MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lgamgulm2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lgamgulm2 27345
Description: Rewrite the limit of the sequence 𝐺 in terms of the log-Gamma function. (Contributed by Mario Carneiro, 6-Jul-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
lgamgulm.r (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
lgamgulm.u 𝑈 = {𝑥 ∈ ℂ ∣ ((abs‘𝑥) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)))}
lgamgulm.g 𝐺 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))
Assertion
Ref Expression
lgamgulm2 (𝜑 → (∀𝑧 ∈ 𝑈 (log Γ‘𝑧) ∈ ℂ ∧ seq1( ∘f + , 𝐺)(⇝𝑢‘𝑈)(𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧)))))
Distinct variable groups:   𝑘,𝑚,𝑥,𝑧,𝑅   𝑈,𝑚,𝑧   𝜑,𝑚,𝑥,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝑈(𝑥, 𝑘)   𝐺(𝑥, 𝑧, 𝑘, 𝑚)

Proof of Theorem lgamgulm2
Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lgamgulm.r . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
2 lgamgulm.u . . . . . . 7 𝑈 = {𝑥 ∈ ℂ ∣ ((abs‘𝑥) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)))}
31, 2lgamgulmlem1 27338 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑈 ⊆ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
43sselda 3931 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 𝑧 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
5 ovex 7445 . . . . 5 (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)) ∈ V
6 df-lgam 27328 . . . . . 6 log Γ = (𝑧 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)) ↦ (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)))
76fvmpt2 6997 . . . . 5 ((𝑧 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)) ∧ (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)) ∈ V) → (log Γ‘𝑧) = (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)))
84, 5, 7sylancl 598 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (log Γ‘𝑧) = (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)))
9 nnuz 12985 . . . . . . 7 ℕ = (ℤ≥‘1)
10 1zzd 12708 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 1 ∈ ℤ)
11 oveq1 7419 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = 𝑛 → (𝑚 + 1) = (𝑛 + 1))
12 id 23 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = 𝑛 → 𝑚 = 𝑛)
1311, 12oveq12d 7430 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 = 𝑛 → ((𝑚 + 1) / 𝑚) = ((𝑛 + 1) / 𝑛))
1413fveq2d 6881 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 = 𝑛 → (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚)) = (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛)))
1514oveq2d 7428 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑛 → (𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) = (𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))))
16 oveq2 7420 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 = 𝑛 → (𝑧 / 𝑚) = (𝑧 / 𝑛))
1716fvoveq1d 7434 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑛 → (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)) = (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1)))
1815, 17oveq12d 7430 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑛 → ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))) = ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))))
19 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))
20 ovex 7445 . . . . . . . . 9 ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) ∈ V
2118, 19, 20fvmpt 6985 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))‘𝑛) = ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))))
2221adantl 487 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))‘𝑛) = ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))))
234eldifad 3911 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 𝑧 ∈ ℂ)
2423adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑧 ∈ ℂ)
25 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ)
2625peano2nnd 12333 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 + 1) ∈ ℕ)
2726nnrpd 13143 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 + 1) ∈ ℝ+)
2825nnrpd 13143 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℝ+)
2927, 28rpdivcld 13162 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑛 + 1) / 𝑛) ∈ ℝ+)
3029relogcld 26933 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛)) ∈ ℝ)
3130recnd 11318 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛)) ∈ ℂ)
3224, 31mulcld 11310 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) ∈ ℂ)
3325nncnd 12332 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℂ)
3425nnne0d 12369 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ≠ 0)
3524, 33, 34divcld 12074 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑧 / 𝑛) ∈ ℂ)
36 1cnd 11283 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 1 ∈ ℂ)
3735, 36addcld 11309 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑧 / 𝑛) + 1) ∈ ℂ)
384adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑧 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
3938, 25dmgmdivn0 27337 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑧 / 𝑛) + 1) ≠ 0)
4037, 39logcld 26880 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1)) ∈ ℂ)
4132, 40subcld 11650 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) ∈ ℂ)
