MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dvntaylp0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dvntaylp0 26699
Description: The first 𝑁 derivatives of the Taylor polynomial at 𝐵 match the derivatives of the function from which it is derived. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Jan-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
dvntaylp0.s (𝜑 → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
dvntaylp0.f (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
dvntaylp0.a (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝑆)
dvntaylp0.m (𝜑 → 𝑀 ∈ (0...𝑁))
dvntaylp0.b (𝜑 → 𝐵 ∈ dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑁))
dvntaylp0.t 𝑇 = (𝑁(𝑆 Tayl 𝐹)𝐵)
Assertion
Ref Expression
dvntaylp0 (𝜑 → (((ℂ D𝑛 𝑇)‘𝑀)‘𝐵) = (((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀)‘𝐵))

Proof of Theorem dvntaylp0
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvntaylp0.m . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑀 ∈ (0...𝑁))
2 elfz3nn0 13755 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ (0...𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ0)
31, 2syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
43nn0cnd 12669 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
5 elfznn0 13754 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ (0...𝑁) → 𝑀 ∈ ℕ0)
61, 5syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ0)
76nn0cnd 12669 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
84, 7npcand 11673 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑀) + 𝑀) = 𝑁)
98oveq1d 7435 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑀) + 𝑀)(𝑆 Tayl 𝐹)𝐵) = (𝑁(𝑆 Tayl 𝐹)𝐵))
10 dvntaylp0.t . . . . . . 7 𝑇 = (𝑁(𝑆 Tayl 𝐹)𝐵)
119, 10eqtr4di 2814 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑀) + 𝑀)(𝑆 Tayl 𝐹)𝐵) = 𝑇)
1211oveq2d 7436 . . . . 5 (𝜑 → (ℂ D𝑛 (((𝑁 − 𝑀) + 𝑀)(𝑆 Tayl 𝐹)𝐵)) = (ℂ D𝑛 𝑇))
1312fveq1d 6887 . . . 4 (𝜑 → ((ℂ D𝑛 (((𝑁 − 𝑀) + 𝑀)(𝑆 Tayl 𝐹)𝐵))‘𝑀) = ((ℂ D𝑛 𝑇)‘𝑀))
14 dvntaylp0.s . . . . 5 (𝜑 → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
15 dvntaylp0.f . . . . 5 (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
16 dvntaylp0.a . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝑆)
17 fznn0sub 13690 . . . . . 6 (𝑀 ∈ (0...𝑁) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ0)
181, 17syl 18 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ0)
19 dvntaylp0.b . . . . . 6 (𝜑 → 𝐵 ∈ dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑁))
208fveq2d 6889 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘((𝑁 − 𝑀) + 𝑀)) = ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑁))
2120dmeqd 5887 . . . . . 6 (𝜑 → dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘((𝑁 − 𝑀) + 𝑀)) = dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑁))
2219, 21eleqtrrd 2864 . . . . 5 (𝜑 → 𝐵 ∈ dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘((𝑁 − 𝑀) + 𝑀)))
2314, 15, 16, 6, 18, 22dvntaylp 26698 . . . 4 (𝜑 → ((ℂ D𝑛 (((𝑁 − 𝑀) + 𝑀)(𝑆 Tayl 𝐹)𝐵))‘𝑀) = ((𝑁 − 𝑀)(𝑆 Tayl ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))𝐵))
2413, 23eqtr3d 2798 . . 3 (𝜑 → ((ℂ D𝑛 𝑇)‘𝑀) = ((𝑁 − 𝑀)(𝑆 Tayl ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))𝐵))
2524fveq1d 6887 . 2 (𝜑 → (((ℂ D𝑛 𝑇)‘𝑀)‘𝐵) = (((𝑁 − 𝑀)(𝑆 Tayl ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))𝐵)‘𝐵))
26 cnex 11281 . . . . . . 7 ℂ ∈ V
2726a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ℂ ∈ V)
28 elpm2r 8865 . . . . . 6 (((ℂ ∈ V ∧ 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ}) ∧ (𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴 ⊆ 𝑆)) → 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm 𝑆))
2927, 14, 15, 16, 28syl22anc 852 . . . . 5 (𝜑 → 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm 𝑆))
30 dvnf 26247 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm 𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀):dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀)⟶ℂ)
3114, 29, 6, 30syl3anc 1398 . . . 4 (𝜑 → ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀):dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀)⟶ℂ)
32 dvnbss 26248 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm 𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀) ⊆ dom 𝐹)
3314, 29, 6, 32syl3anc 1398 . . . . . 6 (𝜑 → dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀) ⊆ dom 𝐹)
