Theorem efaddlem 11717

Description: Lemma for efadd 11718 (exponential function addition law). (Contributed by Mario Carneiro, 29-Apr-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
efadd.1	|- F = ( n e. NN0 |-> ( ( A ^ n ) / ( ! ` n ) ) )
efadd.2	|- G = ( n e. NN0 |-> ( ( B ^ n ) / ( ! ` n ) ) )
efadd.3	|- H = ( n e. NN0 |-> ( ( ( A + B ) ^ n ) / ( ! ` n ) ) )
efadd.4	|- ( ph -> A e. CC )
efadd.5	|- ( ph -> B e. CC )

Assertion

Ref	Expression
efaddlem	|- ( ph -> ( exp ` ( A + B ) ) = ( ( exp ` A ) x. ( exp ` B ) ) )

Distinct variable groups:   A, n   B, n

Allowed substitution hints:   ph( n)   F( n)   G( n)   H( n)

Proof of Theorem efaddlem

Dummy variables j k m are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		efadd.4	. . . 4 |- ( ph -> A e. CC )
2		efadd.5	. . . 4 |- ( ph -> B e. CC )
3	1, 2	addcld 8008	. . 3 |- ( ph -> ( A + B ) e. CC )
4		efadd.3	. . . 4 |- H = ( n e. NN0 |-> ( ( ( A + B ) ^ n ) / ( ! ` n ) ) )
5	4	efcvg 11709	. . 3 |- ( ( A + B ) e. CC -> seq 0 ( + , H ) ~~> ( exp ` ( A + B ) ) )
6	3, 5	syl 14	. 2 |- ( ph -> seq 0 ( + , H ) ~~> ( exp ` ( A + B ) ) )
7		efadd.1	. . . . . 6 |- F = ( n e. NN0 |-> ( ( A ^ n ) / ( ! ` n ) ) )
8	7	eftvalcn 11700	. . . . 5 |- ( ( A e. CC /\ j e. NN0 ) -> ( F ` j ) = ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) )
9	1, 8	sylan 283	. . . 4 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( F ` j ) = ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) )
10		absexp 11123	. . . . . . 7 |- ( ( A e. CC /\ j e. NN0 ) -> ( abs ` ( A ^ j ) ) = ( ( abs ` A ) ^ j ) )
11	1, 10	sylan 283	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( abs ` ( A ^ j ) ) = ( ( abs ` A ) ^ j ) )
12		faccl 10750	. . . . . . . 8 |- ( j e. NN0 -> ( ! ` j ) e. NN )
13	12	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( ! ` j ) e. NN )
14		nnre 8957	. . . . . . . 8 |- ( ( ! ` j ) e. NN -> ( ! ` j ) e. RR )
15		nnnn0 9214	. . . . . . . . 9 |- ( ( ! ` j ) e. NN -> ( ! ` j ) e. NN0 )
16	15	nn0ge0d 9263	. . . . . . . 8 |- ( ( ! ` j ) e. NN -> 0 <_ ( ! ` j ) )
17	14, 16	absidd 11211	. . . . . . 7 |- ( ( ! ` j ) e. NN -> ( abs ` ( ! ` j ) ) = ( ! ` j ) )
18	13, 17	syl 14	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( abs ` ( ! ` j ) ) = ( ! ` j ) )
19	11, 18	oveq12d 5915	. . . . 5 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( ( abs ` ( A ^ j ) ) / ( abs ` ( ! ` j ) ) ) = ( ( ( abs ` A ) ^ j ) / ( ! ` j ) ) )
20		expcl 10572	. . . . . . 7 |- ( ( A e. CC /\ j e. NN0 ) -> ( A ^ j ) e. CC )
21	1, 20	sylan 283	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( A ^ j ) e. CC )
22	13	nncnd 8964	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( ! ` j ) e. CC )
23	13	nnap0d 8996	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( ! ` j ) # 0 )
24	21, 22, 23	absdivapd 11239	. . . . 5 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( abs ` ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) ) = ( ( abs ` ( A ^ j ) ) / ( abs ` ( ! ` j ) ) ) )
25	1	abscld 11225	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( abs ` A ) e. RR )
26	25	recnd 8017	. . . . . 6 |- ( ph -> ( abs ` A ) e. CC )
27		eqid 2189	. . . . . . 7 |- ( n e. NN0 |-> ( ( ( abs ` A ) ^ n ) / ( ! ` n ) ) ) = ( n e. NN0 |-> ( ( ( abs ` A ) ^ n ) / ( ! ` n ) ) )
28	27	eftvalcn 11700	. . . . . 6 |- ( ( ( abs ` A ) e. CC /\ j e. NN0 ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( ( abs ` A ) ^ n ) / ( ! ` n ) ) ) ` j ) = ( ( ( abs ` A ) ^ j ) / ( ! ` j ) ) )
29	26, 28	sylan 283	. . . . 5 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( ( abs ` A ) ^ n ) / ( ! ` n ) ) ) ` j ) = ( ( ( abs ` A ) ^ j ) / ( ! ` j ) ) )
30	19, 24, 29	3eqtr4rd 2233	. . . 4 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( ( abs ` A ) ^ n ) / ( ! ` n ) ) ) ` j ) = ( abs ` ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) ) )
31		eftcl 11697	. . . . 5 |- ( ( A e. CC /\ j e. NN0 ) -> ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) e. CC )
