ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  ef0lem GIF version

Theorem ef0lem 12410
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
efcllem.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 variables 𝑘 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpr 110 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → 𝑘 ∈ (ℤ‘0))
2 nn0uz 9940 . . . . . 6 0 = (ℤ‘0)
31, 2eleqtrrdi 2332 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
4 elnn0 9548 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ0 ↔ (𝑘 ∈ ℕ ∨ 𝑘 = 0))
53, 4sylib 122 . . . 4 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (𝑘 ∈ ℕ ∨ 𝑘 = 0))
6 0cnd 8313 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → 0 ∈ ℂ)
7 eleq1 2301 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → (𝐴 ∈ ℂ ↔ 0 ∈ ℂ))
86, 7mpbird 167 . . . . . . . 8 (𝐴 = 0 → 𝐴 ∈ ℂ)
9 nnnn0 9553 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
109adantl 277 . . . . . . . 8 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ0)
11 efcllem.1 . . . . . . . . 9 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐴𝑛) / (!‘𝑛)))
1211eftvalcn 12407 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) = ((𝐴𝑘) / (!‘𝑘)))
138, 10, 12syl2an2r 603 . . . . . . 7 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = ((𝐴𝑘) / (!‘𝑘)))
14 oveq1 6086 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → (𝐴𝑘) = (0↑𝑘))
15 0exp 10994 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → (0↑𝑘) = 0)
1614, 15sylan9eq 2291 . . . . . . . 8 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴𝑘) = 0)
1716oveq1d 6094 . . . . . . 7 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐴𝑘) / (!‘𝑘)) = (0 / (!‘𝑘)))
18 faccl 11156 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ0 → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
19 nncn 9295 . . . . . . . . 9 ((!‘𝑘) ∈ ℕ → (!‘𝑘) ∈ ℂ)
20 nnap0 9316 . . . . . . . . 9 ((!‘𝑘) ∈ ℕ → (!‘𝑘) # 0)
2119, 20div0apd 9111 . . . . . . . 8 ((!‘𝑘) ∈ ℕ → (0 / (!‘𝑘)) = 0)
2210, 18, 213syl 17 . . . . . . 7 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (0 / (!‘𝑘)) = 0)
2313, 17, 223eqtrd 2275 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = 0)
24 nnne0 9315 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ≠ 0)
25 velsn 3725 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ {0} ↔ 𝑘 = 0)
2625necon3bbii 2457 . . . . . . . . 9 𝑘 ∈ {0} ↔ 𝑘 ≠ 0)
2724, 26sylibr 134 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → ¬ 𝑘 ∈ {0})
2827adantl 277 . . . . . . 7 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ¬ 𝑘 ∈ {0})
2928iffalsed 3650 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0) = 0)
3023, 29eqtr4d 2274 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0))
31 fveq2 5693 . . . . . . 7 (𝑘 = 0 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘0))
32 0nn0 9561 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℕ0
3311eftvalcn 12407 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℕ0) → (𝐹‘0) = ((𝐴↑0) / (!‘0)))
348, 32, 33sylancl 417 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → (𝐹‘0) = ((𝐴↑0) / (!‘0)))
35 oveq1 6086 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 = 0 → (𝐴↑0) = (0↑0))
36 0exp0e1 10964 . . . . . . . . . . 11 (0↑0) = 1
3735, 36eqtrdi 2287 . . . . . . . . . 10 (𝐴 = 0 → (𝐴↑0) = 1)
3837oveq1d 6094 . . . . . . . . 9 (𝐴 = 0 → ((𝐴↑0) / (!‘0)) = (1 / (!‘0)))
3934, 38eqtrd 2271 . . . . . . . 8 (𝐴 = 0 → (𝐹‘0) = (1 / (!‘0)))
40 fac0 11149 . . . . . . . . . 10 (!‘0) = 1
4140oveq2i 6090 . . . . . . . . 9 (1 / (!‘0)) = (1 / 1)
42 1div1e1 9028 . . . . . . . . 9 (1 / 1) = 1
4341, 42eqtr2i 2260 . . . . . . . 8 1 = (1 / (!‘0))
4439, 43eqtr4di 2289 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → (𝐹‘0) = 1)
4531, 44sylan9eqr 2293 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 = 0) → (𝐹𝑘) = 1)
46 simpr 110 . . . . . . . 8 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 = 0) → 𝑘 = 0)
4746, 25sylibr 134 . . . . . . 7 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 = 0) → 𝑘 ∈ {0})
4847iftrued 3647 . . . . . 6 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 = 0) → if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0) = 1)
