Users' Mathboxes Mathbox for Steve Rodriguez < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  binomcxplemdvsum Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem binomcxplemdvsum 44351
Description: Lemma for binomcxp 44353. The derivative of the generalized sum in binomcxplemnn0 44345. Part of remark "This convergence allows to apply term-by-term differentiation..." in the Wikibooks proof. (Contributed by Steve Rodriguez, 22-Apr-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
binomcxp.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
binomcxp.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
binomcxp.lt (𝜑 → (abs‘𝐵) < (abs‘𝐴))
binomcxp.c (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
binomcxplem.f 𝐹 = (𝑗 ∈ ℕ0 ↦ (𝐶C𝑐𝑗))
binomcxplem.s 𝑆 = (𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))
binomcxplem.r 𝑅 = sup({𝑟 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑟)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )
binomcxplem.e 𝐸 = (𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑏↑(𝑘 − 1)))))
binomcxplem.d 𝐷 = (abs “ (0[,)𝑅))
binomcxplem.p 𝑃 = (𝑏𝐷 ↦ Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑏)‘𝑘))
Assertion
Ref Expression
binomcxplemdvsum (𝜑 → (ℂ D 𝑃) = (𝑏𝐷 ↦ Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐸𝑏)‘𝑘)))
Distinct variable groups:   𝑘,𝑏,𝐹   𝜑,𝑏,𝑘   𝑟,𝑏,𝑘,𝐹   𝑗,𝑘,𝜑   𝐶,𝑗
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑟)   𝐴(𝑗,𝑘,𝑟,𝑏)   𝐵(𝑗,𝑘,𝑟,𝑏)   𝐶(𝑘,𝑟,𝑏)   𝐷(𝑗,𝑘,𝑟,𝑏)   𝑃(𝑗,𝑘,𝑟,𝑏)   𝑅(𝑗,𝑘,𝑟,𝑏)   𝑆(𝑗,𝑘,𝑟,𝑏)   𝐸(𝑗,𝑘,𝑟,𝑏)   𝐹(𝑗)

Proof of Theorem binomcxplemdvsum
Dummy variables 𝑚 𝑛 𝑥 𝑦 𝑧 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 binomcxplem.s . . . 4 𝑆 = (𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))
2 binomcxplem.p . . . . 5 𝑃 = (𝑏𝐷 ↦ Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑏)‘𝑘))
3 binomcxplem.d . . . . . . 7 𝐷 = (abs “ (0[,)𝑅))
4 nfcv 2903 . . . . . . . 8 𝑏abs
5 nfcv 2903 . . . . . . . . 9 𝑏0
6 nfcv 2903 . . . . . . . . 9 𝑏[,)
7 binomcxplem.r . . . . . . . . . 10 𝑅 = sup({𝑟 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑟)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )
8 nfcv 2903 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑏 +
9 nfmpt1 5256 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑏(𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))
101, 9nfcxfr 2901 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑏𝑆
11 nfcv 2903 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑏𝑟
1210, 11nffv 6917 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑏(𝑆𝑟)
135, 8, 12nfseq 14049 . . . . . . . . . . . . 13 𝑏seq0( + , (𝑆𝑟))
1413nfel1 2920 . . . . . . . . . . . 12 𝑏seq0( + , (𝑆𝑟)) ∈ dom ⇝
15 nfcv 2903 . . . . . . . . . . . 12 𝑏
1614, 15nfrabw 3473 . . . . . . . . . . 11 𝑏{𝑟 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑟)) ∈ dom ⇝ }
17 nfcv 2903 . . . . . . . . . . 11 𝑏*
18 nfcv 2903 . . . . . . . . . . 11 𝑏 <
1916, 17, 18nfsup 9489 . . . . . . . . . 10 𝑏sup({𝑟 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑟)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )
207, 19nfcxfr 2901 . . . . . . . . 9 𝑏𝑅
215, 6, 20nfov 7461 . . . . . . . 8 𝑏(0[,)𝑅)
224, 21nfima 6088 . . . . . . 7 𝑏(abs “ (0[,)𝑅))
233, 22nfcxfr 2901 . . . . . 6 𝑏𝐷
24 nfcv 2903 . . . . . 6 𝑦𝐷
25 nfcv 2903 . . . . . 6 𝑦Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑏)‘𝑘)
26 nfcv 2903 . . . . . . 7 𝑏0
27 nfcv 2903 . . . . . . . . 9 𝑏𝑦
2810, 27nffv 6917 . . . . . . . 8 𝑏(𝑆𝑦)
