Proof of Theorem etransclem15
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | etransclem15.t |
. . 3
⊢ 𝑇 = (((!‘𝑁) / ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)(!‘(𝐶‘𝑗))) · (if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)if(𝑃 < (𝐶‘𝑗), 0, (((!‘𝑃) / (!‘(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))) · ((𝐽 − 𝑗)↑(𝑃 − (𝐶‘𝑗))))))) |
2 | 1 | a1i 11 |
. 2
⊢ (𝜑 → 𝑇 = (((!‘𝑁) / ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)(!‘(𝐶‘𝑗))) · (if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)if(𝑃 < (𝐶‘𝑗), 0, (((!‘𝑃) / (!‘(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))) · ((𝐽 − 𝑗)↑(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))))))) |
3 | | iftrue 4462 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑃 − 1) < (𝐶‘0) → if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) = 0) |
4 | 3 | adantl 481 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) = 0) |
5 | | iffalse 4465 |
. . . . . . . 8
⊢ (¬
(𝑃 − 1) < (𝐶‘0) → if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) = (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) |
6 | 5 | adantl 481 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) = (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) |
7 | | etransclem15.j |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → 𝐽 = 0) |
8 | 7 | oveq1d 7270 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))) = (0↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) |
9 | 8 | adantr 480 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))) = (0↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) |
10 | | etransclem15.p |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℕ) |
11 | 10 | nnzd 12354 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℤ) |
12 | | 1zzd 12281 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → 1 ∈
ℤ) |
13 | 11, 12 | zsubcld 12360 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → (𝑃 − 1) ∈ ℤ) |
14 | | etransclem15.c |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝜑 → 𝐶:(0...𝑀)⟶(0...𝑁)) |
15 | | etransclem15.m |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈
ℕ0) |
16 | | nn0uz 12549 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢
ℕ0 = (ℤ≥‘0) |
17 | 15, 16 | eleqtrdi 2849 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈
(ℤ≥‘0)) |
18 | | eluzfz1 13192 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑀 ∈
(ℤ≥‘0) → 0 ∈ (0...𝑀)) |
19 | 17, 18 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0...𝑀)) |
20 | 14, 19 | ffvelrnd 6944 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → (𝐶‘0) ∈ (0...𝑁)) |
21 | 20 | elfzelzd 13186 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝜑 → (𝐶‘0) ∈ ℤ) |
22 | 13, 21 | zsubcld 12360 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝜑 → ((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)) ∈ ℤ) |
23 | 22 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → ((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)) ∈ ℤ) |
24 | 21 | zred 12355 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → (𝐶‘0) ∈ ℝ) |
25 | 24 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (𝐶‘0) ∈ ℝ) |
26 | 13 | zred 12355 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → (𝑃 − 1) ∈ ℝ) |
27 | 26 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (𝑃 − 1) ∈ ℝ) |
28 | | simpr 484 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) |
29 | 25, 27, 28 | nltled 11055 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (𝐶‘0) ≤ (𝑃 − 1)) |
30 | | etransclem15.cpm1 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝜑 → (𝐶‘0) ≠ (𝑃 − 1)) |
31 | 30 | necomd 2998 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝜑 → (𝑃 − 1) ≠ (𝐶‘0)) |
32 | 31 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (𝑃 − 1) ≠ (𝐶‘0)) |
33 | 25, 27, 29, 32 | leneltd 11059 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (𝐶‘0) < (𝑃 − 1)) |
34 | 25, 27 | posdifd 11492 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → ((𝐶‘0) < (𝑃 − 1) ↔ 0 < ((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) |
35 | 33, 34 | mpbid 231 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → 0 < ((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))) |
36 | | elnnz 12259 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)) ∈ ℕ ↔
(((𝑃 − 1) −
(𝐶‘0)) ∈ ℤ
∧ 0 < ((𝑃 − 1)
− (𝐶‘0)))) |
37 | 23, 35, 36 | sylanbrc 582 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → ((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)) ∈ ℕ) |
38 | 37 | 0expd 13785 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (0↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))) =
0) |
39 | 9, 38 | eqtrd 2778 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))) = 0) |
40 | 39 | oveq2d 7271 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) = (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · 0)) |