32	1, 31	sylan 283	. . . 4 |- ( ( ph /\ j e. NN0 ) -> ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) e. CC )
33		efadd.2	. . . . . 6 |- G = ( n e. NN0 |-> ( ( B ^ n ) / ( ! ` n ) ) )
34	33	eftvalcn 11700	. . . . 5 |- ( ( B e. CC /\ k e. NN0 ) -> ( G ` k ) = ( ( B ^ k ) / ( ! ` k ) ) )
35	2, 34	sylan 283	. . . 4 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( G ` k ) = ( ( B ^ k ) / ( ! ` k ) ) )
36		eftcl 11697	. . . . 5 |- ( ( B e. CC /\ k e. NN0 ) -> ( ( B ^ k ) / ( ! ` k ) ) e. CC )
37	2, 36	sylan 283	. . . 4 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( ( B ^ k ) / ( ! ` k ) ) e. CC )
38	4	eftvalcn 11700	. . . . . 6 |- ( ( ( A + B ) e. CC /\ k e. NN0 ) -> ( H ` k ) = ( ( ( A + B ) ^ k ) / ( ! ` k ) ) )
39	3, 38	sylan 283	. . . . 5 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( H ` k ) = ( ( ( A + B ) ^ k ) / ( ! ` k ) ) )
40	1	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> A e. CC )
41	2	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> B e. CC )
42		simpr 110	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> k e. NN0 )
43		binom 11527	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. CC /\ B e. CC /\ k e. NN0 ) -> ( ( A + B ) ^ k ) = sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) )
44	40, 41, 42, 43	syl3anc 1249	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( ( A + B ) ^ k ) = sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) )
45	44	oveq1d 5912	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( ( ( A + B ) ^ k ) / ( ! ` k ) ) = ( sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) / ( ! ` k ) ) )
46		0zd 9296	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> 0 e. ZZ )
47	42	nn0zd 9404	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> k e. ZZ )
48	46, 47	fzfigd 10464	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( 0 ... k ) e. Fin )
49		faccl 10750	. . . . . . . . . 10 |- ( k e. NN0 -> ( ! ` k ) e. NN )
50	49	adantl 277	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( ! ` k ) e. NN )
51	50	nncnd 8964	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( ! ` k ) e. CC )
52		bccl2 10783	. . . . . . . . . . 11 |- ( j e. ( 0 ... k ) -> ( k _C j ) e. NN )
53	52	adantl 277	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( k _C j ) e. NN )
54	53	nncnd 8964	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( k _C j ) e. CC )
55	1	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> A e. CC )
56		fznn0sub 10089	. . . . . . . . . . . 12 |- ( j e. ( 0 ... k ) -> ( k - j ) e. NN0 )
57	56	adantl 277	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( k - j ) e. NN0 )
58	55, 57	expcld 10688	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( A ^ ( k - j ) ) e. CC )
59	2	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> B e. CC )
60		elfznn0 10146	. . . . . . . . . . . 12 |- ( j e. ( 0 ... k ) -> j e. NN0 )
61	60	adantl 277	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> j e. NN0 )
62	59, 61	expcld 10688	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( B ^ j ) e. CC )
63	58, 62	mulcld 8009	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) e. CC )
64	54, 63	mulcld 8009	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) e. CC )
65	50	nnap0d 8996	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( ! ` k ) # 0 )
66	48, 51, 64, 65	fsumdivapc 11493	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) / ( ! ` k ) ) = sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) / ( ! ` k ) ) )
67	55, 61	expcld 10688	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( A ^ j ) e. CC )
68	61, 12	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ! ` j ) e. NN )
69	68	nncnd 8964	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ! ` j ) e. CC )
70	68	nnap0d 8996	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ! ` j ) # 0 )
71	67, 69, 70	divclapd 8778	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) e. CC )