29 nfcv 2903 . . . . . . . 8 𝑏𝑚
3028, 29nffv 6917 . . . . . . 7 𝑏((𝑆𝑦)‘𝑚)
3126, 30nfsum 15724 . . . . . 6 𝑏Σ𝑚 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑦)‘𝑚)
32 simpl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝑏 = 𝑦𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑏 = 𝑦)
3332fveq2d 6911 . . . . . . . . 9 ((𝑏 = 𝑦𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑆𝑏) = (𝑆𝑦))
3433fveq1d 6909 . . . . . . . 8 ((𝑏 = 𝑦𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑆𝑏)‘𝑘) = ((𝑆𝑦)‘𝑘))
3534sumeq2dv 15735 . . . . . . 7 (𝑏 = 𝑦 → Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑏)‘𝑘) = Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑦)‘𝑘))
36 fveq2 6907 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑚 → ((𝑆𝑦)‘𝑘) = ((𝑆𝑦)‘𝑚))
37 nfcv 2903 . . . . . . . 8 𝑚((𝑆𝑦)‘𝑘)
38 nfcv 2903 . . . . . . . . . . . 12 𝑘
39 nfmpt1 5256 . . . . . . . . . . . 12 𝑘(𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘)))
4038, 39nfmpt 5255 . . . . . . . . . . 11 𝑘(𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))
411, 40nfcxfr 2901 . . . . . . . . . 10 𝑘𝑆
42 nfcv 2903 . . . . . . . . . 10 𝑘𝑦
4341, 42nffv 6917 . . . . . . . . 9 𝑘(𝑆𝑦)
44 nfcv 2903 . . . . . . . . 9 𝑘𝑚
4543, 44nffv 6917 . . . . . . . 8 𝑘((𝑆𝑦)‘𝑚)
4636, 37, 45cbvsum 15728 . . . . . . 7 Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑦)‘𝑘) = Σ𝑚 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑦)‘𝑚)
4735, 46eqtrdi 2791 . . . . . 6 (𝑏 = 𝑦 → Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑏)‘𝑘) = Σ𝑚 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑦)‘𝑚))
4823, 24, 25, 31, 47cbvmptf 5257 . . . . 5 (𝑏𝐷 ↦ Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑏)‘𝑘)) = (𝑦𝐷 ↦ Σ𝑚 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑦)‘𝑚))
492, 48eqtri 2763 . . . 4 𝑃 = (𝑦𝐷 ↦ Σ𝑚 ∈ ℕ0 ((𝑆𝑦)‘𝑚))
50 ovexd 7466 . . . . 5 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → (𝐶C𝑐𝑗) ∈ V)
51 binomcxplem.f . . . . . 6 𝐹 = (𝑗 ∈ ℕ0 ↦ (𝐶C𝑐𝑗))
5251a1i 11 . . . . 5 (𝜑𝐹 = (𝑗 ∈ ℕ0 ↦ (𝐶C𝑐𝑗)))
5351a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐹 = (𝑗 ∈ ℕ0 ↦ (𝐶C𝑐𝑗)))
54 simpr 484 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 = 𝑘) → 𝑗 = 𝑘)
5554oveq2d 7447 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 = 𝑘) → (𝐶C𝑐𝑗) = (𝐶C𝑐𝑘))
56 simpr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
57 binomcxp.c . . . . . . . . 9 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
5857adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐶 ∈ ℂ)
5958, 56bcccl 44335 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐶C𝑐𝑘) ∈ ℂ)
6053, 55, 56, 59fvmptd 7023 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) = (𝐶C𝑐𝑘))
6160, 59eqeltrd 2839 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
6250, 52, 61fmpt2d 7144 . . . 4 (𝜑𝐹:ℕ0⟶ℂ)
63 nfcv 2903 . . . . . . 7 𝑟
64 nfcv 2903 . . . . . . 7 𝑧
65 nfv 1912 . . . . . . 7 𝑧seq0( + , (𝑆𝑟)) ∈ dom ⇝
66 nfcv 2903 . . . . . . . . 9 𝑟0
67 nfcv 2903 . . . . . . . . 9 𝑟 +
68 nfcv 2903 . . . . . . . . . . 11 𝑟(𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))
691, 68nfcxfr 2901 . . . . . . . . . 10 𝑟𝑆
70 nfcv 2903 . . . . . . . . . 10 𝑟𝑧
7169, 70nffv 6917 . . . . . . . . 9 𝑟(𝑆𝑧)
7266, 67, 71nfseq 14049 . . . . . . . 8 𝑟seq0( + , (𝑆𝑧))
7372nfel1 2920 . . . . . . 7 𝑟seq0( + , (𝑆𝑧)) ∈ dom ⇝
74 fveq2 6907 . . . . . . . . 9 (𝑟 = 𝑧 → (𝑆𝑟) = (𝑆𝑧))
7574seqeq3d 14047 . . . . . . . 8 (𝑟 = 𝑧 → seq0( + , (𝑆𝑟)) = seq0( + , (𝑆𝑧)))
7675eleq1d 2824 . . . . . . 7 (𝑟 = 𝑧 → (seq0( + , (𝑆𝑟)) ∈ dom ⇝ ↔ seq0( + , (𝑆𝑧)) ∈ dom ⇝ ))
