Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  etransclem4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem etransclem4 42820
 Description: 𝐹 expressed as a finite product. (Contributed by Glauco Siliprandi, 5-Apr-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
etransclem4.a (𝜑𝐴 ⊆ ℂ)
etransclem4.p (𝜑𝑃 ∈ ℕ)
etransclem4.M (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
etransclem4.f 𝐹 = (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥↑(𝑃 − 1)) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)((𝑥𝑗)↑𝑃)))
etransclem4.h 𝐻 = (𝑗 ∈ (0...𝑀) ↦ (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))))
etransclem4.e 𝐸 = (𝑥𝐴 ↦ ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)((𝐻𝑗)‘𝑥))
Assertion
Ref Expression
etransclem4 (𝜑𝐹 = 𝐸)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑗,𝑥   𝑗,𝑀   𝑃,𝑗   𝜑,𝑗,𝑥
Allowed substitution hints:   𝑃(𝑥)   𝐸(𝑥,𝑗)   𝐹(𝑥,𝑗)   𝐻(𝑥,𝑗)   𝑀(𝑥)

Proof of Theorem etransclem4
StepHypRef Expression
1 simpr 488 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ (0...𝑀)) → 𝑗 ∈ (0...𝑀))
2 etransclem4.a . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐴 ⊆ ℂ)
3 cnex 10607 . . . . . . . . . . 11 ℂ ∈ V
43ssex 5201 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ⊆ ℂ → 𝐴 ∈ V)
5 mptexg 6966 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ V → (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))) ∈ V)
62, 4, 53syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))) ∈ V)
76adantr 484 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ (0...𝑀)) → (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))) ∈ V)
8 etransclem4.h . . . . . . . . 9 𝐻 = (𝑗 ∈ (0...𝑀) ↦ (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))))
98fvmpt2 6761 . . . . . . . 8 ((𝑗 ∈ (0...𝑀) ∧ (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))) ∈ V) → (𝐻𝑗) = (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))))
101, 7, 9syl2anc 587 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ (0...𝑀)) → (𝐻𝑗) = (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))))
11 ovexd 7175 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗 ∈ (0...𝑀)) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)) ∈ V)
1210, 11fvmpt2d 6763 . . . . . 6 (((𝜑𝑗 ∈ (0...𝑀)) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝐻𝑗)‘𝑥) = ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)))
1312an32s 651 . . . . 5 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → ((𝐻𝑗)‘𝑥) = ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)))
1413prodeq2dv 15268 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)((𝐻𝑗)‘𝑥) = ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)))
15 etransclem4.M . . . . . . 7 (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
16 nn0uz 12268 . . . . . . 7 0 = (ℤ‘0)
1715, 16eleqtrdi 2924 . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ (ℤ‘0))
1817adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑀 ∈ (ℤ‘0))
192sselda 3942 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℂ)
2019adantr 484 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → 𝑥 ∈ ℂ)
21 elfzelz 12902 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ (0...𝑀) → 𝑗 ∈ ℤ)
2221zcnd 12076 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ (0...𝑀) → 𝑗 ∈ ℂ)
2322adantl 485 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → 𝑗 ∈ ℂ)
2420, 23subcld 10986 . . . . . 6 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → (𝑥𝑗) ∈ ℂ)
25 etransclem4.p . . . . . . . . 9 (𝜑𝑃 ∈ ℕ)
26 nnm1nn0 11926 . . . . . . . . 9 (𝑃 ∈ ℕ → (𝑃 − 1) ∈ ℕ0)
2725, 26syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑃 − 1) ∈ ℕ0)
2825nnnn0d 11943 . . . . . . . 8 (𝜑𝑃 ∈ ℕ0)
2927, 28ifcld 4484 . . . . . . 7 (𝜑 → if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃) ∈ ℕ0)
3029ad2antrr 725 . . . . . 6 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃) ∈ ℕ0)
3124, 30expcld 13506 . . . . 5 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑀)) → ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)) ∈ ℂ)
32 oveq2 7148 . . . . . 6 (𝑗 = 0 → (𝑥𝑗) = (𝑥 − 0))
33 iftrue 4445 . . . . . 6 (𝑗 = 0 → if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃) = (𝑃 − 1))
3432, 33oveq12d 7158 . . . . 5 (𝑗 = 0 → ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)) = ((𝑥 − 0)↑(𝑃 − 1)))
3518, 31, 34fprod1p 15313 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)) = (((𝑥 − 0)↑(𝑃 − 1)) · ∏𝑗 ∈ ((0 + 1)...𝑀)((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))))
3619subid1d 10975 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑥 − 0) = 𝑥)
