Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  etransclem26 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem etransclem26 45274
Description: Every term in the sum of the ๐‘-th derivative of ๐น applied to ๐ฝ is an integer. (Contributed by Glauco Siliprandi, 5-Apr-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
etransclem26.p (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•)
etransclem26.m (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•0)
etransclem26.n (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0)
etransclem26.jz (๐œ‘ โ†’ ๐ฝ โˆˆ โ„ค)
etransclem26.c ๐ถ = (๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ {๐‘ โˆˆ ((0...๐‘›) โ†‘m (0...๐‘€)) โˆฃ ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐‘โ€˜๐‘—) = ๐‘›})
etransclem26.d (๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ (๐ถโ€˜๐‘))
Assertion
Ref Expression
etransclem26 (๐œ‘ โ†’ (((!โ€˜๐‘) / โˆ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(!โ€˜(๐ทโ€˜๐‘—))) ยท (if((๐‘ƒ โˆ’ 1) < (๐ทโ€˜0), 0, (((!โ€˜(๐‘ƒ โˆ’ 1)) / (!โ€˜((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐ทโ€˜0)))) ยท (๐ฝโ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐ทโ€˜0))))) ยท โˆ๐‘— โˆˆ (1...๐‘€)if(๐‘ƒ < (๐ทโ€˜๐‘—), 0, (((!โ€˜๐‘ƒ) / (!โ€˜(๐‘ƒ โˆ’ (๐ทโ€˜๐‘—)))) ยท ((๐ฝ โˆ’ ๐‘—)โ†‘(๐‘ƒ โˆ’ (๐ทโ€˜๐‘—))))))) โˆˆ โ„ค)
Distinct variable groups:   ๐ท,๐‘,๐‘—   ๐‘€,๐‘,๐‘—,๐‘›   ๐‘,๐‘,๐‘›   ๐œ‘,๐‘—,๐‘›
Allowed substitution hints:   ๐œ‘(๐‘)   ๐ถ(๐‘—,๐‘›,๐‘)   ๐ท(๐‘›)   ๐‘ƒ(๐‘—,๐‘›,๐‘)   ๐ฝ(๐‘—,๐‘›,๐‘)   ๐‘(๐‘—)

Proof of Theorem etransclem26
StepHypRef Expression
1 etransclem26.d . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ (๐ถโ€˜๐‘))
2 etransclem26.c . . . . . . . . . . 11 ๐ถ = (๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ {๐‘ โˆˆ ((0...๐‘›) โ†‘m (0...๐‘€)) โˆฃ ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐‘โ€˜๐‘—) = ๐‘›})
3 etransclem26.n . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0)
42, 3etransclem12 45260 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ (๐ถโ€˜๐‘) = {๐‘ โˆˆ ((0...๐‘) โ†‘m (0...๐‘€)) โˆฃ ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐‘โ€˜๐‘—) = ๐‘})
51, 4eleqtrd 2833 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ {๐‘ โˆˆ ((0...๐‘) โ†‘m (0...๐‘€)) โˆฃ ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐‘โ€˜๐‘—) = ๐‘})
6 fveq1 6889 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ = ๐ท โ†’ (๐‘โ€˜๐‘—) = (๐ทโ€˜๐‘—))
76sumeq2sdv 15654 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ = ๐ท โ†’ ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐‘โ€˜๐‘—) = ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐ทโ€˜๐‘—))
87eqeq1d 2732 . . . . . . . . . 10 (๐‘ = ๐ท โ†’ (ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐‘โ€˜๐‘—) = ๐‘ โ†” ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐ทโ€˜๐‘—) = ๐‘))
98elrab 3682 . . . . . . . . 9 (๐ท โˆˆ {๐‘ โˆˆ ((0...๐‘) โ†‘m (0...๐‘€)) โˆฃ ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐‘โ€˜๐‘—) = ๐‘} โ†” (๐ท โˆˆ ((0...๐‘) โ†‘m (0...๐‘€)) โˆง ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐ทโ€˜๐‘—) = ๐‘))