7763, 64, 65, 73, 76cbvrabw 3471 . . . . . 6 {𝑟 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑟)) ∈ dom ⇝ } = {𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑧)) ∈ dom ⇝ }
7877supeq1i 9485 . . . . 5 sup({𝑟 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑟)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) = sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )
797, 78eqtri 2763 . . . 4 𝑅 = sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )
801fveq1i 6908 . . . . . . . . . . 11 (𝑆𝑧) = ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)
81 seqeq3 14044 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆𝑧) = ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧) → seq0( + , (𝑆𝑧)) = seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)))
8280, 81ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 seq0( + , (𝑆𝑧)) = seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧))
8382eleq1i 2830 . . . . . . . . 9 (seq0( + , (𝑆𝑧)) ∈ dom ⇝ ↔ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ )
8483rabbii 3439 . . . . . . . 8 {𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑧)) ∈ dom ⇝ } = {𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }
8584supeq1i 9485 . . . . . . 7 sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , (𝑆𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) = sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )
867, 78, 853eqtrri 2768 . . . . . 6 sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) = 𝑅
8786eleq1i 2830 . . . . 5 (sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ ↔ 𝑅 ∈ ℝ)
8886oveq2i 7442 . . . . . 6 ((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) = ((abs‘𝑥) + 𝑅)
8988oveq1i 7441 . . . . 5 (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2) = (((abs‘𝑥) + 𝑅) / 2)
90 eqid 2735 . . . . 5 ((abs‘𝑥) + 1) = ((abs‘𝑥) + 1)
9187, 89, 90ifbieq12i 4558 . . . 4 if(sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ, (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2), ((abs‘𝑥) + 1)) = if(𝑅 ∈ ℝ, (((abs‘𝑥) + 𝑅) / 2), ((abs‘𝑥) + 1))
92 oveq1 7438 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 = 𝑏 → (𝑤𝑘) = (𝑏𝑘))
9392oveq2d 7447 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 = 𝑏 → ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘)) = ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘)))
9493mpteq2dv 5250 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑤 = 𝑏 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))
9594cbvmptv 5261 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘)))) = (𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))
9695fveq1i 6908 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧) = ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)
97 seqeq3 14044 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧) = ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧) → seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) = seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)))
9896, 97ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) = seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧))
9998eleq1i 2830 . . . . . . . . . . 11 (seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ ↔ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ )
10099rabbii 3439 . . . . . . . . . 10 {𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ } = {𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }
101100supeq1i 9485 . . . . . . . . 9 sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) = sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )
102101eleq1i 2830 . . . . . . . 8 (sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ ↔ sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ)
103101oveq2i 7442 . . . . . . . . 9 ((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) = ((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ))
104103oveq1i 7441 . . . . . . . 8 (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2) = (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2)
105102, 104, 90ifbieq12i 4558 . . . . . . 7 if(sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ, (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2), ((abs‘𝑥) + 1)) = if(sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ, (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2), ((abs‘𝑥) + 1))
106105oveq2i 7442 . . . . . 6 ((abs‘𝑥) + if(sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ, (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2), ((abs‘𝑥) + 1))) = ((abs‘𝑥) + if(sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ, (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2), ((abs‘𝑥) + 1)))
107106oveq1i 7441 . . . . 5 (((abs‘𝑥) + if(sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ, (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2), ((abs‘𝑥) + 1))) / 2) = (((abs‘𝑥) + if(sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ, (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2), ((abs‘𝑥) + 1))) / 2)
108107oveq2i 7442 . . . 4 (0(ball‘(abs ∘ − ))(((abs‘𝑥) + if(sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ, (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑤 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑤𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2), ((abs‘𝑥) + 1))) / 2)) = (0(ball‘(abs ∘ − ))(((abs‘𝑥) + if(sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < ) ∈ ℝ, (((abs‘𝑥) + sup({𝑧 ∈ ℝ ∣ seq0( + , ((𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑏𝑘))))‘𝑧)) ∈ dom ⇝ }, ℝ*, < )) / 2), ((abs‘𝑥) + 1))) / 2))
1091, 49, 62, 79, 3, 91, 108pserdv2 26489 . . 3 (𝜑 → (ℂ D 𝑃) = (𝑦𝐷 ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑛 · (𝐹𝑛)) · (𝑦↑(𝑛 − 1)))))
110 cnvimass 6102 . . . . . . . 8 (abs “ (0[,)𝑅)) ⊆ dom abs
1113, 110eqsstri 4030 . . . . . . 7 𝐷 ⊆ dom abs
112 absf 15373 . . . . . . . 8 abs:ℂ⟶ℝ
113112fdmi 6748 . . . . . . 7 dom abs = ℂ
114111, 113sseqtri 4032 . . . . . 6 𝐷 ⊆ ℂ
115114sseli 3991 . . . . 5 (𝑦𝐷𝑦 ∈ ℂ)
116 binomcxplem.e . . . . . . . . . 10 𝐸 = (𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑏↑(𝑘 − 1)))))
117116a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → 𝐸 = (𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑏↑(𝑘 − 1))))))
118 simplr 769 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑏 = 𝑦) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝑏 = 𝑦)
119118oveq1d 7446 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑏 = 𝑦) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑏↑(𝑘 − 1)) = (𝑦↑(𝑘 − 1)))
120119oveq2d 7447 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑏 = 𝑦) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑏↑(𝑘 − 1))) = ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑦↑(𝑘 − 1))))
121120mpteq2dva 5248 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑏 = 𝑦) → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑏↑(𝑘 − 1)))) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑦↑(𝑘 − 1)))))