3736oveq1d 7155 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → ((𝑥 − 0)↑(𝑃 − 1)) = (𝑥↑(𝑃 − 1)))
38 0p1e1 11747 . . . . . . . . 9 (0 + 1) = 1
3938oveq1i 7150 . . . . . . . 8 ((0 + 1)...𝑀) = (1...𝑀)
4039a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → ((0 + 1)...𝑀) = (1...𝑀))
41 0red 10633 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → 0 ∈ ℝ)
42 1red 10631 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → 1 ∈ ℝ)
43 elfzelz 12902 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → 𝑗 ∈ ℤ)
4443zred 12075 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → 𝑗 ∈ ℝ)
45 0lt1 11151 . . . . . . . . . . . . . 14 0 < 1
4645a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → 0 < 1)
47 elfzle1 12905 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → 1 ≤ 𝑗)
4841, 42, 44, 46, 47ltletrd 10789 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → 0 < 𝑗)
4948gt0ne0d 11193 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → 𝑗 ≠ 0)
5049neneqd 3016 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → ¬ 𝑗 = 0)
5150iffalsed 4450 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃) = 𝑃)
5251oveq2d 7156 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ (1...𝑀) → ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)) = ((𝑥𝑗)↑𝑃))
5352adantl 485 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ (1...𝑀)) → ((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)) = ((𝑥𝑗)↑𝑃))
5440, 53prodeq12rdv 15272 . . . . . 6 (𝜑 → ∏𝑗 ∈ ((0 + 1)...𝑀)((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)) = ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)((𝑥𝑗)↑𝑃))
5554adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → ∏𝑗 ∈ ((0 + 1)...𝑀)((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)) = ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)((𝑥𝑗)↑𝑃))
5637, 55oveq12d 7158 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → (((𝑥 − 0)↑(𝑃 − 1)) · ∏𝑗 ∈ ((0 + 1)...𝑀)((𝑥𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))) = ((𝑥↑(𝑃 − 1)) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)((𝑥𝑗)↑𝑃)))
5714, 35, 563eqtrrd 2862 . . 3 ((𝜑𝑥𝐴) → ((𝑥↑(𝑃 − 1)) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)((𝑥𝑗)↑𝑃)) = ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)((𝐻𝑗)‘𝑥))
5857mpteq2dva 5137 . 2 (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥↑(𝑃 − 1)) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)((𝑥𝑗)↑𝑃))) = (𝑥𝐴 ↦ ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)((𝐻𝑗)‘𝑥)))
59 etransclem4.f . 2 𝐹 = (𝑥𝐴 ↦ ((𝑥↑(𝑃 − 1)) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)((𝑥𝑗)↑𝑃)))
60 etransclem4.e . 2 𝐸 = (𝑥𝐴 ↦ ∏𝑗 ∈ (0...𝑀)((𝐻𝑗)‘𝑥))
6158, 59, 603eqtr4g 2882 1 (𝜑𝐹 = 𝐸)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2114  Vcvv 3469   ⊆ wss 3908  ifcif 4439   class class class wbr 5042   ↦ cmpt 5122  ‘cfv 6334  (class class class)co 7140  ℂcc 10524  0cc0 10526  1c1 10527   + caddc 10529   · cmul 10531   < clt 10664   − cmin 10859  ℕcn 11625  ℕ0cn0 11885  ℤ≥cuz 12231  ...cfz 12885  ↑cexp 13425  ∏cprod 15250 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2178  ax-ext 2794  ax-rep 5166  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5243  ax-pr 5307  ax-un 7446  ax-inf2 9092  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2801  df-cleq 2815  df-clel 2894  df-nfc 2962  df-ne 3012  df-nel 3116  df-ral 3135  df-rex 3136  df-reu 3137  df-rmo 3138  df-rab 3139  df-v 3471  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3927  df-nul 4266  df-if 4440  df-pw 4513  df-sn 4540  df-pr 4542  df-tp 4544  df-op 4546  df-uni 4814  df-int 4852  df-iun 4896  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5437  df-eprel 5442  df-po 5451  df-so 5452  df-fr 5491  df-se 5492  df-we 5493  df-xp 5538  df-rel 5539  df-cnv 5540  df-co 5541  df-dm 5542  df-rn 5543  df-res 5544  df-ima 5545  df-pred 6126  df-ord 6172  df-on 6173  df-lim 6174  df-suc 6175  df-iota 6293  df-fun 6336  df-fn 6337  df-f 6338  df-f1 6339  df-fo 6340  df-f1o 6341  df-fv 6342  df-isom 6343  df-riota 7098  df-ov 7143  df-oprab 7144  df-mpo 7145  df-om 7566  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-oadd 8093  df-er 8276  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-sup 8894  df-oi 8962  df-card 9356  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-rp 12378  df-fz 12886  df-fzo 13029  df-seq 13365  df-exp 13426  df-hash 13687  df-cj 14449  df-re 14450  df-im 14451  df-sqrt 14585  df-abs 14586  df-clim 14836  df-prod 15251 This theorem is referenced by:  etransclem13  42829  etransclem29  42845
 Copyright terms: Public domain W3C validator