105, 9sylib 217 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (๐ท โˆˆ ((0...๐‘) โ†‘m (0...๐‘€)) โˆง ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐ทโ€˜๐‘—) = ๐‘))
1110simprd 494 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐ทโ€˜๐‘—) = ๐‘)
1211eqcomd 2736 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ = ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐ทโ€˜๐‘—))
1312fveq2d 6894 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (!โ€˜๐‘) = (!โ€˜ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐ทโ€˜๐‘—)))
1413oveq1d 7426 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((!โ€˜๐‘) / โˆ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(!โ€˜(๐ทโ€˜๐‘—))) = ((!โ€˜ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐ทโ€˜๐‘—)) / โˆ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(!โ€˜(๐ทโ€˜๐‘—))))
15 nfcv 2901 . . . . 5 โ„ฒ๐‘—๐ท
16 fzfid 13942 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (0...๐‘€) โˆˆ Fin)
17 nn0ex 12482 . . . . . . 7 โ„•0 โˆˆ V
18 fzssnn0 44325 . . . . . . 7 (0...๐‘) โІ โ„•0
19 mapss 8885 . . . . . . 7 ((โ„•0 โˆˆ V โˆง (0...๐‘) โІ โ„•0) โ†’ ((0...๐‘) โ†‘m (0...๐‘€)) โІ (โ„•0 โ†‘m (0...๐‘€)))
2017, 18, 19mp2an 688 . . . . . 6 ((0...๐‘) โ†‘m (0...๐‘€)) โІ (โ„•0 โ†‘m (0...๐‘€))
2110simpld 493 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ ((0...๐‘) โ†‘m (0...๐‘€)))
2220, 21sselid 3979 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ (โ„•0 โ†‘m (0...๐‘€)))
2315, 16, 22mccl 44612 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((!โ€˜ฮฃ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(๐ทโ€˜๐‘—)) / โˆ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(!โ€˜(๐ทโ€˜๐‘—))) โˆˆ โ„•)
2414, 23eqeltrd 2831 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ((!โ€˜๐‘) / โˆ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(!โ€˜(๐ทโ€˜๐‘—))) โˆˆ โ„•)
2524nnzd 12589 . 2 (๐œ‘ โ†’ ((!โ€˜๐‘) / โˆ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(!โ€˜(๐ทโ€˜๐‘—))) โˆˆ โ„ค)
26 etransclem26.p . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•)
27 etransclem26.m . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•0)
28 elmapi 8845 . . . . 5 (๐ท โˆˆ ((0...๐‘) โ†‘m (0...๐‘€)) โ†’ ๐ท:(0...๐‘€)โŸถ(0...๐‘))
2921, 28syl 17 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐ท:(0...๐‘€)โŸถ(0...๐‘))
30 etransclem26.jz . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐ฝ โˆˆ โ„ค)
3126, 27, 29, 30etransclem10 45258 . . 3 (๐œ‘ โ†’ if((๐‘ƒ โˆ’ 1) < (๐ทโ€˜0), 0, (((!โ€˜(๐‘ƒ โˆ’ 1)) / (!โ€˜((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐ทโ€˜0)))) ยท (๐ฝโ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐ทโ€˜0))))) โˆˆ โ„ค)
32 fzfid 13942 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (1...๐‘€) โˆˆ Fin)
3326adantr 479 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ (1...๐‘€)) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•)
3429adantr 479 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ (1...๐‘€)) โ†’ ๐ท:(0...๐‘€)โŸถ(0...๐‘))
35 0z 12573 . . . . . . . 8 0 โˆˆ โ„ค