72	33	eftvalcn 11700	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( B e. CC /\ ( k - j ) e. NN0 ) -> ( G ` ( k - j ) ) = ( ( B ^ ( k - j ) ) / ( ! ` ( k - j ) ) ) )
73	59, 57, 72	syl2anc 411	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( G ` ( k - j ) ) = ( ( B ^ ( k - j ) ) / ( ! ` ( k - j ) ) ) )
74	59, 57	expcld 10688	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( B ^ ( k - j ) ) e. CC )
75		faccl 10750	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( k - j ) e. NN0 -> ( ! ` ( k - j ) ) e. NN )
76	57, 75	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ! ` ( k - j ) ) e. NN )
77	76	nncnd 8964	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ! ` ( k - j ) ) e. CC )
78	76	nnap0d 8996	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ! ` ( k - j ) ) # 0 )
79	74, 77, 78	divclapd 8778	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( B ^ ( k - j ) ) / ( ! ` ( k - j ) ) ) e. CC )
80	73, 79	eqeltrd 2266	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( G ` ( k - j ) ) e. CC )
81	71, 80	mulcld 8009	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) x. ( G ` ( k - j ) ) ) e. CC )
82		oveq2 5905	. . . . . . . . . . 11 |- ( j = ( ( 0 + k ) - m ) -> ( A ^ j ) = ( A ^ ( ( 0 + k ) - m ) ) )
83		fveq2 5534	. . . . . . . . . . 11 |- ( j = ( ( 0 + k ) - m ) -> ( ! ` j ) = ( ! ` ( ( 0 + k ) - m ) ) )
84	82, 83	oveq12d 5915	. . . . . . . . . 10 |- ( j = ( ( 0 + k ) - m ) -> ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) = ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - m ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - m ) ) ) )
85		oveq2 5905	. . . . . . . . . . 11 |- ( j = ( ( 0 + k ) - m ) -> ( k - j ) = ( k - ( ( 0 + k ) - m ) ) )
86	85	fveq2d 5538	. . . . . . . . . 10 |- ( j = ( ( 0 + k ) - m ) -> ( G ` ( k - j ) ) = ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - m ) ) ) )
87	84, 86	oveq12d 5915	. . . . . . . . 9 |- ( j = ( ( 0 + k ) - m ) -> ( ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) x. ( G ` ( k - j ) ) ) = ( ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - m ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - m ) ) ) x. ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - m ) ) ) ) )
88	46, 47, 81, 87	fisumrev2 11489	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) x. ( G ` ( k - j ) ) ) = sum_ m e. ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - m ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - m ) ) ) x. ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - m ) ) ) ) )
89	33	eftvalcn 11700	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( B e. CC /\ j e. NN0 ) -> ( G ` j ) = ( ( B ^ j ) / ( ! ` j ) ) )
90	59, 61, 89	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( G ` j ) = ( ( B ^ j ) / ( ! ` j ) ) )
91	90	oveq2d 5913	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( A ^ ( k - j ) ) / ( ! ` ( k - j ) ) ) x. ( G ` j ) ) = ( ( ( A ^ ( k - j ) ) / ( ! ` ( k - j ) ) ) x. ( ( B ^ j ) / ( ! ` j ) ) ) )
92	76, 68	nnmulcld 8999	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) e. NN )
93	92	nncnd 8964	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) e. CC )
94	77, 69, 78, 70	mulap0d 8646	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) # 0 )
95	63, 93, 94	divrecap2d 8782	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) = ( ( 1 / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) )
96	58, 77, 62, 69, 78, 70	divmuldivapd 8820	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( A ^ ( k - j ) ) / ( ! ` ( k - j ) ) ) x. ( ( B ^ j ) / ( ! ` j ) ) ) = ( ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) )
97		bcval2 10765	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( j e. ( 0 ... k ) -> ( k _C j ) = ( ( ! ` k ) / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) )
98	97	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( k _C j ) = ( ( ! ` k ) / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) )
