Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  etransclem45 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem etransclem45 47562
Description: 𝐾 is an integer. (Contributed by Glauco Siliprandi, 5-Apr-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
etransclem45.p (𝜑 → 𝑃 ∈ ℕ)
etransclem45.m (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ0)
etransclem45.f 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((𝑥↑(𝑃 − 1)) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)((𝑥 − 𝑗)↑𝑃)))
etransclem45.a (𝜑 → 𝐴:ℕ0⟶ℤ)
etransclem45.k 𝐾 = (Σ𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘))) / (!‘(𝑃 − 1)))
Assertion
Ref Expression
etransclem45 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℤ)
Distinct variable groups:   𝑗,𝑀,𝑘,𝑥   𝑃,𝑗,𝑘,𝑥   𝑅,𝑗,𝑘,𝑥   𝜑,𝑗,𝑘,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥, 𝑗, 𝑘)   𝐹(𝑥, 𝑗, 𝑘)   𝐾(𝑥, 𝑗, 𝑘)

Proof of Theorem etransclem45
Dummy variables 𝑐 𝑑 𝑛 𝑚 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 etransclem45.k . 2 𝐾 = (Σ𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘))) / (!‘(𝑃 − 1)))
2 fzfi 14155 . . . . . 6 (0...𝑀) ∈ Fin
3 fzfi 14155 . . . . . 6 (0...𝑅) ∈ Fin
4 xpfi 9349 . . . . . 6 (((0...𝑀) ∈ Fin ∧ (0...𝑅) ∈ Fin) → ((0...𝑀) × (0...𝑅)) ∈ Fin)
52, 3, 4mp2an 705 . . . . 5 ((0...𝑀) × (0...𝑅)) ∈ Fin
65a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ((0...𝑀) × (0...𝑅)) ∈ Fin)
7 etransclem45.p . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℕ)
8 nnm1nn0 12687 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ ℕ → (𝑃 − 1) ∈ ℕ0)
97, 8syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑃 − 1) ∈ ℕ0)
109faccld 14469 . . . . 5 (𝜑 → (!‘(𝑃 − 1)) ∈ ℕ)
1110nncnd 12391 . . . 4 (𝜑 → (!‘(𝑃 − 1)) ∈ ℂ)
12 etransclem45.a . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴:ℕ0⟶ℤ)
1312adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → 𝐴:ℕ0⟶ℤ)
14 xp1st 8067 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅)) → (1st ‘𝑘) ∈ (0...𝑀))
15 elfznn0 13794 . . . . . . . . 9 ((1st ‘𝑘) ∈ (0...𝑀) → (1st ‘𝑘) ∈ ℕ0)
1614, 15syl 18 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅)) → (1st ‘𝑘) ∈ ℕ0)
1716adantl 487 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (1st ‘𝑘) ∈ ℕ0)
1813, 17ffvelcdmd 7117 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (𝐴‘(1st ‘𝑘)) ∈ ℤ)
1918zcnd 12844 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (𝐴‘(1st ‘𝑘)) ∈ ℂ)
20 reelprrecn 11331 . . . . . . . 8 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
2120a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
22 reopn 46578 . . . . . . . . 9 ℝ ∈ (topGen‘ran (,))
23 tgioo4 25179 . . . . . . . . 9 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
2422, 23eleqtri 2862 . . . . . . . 8 ℝ ∈ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
2524a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → ℝ ∈ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ))
267adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → 𝑃 ∈ ℕ)
27 etransclem45.m . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ0)
2827adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → 𝑀 ∈ ℕ0)
29 etransclem45.f . . . . . . 7 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((𝑥↑(𝑃 − 1)) · ∏𝑗 ∈ (1...𝑀)((𝑥 − 𝑗)↑𝑃)))
30 xp2nd 8068 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅)) → (2nd ‘𝑘) ∈ (0...𝑅))
31 elfznn0 13794 . . . . . . . . 9 ((2nd ‘𝑘) ∈ (0...𝑅) → (2nd ‘𝑘) ∈ ℕ0)
3230, 31syl 18 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅)) → (2nd ‘𝑘) ∈ ℕ0)
3332adantl 487 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (2nd ‘𝑘) ∈ ℕ0)
3421, 25, 26, 28, 29, 33etransclem33 47550 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → ((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘)):ℝ⟶ℂ)
3517nn0red 12708 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (1st ‘𝑘) ∈ ℝ)
3634, 35ffvelcdmd 7117 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)) ∈ ℂ)
3719, 36mulcld 11368 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → ((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘))) ∈ ℂ)
3810nnne0d 12428 . . . 4 (𝜑 → (!‘(𝑃 − 1)) ≠ 0)
396, 11, 37, 38fsumdivc 15996 . . 3 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘))) / (!‘(𝑃 − 1))) = Σ𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))(((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘))) / (!‘(𝑃 − 1))))
4011adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (!‘(𝑃 − 1)) ∈ ℂ)
4138adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (!‘(𝑃 − 1)) ≠ 0)
4219, 36, 40, 41divassd 12168 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘))) / (!‘(𝑃 − 1))) = ((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · ((((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)) / (!‘(𝑃 − 1)))))