41 | | nnm1nn0 12204 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑃 ∈ ℕ → (𝑃 − 1) ∈
ℕ0) |
42 | 10, 41 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝜑 → (𝑃 − 1) ∈
ℕ0) |
43 | 42 | faccld 13926 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → (!‘(𝑃 − 1)) ∈
ℕ) |
44 | 43 | nncnd 11919 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (!‘(𝑃 − 1)) ∈
ℂ) |
45 | 44 | adantr 480 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (!‘(𝑃 − 1)) ∈
ℂ) |
46 | 37 | nnnn0d 12223 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → ((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)) ∈
ℕ0) |
47 | 46 | faccld 13926 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))) ∈
ℕ) |
48 | 47 | nncnd 11919 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))) ∈
ℂ) |
49 | 47 | nnne0d 11953 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))) ≠
0) |
50 | 45, 48, 49 | divcld 11681 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → ((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) ∈
ℂ) |
51 | 50 | mul01d 11104 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · 0) =
0) |
52 | 6, 40, 51 | 3eqtrd 2782 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑃 − 1) < (𝐶‘0)) → if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) = 0) |
53 | 4, 52 | pm2.61dan 809 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) = 0) |
54 | 53 | oveq1d 7270 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → (if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)if(𝑃 < (𝐶‘𝑗), 0, (((!‘𝑃) / (!‘(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))) · ((𝐽 − 𝑗)↑(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))))) = (0 · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)if(𝑃 < (𝐶‘𝑗), 0, (((!‘𝑃) / (!‘(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))) · ((𝐽 − 𝑗)↑(𝑃 − (𝐶‘𝑗))))))) |
55 | 7, 19 | eqeltrd 2839 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (0...𝑀)) |
56 | 10, 14, 55 | etransclem7 43672 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)if(𝑃 < (𝐶‘𝑗), 0, (((!‘𝑃) / (!‘(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))) · ((𝐽 − 𝑗)↑(𝑃 − (𝐶‘𝑗))))) ∈ ℤ) |
57 | 56 | zcnd 12356 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)if(𝑃 < (𝐶‘𝑗), 0, (((!‘𝑃) / (!‘(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))) · ((𝐽 − 𝑗)↑(𝑃 − (𝐶‘𝑗))))) ∈ ℂ) |
58 | 57 | mul02d 11103 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → (0 · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)if(𝑃 < (𝐶‘𝑗), 0, (((!‘𝑃) / (!‘(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))) · ((𝐽 − 𝑗)↑(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))))) = 0) |
59 | 54, 58 | eqtrd 2778 |
. . 3
⊢ (𝜑 → (if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)if(𝑃 < (𝐶‘𝑗), 0, (((!‘𝑃) / (!‘(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))) · ((𝐽 − 𝑗)↑(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))))) = 0) |
60 | 59 | oveq2d 7271 |
. 2
⊢ (𝜑 → (((!‘𝑁) / ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)(!‘(𝐶‘𝑗))) · (if((𝑃 − 1) < (𝐶‘0), 0, (((!‘(𝑃 − 1)) / (!‘((𝑃 − 1) − (𝐶‘0)))) · (𝐽↑((𝑃 − 1) − (𝐶‘0))))) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)if(𝑃 < (𝐶‘𝑗), 0, (((!‘𝑃) / (!‘(𝑃 − (𝐶‘𝑗)))) · ((𝐽 − 𝑗)↑(𝑃 − (𝐶‘𝑗))))))) = (((!‘𝑁) / ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)(!‘(𝐶‘𝑗))) · 0)) |
61 | | etransclem15.n |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈
ℕ0) |
62 | 61 | faccld 13926 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (!‘𝑁) ∈ ℕ) |
63 | 62 | nncnd 11919 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → (!‘𝑁) ∈ ℂ) |
64 | | fzfid 13621 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (0...𝑀) ∈ Fin) |
65 | | fzssnn0 42746 |
. . . . . . . 8
⊢
(0...𝑁) ⊆
ℕ0 |
66 | 14 | ffvelrnda 6943 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → (𝐶‘𝑗) ∈ (0...𝑁)) |
67 | 65, 66 | sselid 3915 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → (𝐶‘𝑗) ∈
ℕ0) |
68 | 67 | faccld 13926 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → (!‘(𝐶‘𝑗)) ∈ ℕ) |
69 | 68 | nncnd 11919 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → (!‘(𝐶‘𝑗)) ∈ ℂ) |
70 | 64, 69 | fprodcl 15590 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)(!‘(𝐶‘𝑗)) ∈ ℂ) |
71 | 68 | nnne0d 11953 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → (!‘(𝐶‘𝑗)) ≠ 0) |
72 | 64, 69, 71 | fprodn0 15617 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)(!‘(𝐶‘𝑗)) ≠ 0) |
73 | 63, 70, 72 | divcld 11681 |
. . 3
⊢ (𝜑 → ((!‘𝑁) / ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)(!‘(𝐶‘𝑗))) ∈ ℂ) |
74 | 73 | mul01d 11104 |
. 2
⊢ (𝜑 → (((!‘𝑁) / ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)(!‘(𝐶‘𝑗))) · 0) = 0) |
75 | 2, 60, 74 | 3eqtrd 2782 |
1
⊢ (𝜑 → 𝑇 = 0) |