99	98	oveq1d 5912	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( k _C j ) / ( ! ` k ) ) = ( ( ( ! ` k ) / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) / ( ! ` k ) ) )
100	51	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ! ` k ) e. CC )
101	65	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ! ` k ) # 0 )
102	100, 93, 100, 94, 101	divdiv32apd 8804	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( ! ` k ) / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) / ( ! ` k ) ) = ( ( ( ! ` k ) / ( ! ` k ) ) / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) )
103	100, 101	dividapd 8774	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ! ` k ) / ( ! ` k ) ) = 1 )
104	103	oveq1d 5912	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( ! ` k ) / ( ! ` k ) ) / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) = ( 1 / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) )
105	102, 104	eqtrd 2222	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( ! ` k ) / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) / ( ! ` k ) ) = ( 1 / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) )
106	99, 105	eqtrd 2222	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( k _C j ) / ( ! ` k ) ) = ( 1 / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) )
107	106	oveq1d 5912	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( k _C j ) / ( ! ` k ) ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) = ( ( 1 / ( ( ! ` ( k - j ) ) x. ( ! ` j ) ) ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) )
108	95, 96, 107	3eqtr4rd 2233	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( k _C j ) / ( ! ` k ) ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) = ( ( ( A ^ ( k - j ) ) / ( ! ` ( k - j ) ) ) x. ( ( B ^ j ) / ( ! ` j ) ) ) )
109	91, 108	eqtr4d 2225	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( A ^ ( k - j ) ) / ( ! ` ( k - j ) ) ) x. ( G ` j ) ) = ( ( ( k _C j ) / ( ! ` k ) ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) )
110		nn0cn 9217	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( k e. NN0 -> k e. CC )
111	110	ad2antlr 489	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> k e. CC )
112	111	addlidd 8138	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( 0 + k ) = k )
113	112	oveq1d 5912	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( 0 + k ) - j ) = ( k - j ) )
114	113	oveq2d 5913	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( A ^ ( ( 0 + k ) - j ) ) = ( A ^ ( k - j ) ) )
115	113	fveq2d 5538	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ! ` ( ( 0 + k ) - j ) ) = ( ! ` ( k - j ) ) )
116	114, 115	oveq12d 5915	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - j ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - j ) ) ) = ( ( A ^ ( k - j ) ) / ( ! ` ( k - j ) ) ) )
117	113	oveq2d 5913	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( k - ( ( 0 + k ) - j ) ) = ( k - ( k - j ) ) )
118		nn0cn 9217	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( j e. NN0 -> j e. CC )
119	61, 118	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> j e. CC )
120	111, 119	nncand 8304	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( k - ( k - j ) ) = j )
121	117, 120	eqtrd 2222	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( k - ( ( 0 + k ) - j ) ) = j )
122	121	fveq2d 5538	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - j ) ) ) = ( G ` j ) )
123	116, 122	oveq12d 5915	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - j ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - j ) ) ) x. ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - j ) ) ) ) = ( ( ( A ^ ( k - j ) ) / ( ! ` ( k - j ) ) ) x. ( G ` j ) ) )
124	54, 63, 100, 101	div23apd 8816	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) / ( ! ` k ) ) = ( ( ( k _C j ) / ( ! ` k ) ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) )
