Theorem aaliou3r 26595

Description: The sum presented above is convergent, which means that the "Liouville number" is indeed real. (Contributed by Ender Ting, 21-Jul-2026.)

Assertion

Ref	Expression
aaliou3r	⊢ Σ𝑘 ∈ ℕ (2↑-(!‘𝑘)) ∈ ℝ

Proof of Theorem aaliou3r

Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑙 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2762	. 2 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ ↦ (2↑-(!‘𝑗))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (2↑-(!‘𝑗)))
2		fveq2 6882	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (!‘𝑘) = (!‘𝑖))
3	2	negeqd 11479	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → -(!‘𝑘) = -(!‘𝑖))
4	3	oveq2d 7433	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (2↑-(!‘𝑘)) = (2↑-(!‘𝑖)))
5	4	cbvsumv 15787	. . 3 ⊢ Σ𝑘 ∈ ℕ (2↑-(!‘𝑘)) = Σ𝑖 ∈ ℕ (2↑-(!‘𝑖))
6		fveq2 6882	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 = 𝑖 → (!‘𝑗) = (!‘𝑖))
7	6	negeqd 11479	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑖 → -(!‘𝑗) = -(!‘𝑖))
8	7	oveq2d 7433	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑖 → (2↑-(!‘𝑗)) = (2↑-(!‘𝑖)))
9		ovex 7450	. . . . . 6 ⊢ (2↑-(!‘𝑖)) ∈ V
10	8, 1, 9	fvmpt 6990	. . . . 5 ⊢ (𝑖 ∈ ℕ → ((𝑗 ∈ ℕ ↦ (2↑-(!‘𝑗)))‘𝑖) = (2↑-(!‘𝑖)))
11	10	eqcomd 2768	. . . 4 ⊢ (𝑖 ∈ ℕ → (2↑-(!‘𝑖)) = ((𝑗 ∈ ℕ ↦ (2↑-(!‘𝑗)))‘𝑖))
12	11	sumeq2i 15789	. . 3 ⊢ Σ𝑖 ∈ ℕ (2↑-(!‘𝑖)) = Σ𝑖 ∈ ℕ ((𝑗 ∈ ℕ ↦ (2↑-(!‘𝑗)))‘𝑖)
13	5, 12	eqtri 2785	. 2 ⊢ Σ𝑘 ∈ ℕ (2↑-(!‘𝑘)) = Σ𝑖 ∈ ℕ ((𝑗 ∈ ℕ ↦ (2↑-(!‘𝑗)))‘𝑖)
14		eqid 2762	. 2 ⊢ (𝑙 ∈ ℕ ↦ Σ𝑖 ∈ (1...𝑙)((𝑗 ∈ ℕ ↦ (2↑-(!‘𝑗)))‘𝑖)) = (𝑙 ∈ ℕ ↦ Σ𝑖 ∈ (1...𝑙)((𝑗 ∈ ℕ ↦ (2↑-(!‘𝑗)))‘𝑖))
15	1, 13, 14	aaliou3lem4 26589	1 ⊢ Σ𝑘 ∈ ℕ (2↑-(!‘𝑘)) ∈ ℝ

This proof depends on syntax axioms:   ∈ wcel 2145   ↦ cmpt 5190  ‘cfv 6537  (class class class)co 7417  ℝcr 11127  1c1 11129  -cneg 11470  ℕcn 12261  2c2 12323  ...cfz 13565  ↑cexp 14129  !cfa 14341  Σcsu 15777

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-inf2 9624  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205  ax-pre-sup 11206

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-er 8700  df-pm 8833  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-fin 8960  df-sup 9416  df-inf 9417  df-oi 9486  df-card 9948  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-div 11900  df-nn 12262  df-2 12331  df-3 12332  df-n0 12533  df-z 12620  df-uz 12892  df-rp 13047  df-ioc 13407  df-ico 13408  df-fz 13566  df-fzo 13714  df-fl 13857  df-seq 14070  df-exp 14130  df-fac 14342  df-hash 14399  df-shft 15144  df-cj 15190  df-re 15191  df-im 15192  df-sqrt 15326  df-abs 15327  df-limsup 15562  df-clim 15579  df-rlim 15580  df-sum 15778

This theorem is used by:  numtowerdt  47742