42 1z 12707 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℤ
43 seqfn 14136 . . . . . . . . . . . 12 (1 ∈ ℤ → seq1( ∘f + , 𝐺) Fn (ℤ≥‘1))
4442, 43ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 seq1( ∘f + , 𝐺) Fn (ℤ≥‘1)
459fneq2i 6629 . . . . . . . . . . 11 (seq1( ∘f + , 𝐺) Fn ℕ ↔ seq1( ∘f + , 𝐺) Fn (ℤ≥‘1))
4644, 45mpbir 234 . . . . . . . . . 10 seq1( ∘f + , 𝐺) Fn ℕ
47 lgamgulm.g . . . . . . . . . . . 12 𝐺 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))
481, 2, 47lgamgulm 27344 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → seq1( ∘f + , 𝐺) ∈ dom (⇝𝑢‘𝑈))
49 ulmdm 26702 . . . . . . . . . . 11 (seq1( ∘f + , 𝐺) ∈ dom (⇝𝑢‘𝑈) ↔ seq1( ∘f + , 𝐺)(⇝𝑢‘𝑈)((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)))
5048, 49sylib 221 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → seq1( ∘f + , 𝐺)(⇝𝑢‘𝑈)((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)))
51 ulmf2 26693 . . . . . . . . . 10 ((seq1( ∘f + , 𝐺) Fn ℕ ∧ seq1( ∘f + , 𝐺)(⇝𝑢‘𝑈)((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))) → seq1( ∘f + , 𝐺):ℕ⟶(ℂ ↑m 𝑈))
5246, 50, 51sylancr 599 . . . . . . . . 9 (𝜑 → seq1( ∘f + , 𝐺):ℕ⟶(ℂ ↑m 𝑈))
5352adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → seq1( ∘f + , 𝐺):ℕ⟶(ℂ ↑m 𝑈))
54 simpr 490 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 𝑧 ∈ 𝑈)
55 seqex 14126 . . . . . . . . 9 seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))) ∈ V
5655a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))) ∈ V)
5747a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐺 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))))
5857seqeq3d 14132 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → seq1( ∘f + , 𝐺) = seq1( ∘f + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))))
5958fveq1d 6879 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (seq1( ∘f + , 𝐺)‘𝑛) = (seq1( ∘f + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))))‘𝑛))
60 cnex 11262 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℂ ∈ V
612, 60rabex2 5302 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑈 ∈ V
6261a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑈 ∈ V)
63 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ)
6463, 9eleqtrdi 2871 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ (ℤ≥‘1))
65 fz1ssnn 13669 . . . . . . . . . . . . . 14 (1...𝑛) ⊆ ℕ
6665a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1...𝑛) ⊆ ℕ)
67 ovexd 7447 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ 𝑈)) → ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))) ∈ V)
6862, 64, 66, 67seqof2 14183 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (seq1( ∘f + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))))‘𝑛) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛)))
6968adantlr 728 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (seq1( ∘f + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))))‘𝑛) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛)))
7059, 69eqtrd 2796 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (seq1( ∘f + , 𝐺)‘𝑛) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛)))
7170fveq1d 6879 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((seq1( ∘f + , 𝐺)‘𝑛)‘𝑧) = ((𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛))‘𝑧))
7254adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑧 ∈ 𝑈)
73 fvex 6890 . . . . . . . . . 10 (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛) ∈ V
74 eqid 2761 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛)) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛))
7574fvmpt2 6997 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∈ 𝑈 ∧ (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛) ∈ V) → ((𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛))‘𝑧) = (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛))
7672, 73, 75sylancl 598 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛))‘𝑧) = (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛))
7771, 76eqtrd 2796 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((seq1( ∘f + , 𝐺)‘𝑛)‘𝑧) = (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛))
7850adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → seq1( ∘f + , 𝐺)(⇝𝑢‘𝑈)((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)))
799, 10, 53, 54, 56, 77, 78ulmclm 26696 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))) ⇝ (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧))
809, 10, 22, 41, 79isumclim 15903 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) = (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧))
81 ulmcl 26690 . . . . . . . 8 (seq1( ∘f + , 𝐺)(⇝𝑢‘𝑈)((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)) → ((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)):𝑈⟶ℂ)
8250, 81syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → ((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)):𝑈⟶ℂ)
8382ffvelcdmda 7076 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧) ∈ ℂ)
8480, 83eqeltrd 2861 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) ∈ ℂ)
854dmgmn0 27335 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 𝑧 ≠ 0)
8623, 85logcld 26880 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (log‘𝑧) ∈ ℂ)