125	109, 123, 124	3eqtr4rd 2233	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ k e. NN0 ) /\ j e. ( 0 ... k ) ) -> ( ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) / ( ! ` k ) ) = ( ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - j ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - j ) ) ) x. ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - j ) ) ) ) )
126	125	sumeq2dv 11411	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) / ( ! ` k ) ) = sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - j ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - j ) ) ) x. ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - j ) ) ) ) )
127		oveq2 5905	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( j = m -> ( ( 0 + k ) - j ) = ( ( 0 + k ) - m ) )
128	127	oveq2d 5913	. . . . . . . . . . . 12 |- ( j = m -> ( A ^ ( ( 0 + k ) - j ) ) = ( A ^ ( ( 0 + k ) - m ) ) )
129	127	fveq2d 5538	. . . . . . . . . . . 12 |- ( j = m -> ( ! ` ( ( 0 + k ) - j ) ) = ( ! ` ( ( 0 + k ) - m ) ) )
130	128, 129	oveq12d 5915	. . . . . . . . . . 11 |- ( j = m -> ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - j ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - j ) ) ) = ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - m ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - m ) ) ) )
131	127	oveq2d 5913	. . . . . . . . . . . 12 |- ( j = m -> ( k - ( ( 0 + k ) - j ) ) = ( k - ( ( 0 + k ) - m ) ) )
132	131	fveq2d 5538	. . . . . . . . . . 11 |- ( j = m -> ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - j ) ) ) = ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - m ) ) ) )
133	130, 132	oveq12d 5915	. . . . . . . . . 10 |- ( j = m -> ( ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - j ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - j ) ) ) x. ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - j ) ) ) ) = ( ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - m ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - m ) ) ) x. ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - m ) ) ) ) )
134	133	cbvsumv 11404	. . . . . . . . 9 |- sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - j ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - j ) ) ) x. ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - j ) ) ) ) = sum_ m e. ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - m ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - m ) ) ) x. ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - m ) ) ) )
135	126, 134	eqtrdi 2238	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) / ( ! ` k ) ) = sum_ m e. ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ ( ( 0 + k ) - m ) ) / ( ! ` ( ( 0 + k ) - m ) ) ) x. ( G ` ( k - ( ( 0 + k ) - m ) ) ) ) )
136	88, 135	eqtr4d 2225	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) x. ( G ` ( k - j ) ) ) = sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) / ( ! ` k ) ) )
137	66, 136	eqtr4d 2225	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( k _C j ) x. ( ( A ^ ( k - j ) ) x. ( B ^ j ) ) ) / ( ! ` k ) ) = sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) x. ( G ` ( k - j ) ) ) )
138	45, 137	eqtrd 2222	. . . . 5 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( ( ( A + B ) ^ k ) / ( ! ` k ) ) = sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) x. ( G ` ( k - j ) ) ) )
139	39, 138	eqtrd 2222	. . . 4 |- ( ( ph /\ k e. NN0 ) -> ( H ` k ) = sum_ j e. ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) x. ( G ` ( k - j ) ) ) )
140	27	efcllem 11702	. . . . 5 |- ( ( abs ` A ) e. CC -> seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( ( abs ` A ) ^ n ) / ( ! ` n ) ) ) ) e. dom ~~> )
141	26, 140	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( ( abs ` A ) ^ n ) / ( ! ` n ) ) ) ) e. dom ~~> )
142	33	efcllem 11702	. . . . 5 |- ( B e. CC -> seq 0 ( + , G ) e. dom ~~> )
143	2, 142	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> seq 0 ( + , G ) e. dom ~~> )
144	7	efcllem 11702	. . . . 5 |- ( A e. CC -> seq 0 ( + , F ) e. dom ~~> )
