Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ef0lem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ef0lem 14734
 Description: The series defining the exponential function converges in the (trivial) case of a zero argument. (Contributed by Steve Rodriguez, 7-Jun-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 28-Apr-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
eftval.1 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐴𝑛) / (!‘𝑛)))
Assertion
Ref Expression
ef0lem (𝐴 = 0 → seq0( + , 𝐹) ⇝ 1)
Distinct variable group:   𝐴,𝑛
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑛)

Proof of Theorem ef0lem
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpr 477 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → 𝑘 ∈ (ℤ‘0))
2 nn0uz 11666 . . . . . 6 0 = (ℤ‘0)
31, 2syl6eleqr 2709 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
4 elnn0 11238 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ0 ↔ (𝑘 ∈ ℕ ∨ 𝑘 = 0))
53, 4sylib 208 . . . 4 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (𝑘 ∈ ℕ ∨ 𝑘 = 0))
6 nnnn0 11243 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
76adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ0)
8 eftval.1 . . . . . . . . 9 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐴𝑛) / (!‘𝑛)))
98eftval 14732 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐹𝑘) = ((𝐴𝑘) / (!‘𝑘)))
107, 9syl 17 . . . . . . 7 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = ((𝐴𝑘) / (!‘𝑘)))
11 oveq1 6611 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → (𝐴𝑘) = (0↑𝑘))
12 0exp 12835 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → (0↑𝑘) = 0)
1311, 12sylan9eq 2675 . . . . . . . 8 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴𝑘) = 0)
1413oveq1d 6619 . . . . . . 7 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴𝑘) / (!‘𝑘)) = (0 / (!‘𝑘)))
15 faccl 13010 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ0 → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
16 nncn 10972 . . . . . . . . 9 ((!‘𝑘) ∈ ℕ → (!‘𝑘) ∈ ℂ)
17 nnne0 10997 . . . . . . . . 9 ((!‘𝑘) ∈ ℕ → (!‘𝑘) ≠ 0)
1816, 17div0d 10744 . . . . . . . 8 ((!‘𝑘) ∈ ℕ → (0 / (!‘𝑘)) = 0)
197, 15, 183syl 18 . . . . . . 7 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (0 / (!‘𝑘)) = 0)
2010, 14, 193eqtrd 2659 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = 0)
21 nnne0 10997 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ≠ 0)
22 velsn 4164 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ {0} ↔ 𝑘 = 0)
2322necon3bbii 2837 . . . . . . . . 9 𝑘 ∈ {0} ↔ 𝑘 ≠ 0)
2421, 23sylibr 224 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → ¬ 𝑘 ∈ {0})
2524adantl 482 . . . . . . 7 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ¬ 𝑘 ∈ {0})
2625iffalsed 4069 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0) = 0)
2720, 26eqtr4d 2658 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0))
28 fveq2 6148 . . . . . . 7 (𝑘 = 0 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘0))
29 oveq1 6611 . . . . . . . . . 10 (𝐴 = 0 → (𝐴↑0) = (0↑0))
30 0exp0e1 12805 . . . . . . . . . 10 (0↑0) = 1
3129, 30syl6eq 2671 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → (𝐴↑0) = 1)
3231oveq1d 6619 . . . . . . . 8 (𝐴 = 0 → ((𝐴↑0) / (!‘0)) = (1 / (!‘0)))
33 0nn0 11251 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℕ0
348eftval 14732 . . . . . . . . 9 (0 ∈ ℕ0 → (𝐹‘0) = ((𝐴↑0) / (!‘0)))
3533, 34ax-mp 5 . . . . . . . 8 (𝐹‘0) = ((𝐴↑0) / (!‘0))
36 fac0 13003 . . . . . . . . . 10 (!‘0) = 1
3736oveq2i 6615 . . . . . . . . 9 (1 / (!‘0)) = (1 / 1)
38 1div1e1 10661 . . . . . . . . 9 (1 / 1) = 1
3937, 38eqtr2i 2644 . . . . . . . 8 1 = (1 / (!‘0))
4032, 35, 393eqtr4g 2680 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → (𝐹‘0) = 1)
4128, 40sylan9eqr 2677 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 = 0) → (𝐹𝑘) = 1)
42 simpr 477 . . . . . . . 8 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 = 0) → 𝑘 = 0)
4342, 22sylibr 224 . . . . . . 7 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 = 0) → 𝑘 ∈ {0})
4443iftrued 4066 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 = 0) → if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0) = 1)
4541, 44eqtr4d 2658 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 = 0) → (𝐹𝑘) = if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0))
4627, 45jaodan 825 . . . 4 ((𝐴 = 0 ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∨ 𝑘 = 0)) → (𝐹𝑘) = if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0))
475, 46syldan 487 . . 3 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (𝐹𝑘) = if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0))
4833, 2eleqtri 2696 . . . 4 0 ∈ (ℤ‘0)
4948a1i 11 . . 3 (𝐴 = 0 → 0 ∈ (ℤ‘0))
50 1cnd 10000 . . 3 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ {0}) → 1 ∈ ℂ)
51 0z 11332 . . . . . 6 0 ∈ ℤ
52 fzsn 12325 . . . . . 6 (0 ∈ ℤ → (0...0) = {0})
5351, 52ax-mp 5 . . . . 5 (0...0) = {0}
5453eqimss2i 3639 . . . 4 {0} ⊆ (0...0)
5554a1i 11 . . 3 (𝐴 = 0 → {0} ⊆ (0...0))
5647, 49, 50, 55fsumcvg2 14391 . 2 (𝐴 = 0 → seq0( + , 𝐹) ⇝ (seq0( + , 𝐹)‘0))
5751, 40seq1i 12755 . 2 (𝐴 = 0 → (seq0( + , 𝐹)‘0) = 1)
5856, 57breqtrd 4639 1 (𝐴 = 0 → seq0( + , 𝐹) ⇝ 1)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∨ wo 383   ∧ wa 384   = wceq 1480   ∈ wcel 1987   ≠ wne 2790   ⊆ wss 3555  ifcif 4058  {csn 4148   class class class wbr 4613   ↦ cmpt 4673  ‘cfv 5847  (class class class)co 6604  0cc0 9880  1c1 9881   + caddc 9883   / cdiv 10628  ℕcn 10964  ℕ0cn0 11236  ℤcz 11321  ℤ≥cuz 11631  ...cfz 12268  seqcseq 12741  ↑cexp 12800  !cfa 13000   ⇝ cli 14149 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-inf2 8482  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-er 7687  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-2 11023  df-n0 11237  df-z 11322  df-uz 11632  df-rp 11777  df-fz 12269  df-seq 12742  df-exp 12801  df-fac 13001  df-cj 13773  df-re 13774  df-im 13775  df-sqrt 13909  df-abs 13910  df-clim 14153 This theorem is referenced by:  ef0  14746
 Copyright terms: Public domain W3C validator