36 fzp1ss 13556 . . . . . . . 8 (0 โˆˆ โ„ค โ†’ ((0 + 1)...๐‘€) โІ (0...๐‘€))
3735, 36ax-mp 5 . . . . . . 7 ((0 + 1)...๐‘€) โІ (0...๐‘€)
38 1e0p1 12723 . . . . . . . . . 10 1 = (0 + 1)
3938oveq1i 7421 . . . . . . . . 9 (1...๐‘€) = ((0 + 1)...๐‘€)
4039eleq2i 2823 . . . . . . . 8 (๐‘— โˆˆ (1...๐‘€) โ†” ๐‘— โˆˆ ((0 + 1)...๐‘€))
4140biimpi 215 . . . . . . 7 (๐‘— โˆˆ (1...๐‘€) โ†’ ๐‘— โˆˆ ((0 + 1)...๐‘€))
4237, 41sselid 3979 . . . . . 6 (๐‘— โˆˆ (1...๐‘€) โ†’ ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€))
4342adantl 480 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ (1...๐‘€)) โ†’ ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€))
4430adantr 479 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ (1...๐‘€)) โ†’ ๐ฝ โˆˆ โ„ค)
4533, 34, 43, 44etransclem3 45251 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ (1...๐‘€)) โ†’ if(๐‘ƒ < (๐ทโ€˜๐‘—), 0, (((!โ€˜๐‘ƒ) / (!โ€˜(๐‘ƒ โˆ’ (๐ทโ€˜๐‘—)))) ยท ((๐ฝ โˆ’ ๐‘—)โ†‘(๐‘ƒ โˆ’ (๐ทโ€˜๐‘—))))) โˆˆ โ„ค)
4632, 45fprodzcl 15902 . . 3 (๐œ‘ โ†’ โˆ๐‘— โˆˆ (1...๐‘€)if(๐‘ƒ < (๐ทโ€˜๐‘—), 0, (((!โ€˜๐‘ƒ) / (!โ€˜(๐‘ƒ โˆ’ (๐ทโ€˜๐‘—)))) ยท ((๐ฝ โˆ’ ๐‘—)โ†‘(๐‘ƒ โˆ’ (๐ทโ€˜๐‘—))))) โˆˆ โ„ค)
4731, 46zmulcld 12676 . 2 (๐œ‘ โ†’ (if((๐‘ƒ โˆ’ 1) < (๐ทโ€˜0), 0, (((!โ€˜(๐‘ƒ โˆ’ 1)) / (!โ€˜((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐ทโ€˜0)))) ยท (๐ฝโ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐ทโ€˜0))))) ยท โˆ๐‘— โˆˆ (1...๐‘€)if(๐‘ƒ < (๐ทโ€˜๐‘—), 0, (((!โ€˜๐‘ƒ) / (!โ€˜(๐‘ƒ โˆ’ (๐ทโ€˜๐‘—)))) ยท ((๐ฝ โˆ’ ๐‘—)โ†‘(๐‘ƒ โˆ’ (๐ทโ€˜๐‘—)))))) โˆˆ โ„ค)
4825, 47zmulcld 12676 1 (๐œ‘ โ†’ (((!โ€˜๐‘) / โˆ๐‘— โˆˆ (0...๐‘€)(!โ€˜(๐ทโ€˜๐‘—))) ยท (if((๐‘ƒ โˆ’ 1) < (๐ทโ€˜0), 0, (((!โ€˜(๐‘ƒ โˆ’ 1)) / (!โ€˜((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐ทโ€˜0)))) ยท (๐ฝโ†‘((๐‘ƒ โˆ’ 1) โˆ’ (๐ทโ€˜0))))) ยท โˆ๐‘— โˆˆ (1...๐‘€)if(๐‘ƒ < (๐ทโ€˜๐‘—), 0, (((!โ€˜๐‘ƒ) / (!โ€˜(๐‘ƒ โˆ’ (๐ทโ€˜๐‘—)))) ยท ((๐ฝ โˆ’ ๐‘—)โ†‘(๐‘ƒ โˆ’ (๐ทโ€˜๐‘—))))))) โˆˆ โ„ค)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 394   = wceq 1539   โˆˆ wcel 2104  {crab 3430  Vcvv 3472   โІ wss 3947  ifcif 4527   class class class wbr 5147   โ†ฆ cmpt 5230  โŸถwf 6538  โ€˜cfv 6542  (class class class)co 7411   โ†‘m cmap 8822  0cc0 11112  1c1 11113   + caddc 11115   ยท cmul 11117   < clt 11252   โˆ’ cmin 11448   / cdiv 11875  โ„•cn 12216  โ„•0cn0 12476  โ„คcz 12562  ...cfz 13488  โ†‘cexp 14031  !cfa 14237  ฮฃcsu 15636  โˆcprod 15853
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7727  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-isom 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-er 8705  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-sup 9439  df-oi 9507  df-card 9936  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-rp 12979  df-fz 13489  df-fzo 13632  df-seq 13971  df-exp 14032  df-fac 14238  df-bc 14267  df-hash 14295  df-cj 15050  df-re 15051  df-im 15052  df-sqrt 15186  df-abs 15187  df-clim 15436  df-sum 15637  df-prod 15854
This theorem is referenced by:  etransclem28  45276  etransclem36  45284  etransclem38  45286
  Copyright terms: Public domain W3C validator