145	1, 144	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> seq 0 ( + , F ) e. dom ~~> )
146	9, 30, 32, 35, 37, 139, 141, 143, 145	mertensabs 11580	. . 3 |- ( ph -> seq 0 ( + , H ) ~~> ( sum_ j e. NN0 ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) x. sum_ k e. NN0 ( ( B ^ k ) / ( ! ` k ) ) ) )
147		efval 11704	. . . . 5 |- ( A e. CC -> ( exp ` A ) = sum_ j e. NN0 ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) )
148	1, 147	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> ( exp ` A ) = sum_ j e. NN0 ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) )
149		efval 11704	. . . . 5 |- ( B e. CC -> ( exp ` B ) = sum_ k e. NN0 ( ( B ^ k ) / ( ! ` k ) ) )
150	2, 149	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> ( exp ` B ) = sum_ k e. NN0 ( ( B ^ k ) / ( ! ` k ) ) )
151	148, 150	oveq12d 5915	. . 3 |- ( ph -> ( ( exp ` A ) x. ( exp ` B ) ) = ( sum_ j e. NN0 ( ( A ^ j ) / ( ! ` j ) ) x. sum_ k e. NN0 ( ( B ^ k ) / ( ! ` k ) ) ) )
152	146, 151	breqtrrd 4046	. 2 |- ( ph -> seq 0 ( + , H ) ~~> ( ( exp ` A ) x. ( exp ` B ) ) )
153		climuni 11336	. 2 |- ( ( seq 0 ( + , H ) ~~> ( exp ` ( A + B ) ) /\ seq 0 ( + , H ) ~~> ( ( exp ` A ) x. ( exp ` B ) ) ) -> ( exp ` ( A + B ) ) = ( ( exp ` A ) x. ( exp ` B ) ) )
154	6, 152, 153	syl2anc 411	1 |- ( ph -> ( exp ` ( A + B ) ) = ( ( exp ` A ) x. ( exp ` B ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   = wceq 1364   e. wcel 2160   class class class wbr 4018   |-> cmpt 4079   dom cdm 4644   ` cfv 5235  (class class class)co 5897   CCcc 7840   0cc0 7842   1c1 7843   + caddc 7845   x. cmul 7847   - cmin 8159   # cap 8569   / cdiv 8660   NNcn 8950   NN0cn0 9207   ...cfz 10040   seqcseq 10478   ^cexp 10553   !cfa 10740   _C cbc 10762   abscabs 11041   ~~> cli 11321   sum_csu 11396   expce 11685

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-coll 4133  ax-sep 4136  ax-nul 4144  ax-pow 4192  ax-pr 4227  ax-un 4451  ax-setind 4554  ax-iinf 4605  ax-cnex 7933  ax-resscn 7934  ax-1cn 7935  ax-1re 7936  ax-icn 7937  ax-addcl 7938  ax-addrcl 7939  ax-mulcl 7940  ax-mulrcl 7941  ax-addcom 7942  ax-mulcom 7943  ax-addass 7944  ax-mulass 7945  ax-distr 7946  ax-i2m1 7947  ax-0lt1 7948  ax-1rid 7949  ax-0id 7950  ax-rnegex 7951  ax-precex 7952  ax-cnre 7953  ax-pre-ltirr 7954  ax-pre-ltwlin 7955  ax-pre-lttrn 7956  ax-pre-apti 7957  ax-pre-ltadd 7958  ax-pre-mulgt0 7959  ax-pre-mulext 7960  ax-arch 7961  ax-caucvg 7962

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2041  df-mo 2042  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ne 2361  df-nel 2456  df-ral 2473  df-rex 2474  df-reu 2475  df-rmo 2476  df-rab 2477  df-v 2754  df-sbc 2978  df-csb 3073  df-dif 3146  df-un 3148  df-in 3150  df-ss 3157  df-nul 3438  df-if 3550  df-pw 3592  df-sn 3613  df-pr 3614  df-op 3616  df-uni 3825  df-int 3860  df-iun 3903  df-disj 3996  df-br 4019  df-opab 4080  df-mpt 4081  df-tr 4117  df-id 4311  df-po 4314  df-iso 4315  df-iord 4384  df-on 4386  df-ilim 4387  df-suc 4389  df-iom 4608  df-xp 4650  df-rel 4651  df-cnv 4652  df-co 4653  df-dm 4654  df-rn 4655  df-res 4656  df-ima 4657  df-iota 5196  df-fun 5237  df-fn 5238  df-f 5239  df-f1 5240  df-fo 5241  df-f1o 5242  df-fv 5243  df-isom 5244  df-riota 5852  df-ov 5900  df-oprab 5901  df-mpo 5902  df-1st 6166  df-2nd 6167  df-recs 6331  df-irdg 6396  df-frec 6417  df-1o 6442  df-oadd 6446  df-er 6560  df-en 6768  df-dom 6769  df-fin 6770  df-sup 7014  df-pnf 8025  df-mnf 8026  df-xr 8027  df-ltxr 8028  df-le 8029  df-sub 8161  df-neg 8162  df-reap 8563  df-ap 8570  df-div 8661  df-inn 8951  df-2 9009  df-3 9010  df-4 9011  df-n0 9208  df-z 9285  df-uz 9560  df-q 9652  df-rp 9686  df-ico 9926  df-fz 10041  df-fzo 10175  df-seqfrec 10479  df-exp 10554  df-fac 10741  df-bc 10763  df-ihash 10791  df-cj 10886  df-re 10887  df-im 10888  df-rsqrt 11042  df-abs 11043  df-clim 11322  df-sumdc 11397  df-ef 11691

This theorem is referenced by:  efadd  11718