4945, 48eqtr4d 2274 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 = 0) → (𝐹𝑘) = if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0))
5030, 49jaodan 809 . . . 4 ((𝐴 = 0 ∧ (𝑘 ∈ ℕ ∨ 𝑘 = 0)) → (𝐹𝑘) = if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0))
515, 50syldan 282 . . 3 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (𝐹𝑘) = if(𝑘 ∈ {0}, 1, 0))
5232, 2eleqtri 2313 . . . 4 0 ∈ (ℤ‘0)
5352a1i 9 . . 3 (𝐴 = 0 → 0 ∈ (ℤ‘0))
54 1cnd 8336 . . 3 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ {0}) → 1 ∈ ℂ)
5525biimpri 133 . . . . . . 7 (𝑘 = 0 → 𝑘 ∈ {0})
5627, 55orim12i 771 . . . . . 6 ((𝑘 ∈ ℕ ∨ 𝑘 = 0) → (¬ 𝑘 ∈ {0} ∨ 𝑘 ∈ {0}))
575, 56syl 14 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (¬ 𝑘 ∈ {0} ∨ 𝑘 ∈ {0}))
5857orcomd 741 . . . 4 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (𝑘 ∈ {0} ∨ ¬ 𝑘 ∈ {0}))
59 df-dc 847 . . . 4 (DECID 𝑘 ∈ {0} ↔ (𝑘 ∈ {0} ∨ ¬ 𝑘 ∈ {0}))
6058, 59sylibr 134 . . 3 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → DECID 𝑘 ∈ {0})
61 0z 9638 . . . . . 6 0 ∈ ℤ
62 fzsn 10455 . . . . . 6 (0 ∈ ℤ → (0...0) = {0})
6361, 62ax-mp 5 . . . . 5 (0...0) = {0}
6463eqimss2i 3305 . . . 4 {0} ⊆ (0...0)
6564a1i 9 . . 3 (𝐴 = 0 → {0} ⊆ (0...0))
6651, 53, 54, 60, 65fsum3cvg2 12144 . 2 (𝐴 = 0 → seq0( + , 𝐹) ⇝ (seq0( + , 𝐹)‘0))
6761a1i 9 . . . 4 (𝐴 = 0 → 0 ∈ ℤ)
688, 3, 12syl2an2r 603 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (𝐹𝑘) = ((𝐴𝑘) / (!‘𝑘)))
69 eftcl 12404 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐴𝑘) / (!‘𝑘)) ∈ ℂ)
708, 3, 69syl2an2r 603 . . . . 5 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → ((𝐴𝑘) / (!‘𝑘)) ∈ ℂ)
7168, 70eqeltrd 2315 . . . 4 ((𝐴 = 0 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘0)) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
72 addcl 8298 . . . . 5 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑘 + 𝑦) ∈ ℂ)
7372adantl 277 . . . 4 ((𝐴 = 0 ∧ (𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ)) → (𝑘 + 𝑦) ∈ ℂ)
7467, 71, 73seq3-1 10882 . . 3 (𝐴 = 0 → (seq0( + , 𝐹)‘0) = (𝐹‘0))
7574, 44eqtrd 2271 . 2 (𝐴 = 0 → (seq0( + , 𝐹)‘0) = 1)
7666, 75breqtrd 4154 1 (𝐴 = 0 → seq0( + , 𝐹) ⇝ 1)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 104  wo 720  DECID wdc 846   = wceq 1402  wcel 2209  wne 2420  wss 3220  ifcif 3638  {csn 3708   class class class wbr 4128  cmpt 4190  cfv 5375  (class class class)co 6079  cc 8171  0cc0 8173  1c1 8174   + caddc 8176   / cdiv 8996  cn 9287  0cn0 9546  cz 9627  cuz 9904  ...cfz 10394  seqcseq 10867  cexp 10958  !cfa 11146  cli 12027
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 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4244  ax-sep 4247  ax-nul 4257  ax-pow 4309  ax-pr 4344  ax-un 4576  ax-setind 4682  ax-iinf 4733  ax-cnex 8264  ax-resscn 8265  ax-1cn 8266  ax-1re 8267  ax-icn 8268  ax-addcl 8269  ax-addrcl 8270  ax-mulcl 8271  ax-mulrcl 8272  ax-addcom 8273  ax-mulcom 8274  ax-addass 8275  ax-mulass 8276  ax-distr 8277  ax-i2m1 8278  ax-0lt1 8279  ax-1rid 8280  ax-0id 8281  ax-rnegex 8282  ax-precex 8283  ax-cnre 8284  ax-pre-ltirr 8285  ax-pre-ltwlin 8286  ax-pre-lttrn 8287  ax-pre-apti 8288  ax-pre-ltadd 8289  ax-pre-mulgt0 8290  ax-pre-mulext 8291
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3714  df-pr 3715  df-op 3717  df-uni 3934  df-int 3969  df-iun 4012  df-br 4129  df-opab 4191  df-mpt 4192  df-tr 4228  df-id 4436  df-po 4439  df-iso 4440  df-iord 4509  df-on 4511  df-ilim 4512  df-suc 4514  df-iom 4736  df-xp 4778  df-rel 4779  df-cnv 4780  df-co 4781  df-dm 4782  df-rn 4783  df-res 4784  df-ima 4785  df-iota 5335  df-fun 5377  df-fn 5378  df-f 5379  df-f1 5380  df-fo 5381  df-f1o 5382  df-fv 5383  df-riota 6032  df-ov 6082  df-oprab 6083  df-mpo 6084  df-1st 6368  df-2nd 6369  df-recs 6570  df-frec 6656  df-pnf 8356  df-mnf 8357  df-xr 8358  df-ltxr 8359  df-le 8360  df-sub 8493  df-neg 8494  df-reap 8897  df-ap 8904  df-div 8997  df-inn 9288  df-2 9346  df-n0 9547  df-z 9628  df-uz 9905  df-rp 10038  df-fz 10395  df-seqfrec 10868  df-exp 10959  df-fac 11147  df-cj 11590  df-rsqrt 11747  df-abs 11748  df-clim 12028
This theorem is referenced by:  ef0  12422
  Copyright terms: Public domain W3C validator