8784, 86subcld 11650 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)) ∈ ℂ)
888, 87eqeltrd 2861 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (log Γ‘𝑧) ∈ ℂ)
8988ralrimiva 3155 . 2 (𝜑 → ∀𝑧 ∈ 𝑈 (log Γ‘𝑧) ∈ ℂ)
90 ffn 6701 . . . . . 6 (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)):𝑈⟶ℂ → ((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)) Fn 𝑈)
9150, 81, 903syl 19 . . . . 5 (𝜑 → ((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)) Fn 𝑈)
92 nfcv 2923 . . . . . . 7 Ⅎ𝑧(⇝𝑢‘𝑈)
93 nfcv 2923 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑧1
94 nfcv 2923 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑧 ∘f +
95 nfcv 2923 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑧ℕ
96 nfmpt1 5204 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑧(𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))
9795, 96nfmpt 5203 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑧(𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))
9847, 97nfcxfr 2921 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑧𝐺
9993, 94, 98nfseq 14134 . . . . . . 7 Ⅎ𝑧seq1( ∘f + , 𝐺)
10092, 99nffv 6887 . . . . . 6 Ⅎ𝑧((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))
101100dffn5f 6948 . . . . 5 (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)) Fn 𝑈 ↔ ((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧)))
10291, 101sylib 221 . . . 4 (𝜑 → ((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧)))
1038oveq1d 7427 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧)) = ((Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)) + (log‘𝑧)))
10484, 86npcand 11654 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → ((Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)) + (log‘𝑧)) = Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))))
105103, 104, 803eqtrrd 2801 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧) = ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧)))
106105mpteq2dva 5198 . . . 4 (𝜑 → (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧)) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧))))
107102, 106eqtrd 2796 . . 3 (𝜑 → ((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧))))
10850, 107breqtrd 5131 . 2 (𝜑 → seq1( ∘f + , 𝐺)(⇝𝑢‘𝑈)(𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧))))
10989, 108jca 521 1 (𝜑 → (∀𝑧 ∈ 𝑈 (log Γ‘𝑧) ∈ ℂ ∧ seq1( ∘f + , 𝐺)(⇝𝑢‘𝑈)(𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧)))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  {crab 3413  Vcvv 3451   ∖ cdif 3896   ⊆ wss 3899   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  dom cdm 5651   Fn wfn 6526  ⟶wf 6527  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412   ∘f cof 7680   ↑m cmap 8831  ℂcc 11179  1c1 11182   + caddc 11184   · cmul 11186   ≤ cle 11325   − cmin 11522   / cdiv 11954  ℕcn 12316  ℕ0cn0 12587  ℤcz 12674  ℤ≥cuz 12946  ...cfz 13620  seqcseq 14124  abscabs 15381  Σcsu 15833  ⇝𝑢culm 26685  logclog 26864  log Γclgam 27325
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 7740  ax-inf2 9626  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259  ax-addf 11260
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 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8162  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-oadd 8464  df-er 8701  df-map 8833  df-pm 8834  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9338  df-fi 9387  df-sup 9418  df-inf 9419  df-oi 9488  df-dju 9963  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-z 12675  df-dec 12796  df-uz 12947  df-q 13057  df-rp 13102  df-xneg 13222  df-xadd 13223  df-xmul 13224  df-ioo 13461  df-ioc 13462  df-ico 13463  df-icc 13464  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-fl 13912  df-mod 13990  df-seq 14125  df-exp 14185  df-fac 14398  df-bc 14427  df-hash 14455  df-shft 15200  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-limsup 15618  df-clim 15635  df-rlim 15636  df-sum 15834  df-ef 16213  df-sin 16215  df-cos 16216  df-tan 16217  df-pi 16218  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-starv 17423  df-sca 17424  df-vsca 17425  df-ip 17426  df-tset 17427  df-ple 17428  df-ds 17430  df-unif 17431  df-hom 17432  df-cco 17433  df-rest 17573  df-topn 17574  df-0g 17592  df-gsum 17593  df-topgen 17594  df-pt 17595  df-prds 17598  df-xrs 17654  df-qtop 17659  df-imas 17660  df-xps 17662  df-mre 17736  df-mrc 17737  df-acs 17739  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-submnd 18959  df-mulg 19258  df-cntz 19511  df-cmn 19976  df-psmet 21650  df-xmet 21651  df-met 21652  df-bl 21653  df-mopn 21654  df-fbas 21655  df-fg 21656  df-cnfld 21659  df-top 23192  df-topon 23209  df-topsp 23231  df-bases 23244  df-cld 23317  df-ntr 23318  df-cls 23319  df-nei 23396  df-lp 23434  df-perf 23435  df-cn 23525  df-cnp 23526  df-haus 23613  df-cmp 23685  df-tx 23861  df-hmeo 24054  df-fil 24145  df-fm 24237  df-flim 24238  df-flf 24239  df-xms 24619  df-ms 24620  df-tms 24621  df-cncf 25179  df-limc 26166  df-dv 26167  df-ulm 26686  df-log 26866  df-cxp 26867  df-lgam 27328
This theorem is used by:  lgambdd  27346  lgamcvglem  27349
  Copyright terms: Public domain W3C validator