122 simpr 484 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → 𝑦 ∈ ℂ)
123 nnex 12270 . . . . . . . . . . 11 ℕ ∈ V
124123mptex 7243 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑦↑(𝑘 − 1)))) ∈ V
125124a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑦↑(𝑘 − 1)))) ∈ V)
126117, 121, 122, 125fvmptd 7023 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → (𝐸𝑦) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑦↑(𝑘 − 1)))))
127126adantr 480 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐸𝑦) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑦↑(𝑘 − 1)))))
128 simpr 484 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑛) → 𝑘 = 𝑛)
129128fveq2d 6911 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑛) → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑛))
130128, 129oveq12d 7449 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑛) → (𝑘 · (𝐹𝑘)) = (𝑛 · (𝐹𝑛)))
131128oveq1d 7446 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑛) → (𝑘 − 1) = (𝑛 − 1))
132131oveq2d 7447 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑛) → (𝑦↑(𝑘 − 1)) = (𝑦↑(𝑛 − 1)))
133130, 132oveq12d 7449 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑛) → ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑦↑(𝑘 − 1))) = ((𝑛 · (𝐹𝑛)) · (𝑦↑(𝑛 − 1))))
134 simpr 484 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ)
135 ovexd 7466 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑛 · (𝐹𝑛)) · (𝑦↑(𝑛 − 1))) ∈ V)
136127, 133, 134, 135fvmptd 7023 . . . . . 6 (((𝜑𝑦 ∈ ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐸𝑦)‘𝑛) = ((𝑛 · (𝐹𝑛)) · (𝑦↑(𝑛 − 1))))
137136sumeq2dv 15735 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ℂ) → Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝐸𝑦)‘𝑛) = Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑛 · (𝐹𝑛)) · (𝑦↑(𝑛 − 1))))
138115, 137sylan2 593 . . . 4 ((𝜑𝑦𝐷) → Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝐸𝑦)‘𝑛) = Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑛 · (𝐹𝑛)) · (𝑦↑(𝑛 − 1))))
139138mpteq2dva 5248 . . 3 (𝜑 → (𝑦𝐷 ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝐸𝑦)‘𝑛)) = (𝑦𝐷 ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑛 · (𝐹𝑛)) · (𝑦↑(𝑛 − 1)))))
140109, 139eqtr4d 2778 . 2 (𝜑 → (ℂ D 𝑃) = (𝑦𝐷 ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝐸𝑦)‘𝑛)))
141 nfcv 2903 . . . 4 𝑏
142 nfmpt1 5256 . . . . . . 7 𝑏(𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑏↑(𝑘 − 1)))))
143116, 142nfcxfr 2901 . . . . . 6 𝑏𝐸
144143, 27nffv 6917 . . . . 5 𝑏(𝐸𝑦)
145 nfcv 2903 . . . . 5 𝑏𝑛
146144, 145nffv 6917 . . . 4 𝑏((𝐸𝑦)‘𝑛)
147141, 146nfsum 15724 . . 3 𝑏Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝐸𝑦)‘𝑛)
148 nfcv 2903 . . 3 𝑦Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐸𝑏)‘𝑘)
149 simpl 482 . . . . . . 7 ((𝑦 = 𝑏𝑛 ∈ ℕ) → 𝑦 = 𝑏)
150149fveq2d 6911 . . . . . 6 ((𝑦 = 𝑏𝑛 ∈ ℕ) → (𝐸𝑦) = (𝐸𝑏))
151150fveq1d 6909 . . . . 5 ((𝑦 = 𝑏𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐸𝑦)‘𝑛) = ((𝐸𝑏)‘𝑛))
152151sumeq2dv 15735 . . . 4 (𝑦 = 𝑏 → Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝐸𝑦)‘𝑛) = Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝐸𝑏)‘𝑛))
153 fveq2 6907 . . . . 5 (𝑛 = 𝑘 → ((𝐸𝑏)‘𝑛) = ((𝐸𝑏)‘𝑘))
154 nfmpt1 5256 . . . . . . . . 9 𝑘(𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑏↑(𝑘 − 1))))
15538, 154nfmpt 5255 . . . . . . . 8 𝑘(𝑏 ∈ ℂ ↦ (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((𝑘 · (𝐹𝑘)) · (𝑏↑(𝑘 − 1)))))
156116, 155nfcxfr 2901 . . . . . . 7 𝑘𝐸
