 312oveq12d 5892 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  N  ->  (
( n  +  1 )  /  n )  =  ( ( N  +  1 )  /  N ) )
314313fveq2d 5545 . . . . . . 7  |-  ( n  =  N  ->  ( log `  ( ( n  +  1 )  /  n ) )  =  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )
315310, 314oveq12d 5892 . . . . . 6  |-  ( n  =  N  ->  (
( ( 1  +  ( 2  x.  n
) )  /  2
)  x.  ( log `  ( ( n  + 
1 )  /  n
) ) )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) ) ) )
316315oveq1d 5889 . . . . 5  |-  ( n  =  N  ->  (
( ( ( 1  +  ( 2  x.  n ) )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( n  +  1 )  /  n ) ) )  -  1 )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 ) )
317316adantl 452 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  n  =  N )  ->  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  n ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( n  +  1 )  /  n ) ) )  -  1 )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) ) )  - 
1 ) )
318 id 19 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  NN )
319147, 295mulcld 8871 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) ) )  e.  CC )
320319, 107subcld 9173 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 )  e.  CC )
321307, 317, 318, 320fvmptd 5622 . . 3  |-  ( N  e.  NN  ->  ( J `  N )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 ) )
322321eqcomd 2301 . 2  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 )  =  ( J `  N
) )
323305, 322breqtrd 4063 1  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  K )  ~~>  ( J `
 N ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 358    = wceq 1632    e. wcel 1696    =/= wne 2459   _Vcvv 2801   class class class wbr 4039    e. cmpt 4093   ` cfv 5271  (class class class)co 5874   CCcc 8751   RRcr 8752   0cc0 8753   1c1 8754    + caddc 8756    x. cmul 8758    < clt 8883    <_ cle 8884    - cmin 9053    / cdiv 9439   NNcn 9762   2c2 9811   NN0cn0 9981   ZZcz 10040   ZZ>=cuz 10246   RR+crp 10370   ...cfz 10798    seq cseq 11062   ^cexp 11120    ~~> cli 11974   logclog 19928
This theorem is referenced by:  stirlinglem9  27934
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-rep 4147  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528  ax-inf2 7358  ax-cnex 8809  ax-resscn 8810  ax-1cn 8811  ax-icn 8812  ax-addcl 8813  ax-addrcl 8814  ax-mulcl 8815  ax-mulrcl 8816  ax-mulcom 8817  ax-addass 8818  ax-mulass 8819  ax-distr 8820  ax-i2m1 8821  ax-1ne0 8822  ax-1rid 8823  ax-rnegex 8824  ax-rrecex 8825  ax-cnre 8826  ax-pre-lttri 8827  ax-pre-lttrn 8828  ax-pre-ltadd 8829  ax-pre-mulgt0 8830  ax-pre-sup 8831  ax-addf 8832  ax-mulf 8833
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-nel 2462  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rmo 2564  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-int 3879  df-iun 3923  df-iin 3924  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-se 4369  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-isom 5280  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpt2 5879  df-of 6094  df-1st 6138  df-2nd 6139  df-riota 6320  df-recs 6404  df-rdg 6439  df-1o 6495  df-2o 6496  df-oadd 6499  df-er 6676  df-map 6790  df-pm 6791  df-ixp 6834  df-en 6880  df-dom 6881  df-sdom 6882  df-fin 6883  df-fi 7181  df-sup 7210  df-oi 7241  df-card 7588  df-cda 7810  df-pnf 8885  df-mnf 8886  df-xr 8887  df-ltxr 8888  df-le 8889  df-sub 9055  df-neg 9056  df-div 9440  df-nn 9763  df-2 9820  df-3 9821  df-4 9822  df-5 9823  df-6 9824  df-7 9825  df-8 9826  df-9 9827  df-10 9828  df-n0 9982  df-z 10041  df-dec 10141  df-uz 10247  df-q 10333  df-rp 10371  df-xneg 10468  df-xadd 10469  df-xmul 10470  df-ioo 10676  df-ioc 10677  df-ico 10678  df-icc 10679  df-fz 10799  df-fzo 10887  df-fl 10941  df-mod 10990  df-seq 11063  df-exp 11121  df-fac 11305  df-bc 11332  df-hash 11354  df-shft 11578  df-cj 11600  df-re 11601  df-im 11602  df-sqr 11736  df-abs 11737  df-limsup 11961  df-clim 11978  df-rlim 11979  df-sum 12175  df-ef 12365  df-sin 12367  df-cos 12368  df-tan 12369  df-pi 12370  df-dvds 12548  df-struct 13166  df-ndx 13167  df-slot 13168  df-base 13169  df-sets 13170  df-ress 13171  df-plusg 13237  df-mulr 13238  df-starv 13239  df-sca 13240  df-vsca 13241  df-tset 13243  df-ple 13244  df-ds 13246  df-hom 13248  df-cco 13249  df-rest 13343  df-topn 13344  df-topgen 13360  df-pt 13361  df-prds 13364  df-xrs 13419  df-0g 13420  df-gsum 13421  df-qtop 13426  df-imas 13427  df-xps 13429  df-mre 13504  df-mrc 13505  df-acs 13507  df-mnd 14383  df-submnd 14432  df-mulg 14508  df-cntz 14809  df-cmn 15107  df-xmet 16389  df-met 16390  df-bl 16391  df-mopn 16392  df-cnfld 16394  df-top 16652  df-bases 16654  df-topon 16655  df-topsp 16656  df-cld 16772  df-ntr 16773  df-cls 16774  df-nei 16851  df-lp 16884  df-perf 16885  df-cn 16973  df-cnp 16974  df-haus 17059  df-cmp 17130  df-tx 17273  df-hmeo 17462  df-fbas 17536  df-fg 17537  df-fil 17557  df-fm 17649  df-flim 17650  df-flf 17651  df-xms 17901  df-ms 17902  df-tms 17903  df-cncf 18398  df-limc 19232  df-dv 19233  df-ulm 19772  df-log 19930
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