3415, 33fssdmd 6728 . . . . 5 (𝜑 → dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀) ⊆ 𝐴)
3534, 16sstrd 3941 . . . 4 (𝜑 → dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀) ⊆ 𝑆)
3618orcd 887 . . . 4 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ0 ∨ (𝑁 − 𝑀) = +∞))
37 dvnadd 26249 . . . . . . . . 9 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm 𝑆)) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ (𝑁 − 𝑀) ∈ ℕ0)) → ((𝑆 D𝑛 ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))‘(𝑁 − 𝑀)) = ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘(𝑀 + (𝑁 − 𝑀))))
3814, 29, 6, 18, 37syl22anc 852 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑆 D𝑛 ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))‘(𝑁 − 𝑀)) = ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘(𝑀 + (𝑁 − 𝑀))))
397, 4pncan3d 11672 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 + (𝑁 − 𝑀)) = 𝑁)
4039fveq2d 6889 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘(𝑀 + (𝑁 − 𝑀))) = ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑁))
4138, 40eqtrd 2796 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑆 D𝑛 ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))‘(𝑁 − 𝑀)) = ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑁))
4241dmeqd 5887 . . . . . 6 (𝜑 → dom ((𝑆 D𝑛 ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))‘(𝑁 − 𝑀)) = dom ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑁))
4319, 42eleqtrrd 2864 . . . . 5 (𝜑 → 𝐵 ∈ dom ((𝑆 D𝑛 ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))‘(𝑁 − 𝑀)))
4414, 31, 35, 18, 43taylplem1 26690 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0[,](𝑁 − 𝑀)) ∩ ℤ)) → 𝐵 ∈ dom ((𝑆 D𝑛 ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))‘𝑘))
45 eqid 2761 . . . 4 ((𝑁 − 𝑀)(𝑆 Tayl ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))𝐵) = ((𝑁 − 𝑀)(𝑆 Tayl ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))𝐵)
4614, 31, 35, 36, 44, 45tayl0 26689 . . 3 (𝜑 → (𝐵 ∈ dom ((𝑁 − 𝑀)(𝑆 Tayl ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))𝐵) ∧ (((𝑁 − 𝑀)(𝑆 Tayl ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))𝐵)‘𝐵) = (((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀)‘𝐵)))
4746simprd 501 . 2 (𝜑 → (((𝑁 − 𝑀)(𝑆 Tayl ((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀))𝐵)‘𝐵) = (((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀)‘𝐵))
4825, 47eqtrd 2796 1 (𝜑 → (((ℂ D𝑛 𝑇)‘𝑀)‘𝐵) = (((𝑆 D𝑛 𝐹)‘𝑀)‘𝐵))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  Vcvv 3451   ⊆ wss 3899  {cpr 4586  dom cdm 5651  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ↑pm cpm 8848  ℂcc 11198  ℝcr 11199  0cc0 11200   + caddc 11203  +∞cpnf 11340   − cmin 11541  ℕ0cn0 12606  ...cfz 13639   D𝑛 cdvn 26184   Tayl ctayl 26680
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 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-inf2 9642  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278  ax-addf 11279
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-xnn0 12680  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-q 13076  df-rp 13121  df-xneg 13241  df-xadd 13242  df-xmul 13243  df-icc 13483  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-seq 14145  df-exp 14205  df-fac 14418  df-hash 14475  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-clim 15655  df-sum 15854  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-rest 17593  df-topn 17594  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-topgen 17614  df-pt 17615  df-prds 17618  df-xrs 17674  df-qtop 17679  df-imas 17680  df-xps 17682  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-submnd 18979  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-mulg 19278  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-ur 20408  df-ring 20461  df-cring 20462  df-psmet 21670  df-xmet 21671  df-met 21672  df-bl 21673  df-mopn 21674  df-fbas 21675  df-fg 21676  df-cnfld 21679  df-top 23212  df-topon 23229  df-topsp 23251  df-bases 23264  df-cld 23337  df-ntr 23338  df-cls 23339  df-nei 23416  df-lp 23454  df-perf 23455  df-cn 23545  df-cnp 23546  df-haus 23633  df-tx 23881  df-hmeo 24074  df-fil 24165  df-fm 24257  df-flim 24258  df-flf 24259  df-tsms 24446  df-xms 24639  df-ms 24640  df-tms 24641  df-cncf 25199  df-limc 26186  df-dv 26187  df-dvn 26188  df-tayl 26682
This theorem is used by:  taylthlem1  26700  taylthlem2  26701
  Copyright terms: Public domain W3C validator