43 etransclem5 47522 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (0...𝑀) ↦ (𝑦 ∈ ℝ ↦ ((𝑦 − 𝑘)↑if(𝑘 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃)))) = (𝑗 ∈ (0...𝑀) ↦ (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((𝑥 − 𝑗)↑if(𝑗 = 0, (𝑃 − 1), 𝑃))))
44 etransclem11 47528 . . . . . . . 8 (𝑚 ∈ ℕ0 ↦ {𝑑 ∈ ((0...𝑚) ↑m (0...𝑀)) ∣ Σ𝑘 ∈ (0...𝑀)(𝑑‘𝑘) = 𝑚}) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ {𝑐 ∈ ((0...𝑛) ↑m (0...𝑀)) ∣ Σ𝑗 ∈ (0...𝑀)(𝑐‘𝑗) = 𝑛})
4514adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (1st ‘𝑘) ∈ (0...𝑀))
4621, 25, 26, 28, 29, 33, 43, 44, 45, 35etransclem37 47554 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (!‘(𝑃 − 1)) ∥ (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)))
4710nnzd 12759 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (!‘(𝑃 − 1)) ∈ ℤ)
4847adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (!‘(𝑃 − 1)) ∈ ℤ)
4917nn0zd 12758 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (1st ‘𝑘) ∈ ℤ)
5021, 25, 26, 28, 29, 33, 35, 49etransclem42 47559 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)) ∈ ℤ)
51 dvdsval2 16469 . . . . . . . 8 (((!‘(𝑃 − 1)) ∈ ℤ ∧ (!‘(𝑃 − 1)) ≠ 0 ∧ (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)) ∈ ℤ) → ((!‘(𝑃 − 1)) ∥ (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)) ↔ ((((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)) / (!‘(𝑃 − 1))) ∈ ℤ))
5248, 41, 50, 51syl3anc 1399 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → ((!‘(𝑃 − 1)) ∥ (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)) ↔ ((((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)) / (!‘(𝑃 − 1))) ∈ ℤ))
5346, 52mpbid 235 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → ((((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)) / (!‘(𝑃 − 1))) ∈ ℤ)
5418, 53zmulcld 12849 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → ((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · ((((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘)) / (!‘(𝑃 − 1)))) ∈ ℤ)
5542, 54eqeltrd 2864 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))) → (((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘))) / (!‘(𝑃 − 1))) ∈ ℤ)
566, 55fsumzcl 15945 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))(((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘))) / (!‘(𝑃 − 1))) ∈ ℤ)
5739, 56eqeltrd 2864 . 2 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ ((0...𝑀) × (0...𝑅))((𝐴‘(1st ‘𝑘)) · (((ℝ D𝑛 𝐹)‘(2nd ‘𝑘))‘(1st ‘𝑘))) / (!‘(𝑃 − 1))) ∈ ℤ)
581, 57eqeltrid 2868 1 (𝜑 → 𝐾 ∈ ℤ)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  {crab 3416  ifcif 4485  {cpr 4590   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192   × cxp 5656  ran crn 5659  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  1st c1st 8033  2nd c2nd 8034   ↑m cmap 8885  Fincfn 9011  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240   · cmul 11244   − cmin 11580   / cdiv 12013  ℕcn 12375  ℕ0cn0 12646  ℤcz 12733  (,)cioo 13516  ...cfz 13679  ↑cexp 14244  !cfa 14458  Σcsu 15897  ∏cprod 16116   ∥ cdvds 16466   ↾t crest 17641  TopOpenctopn 17642  topGenctg 17658  ℂfldccnfld 21729   D𝑛 cdvn 26239
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-inf2 9679  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317  ax-addf 11318
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-fi 9440  df-sup 9471  df-inf 9472  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-q 13116  df-rp 13161  df-xneg 13281  df-xadd 13282  df-xmul 13283  df-ioo 13520  df-ico 13522  df-icc 13523  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-seq 14185  df-exp 14245  df-fac 14459  df-bc 14488  df-hash 14516  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-clim 15699  df-sum 15898  df-prod 16117  df-dvds 16467  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-starv 17488  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-unif 17496  df-hom 17497  df-cco 17498  df-euf 17499  df-rest 17643  df-topn 17644  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-topgen 17664  df-pt 17665  df-prds 17668  df-xrs 17724  df-qtop 17729  df-imas 17730  df-xps 17732  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-submnd 19029  df-mulg 19328  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-psmet 21721  df-xmet 21722  df-met 21723  df-bl 21724  df-mopn 21725  df-fbas 21726  df-fg 21727  df-cnfld 21730  df-top 23267  df-topon 23284  df-topsp 23306  df-bases 23319  df-cld 23392  df-ntr 23393  df-cls 23394  df-nei 23471  df-lp 23509  df-perf 23510  df-cn 23600  df-cnp 23601  df-haus 23688  df-tx 23936  df-hmeo 24129  df-fil 24220  df-fm 24312  df-flim 24313  df-flf 24314  df-xms 24694  df-ms 24695  df-tms 24696  df-cncf 25254  df-limc 26241  df-dv 26242  df-dvn 26243
This theorem is used by:  etransclem47  47564
  Copyright terms: Public domain W3C validator