157 nfcv 2903 . . . . . . 7 𝑘𝑏
158156, 157nffv 6917 . . . . . 6 𝑘(𝐸𝑏)
159 nfcv 2903 . . . . . 6 𝑘𝑛
160158, 159nffv 6917 . . . . 5 𝑘((𝐸𝑏)‘𝑛)
161 nfcv 2903 . . . . 5 𝑛((𝐸𝑏)‘𝑘)
162153, 160, 161cbvsum 15728 . . . 4 Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝐸𝑏)‘𝑛) = Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐸𝑏)‘𝑘)
163152, 162eqtrdi 2791 . . 3 (𝑦 = 𝑏 → Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝐸𝑦)‘𝑛) = Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐸𝑏)‘𝑘))
16424, 23, 147, 148, 163cbvmptf 5257 . 2 (𝑦𝐷 ↦ Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝐸𝑦)‘𝑛)) = (𝑏𝐷 ↦ Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐸𝑏)‘𝑘))
165140, 164eqtrdi 2791 1 (𝜑 → (ℂ D 𝑃) = (𝑏𝐷 ↦ Σ𝑘 ∈ ℕ ((𝐸𝑏)‘𝑘)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1537  wcel 2106  {crab 3433  Vcvv 3478  ifcif 4531   class class class wbr 5148  cmpt 5231  ccnv 5688  dom cdm 5689  cima 5692  ccom 5693  cfv 6563  (class class class)co 7431  supcsup 9478  cc 11151  cr 11152  0cc0 11153  1c1 11154   + caddc 11156   · cmul 11158  *cxr 11292   < clt 11293  cmin 11490   / cdiv 11918  cn 12264  2c2 12319  0cn0 12524  +crp 13032  [,)cico 13386  seqcseq 14039  cexp 14099  abscabs 15270  cli 15517  Σcsu 15719  ballcbl 21369   D cdv 25913  C𝑐cbcc 44332
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-inf2 9679  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231  ax-addf 11232
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-se 5642  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-isom 6572  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-supp 8185  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-2o 8506  df-er 8744  df-map 8867  df-pm 8868  df-ixp 8937  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fsupp 9400  df-fi 9449  df-sup 9480  df-inf 9481  df-oi 9548  df-card 9977  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12525  df-z 12612  df-dec 12732  df-uz 12877  df-q 12989  df-rp 13033  df-xneg 13152  df-xadd 13153  df-xmul 13154  df-ioo 13388  df-ico 13390  df-icc 13391  df-fz 13545  df-fzo 13692  df-fl 13829  df-seq 14040  df-exp 14100  df-fac 14310  df-hash 14367  df-shft 15103  df-cj 15135  df-re 15136  df-im 15137  df-sqrt 15271  df-abs 15272  df-limsup 15504  df-clim 15521  df-rlim 15522  df-sum 15720  df-prod 15937  df-fallfac 16040  df-struct 17181  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-starv 17313  df-sca 17314  df-vsca 17315  df-ip 17316  df-tset 17317  df-ple 17318  df-ds 17320  df-unif 17321  df-hom 17322  df-cco 17323  df-rest 17469  df-topn 17470  df-0g 17488  df-gsum 17489  df-topgen 17490  df-pt 17491  df-prds 17494  df-xrs 17549  df-qtop 17554  df-imas 17555  df-xps 17557  df-mre 17631  df-mrc 17632  df-acs 17634  df-mgm 18666  df-sgrp 18745  df-mnd 18761  df-submnd 18810  df-mulg 19099  df-cntz 19348  df-cmn 19815  df-psmet 21374  df-xmet 21375  df-met 21376  df-bl 21377  df-mopn 21378  df-fbas 21379  df-fg 21380  df-cnfld 21383  df-top 22916  df-topon 22933  df-topsp 22955  df-bases 22969  df-cld 23043  df-ntr 23044  df-cls 23045  df-nei 23122  df-lp 23160  df-perf 23161  df-cn 23251  df-cnp 23252  df-haus 23339  df-cmp 23411  df-tx 23586  df-hmeo 23779  df-fil 23870  df-fm 23962  df-flim 23963  df-flf 23964  df-xms 24346  df-ms 24347  df-tms 24348  df-cncf 24918  df-limc 25916  df-dv 25917  df-ulm 26435  df-bcc 44333
This theorem is referenced by:  binomcxplemnotnn0  44352
  Copyright terms: Public domain W3C validator