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

Theorem lgamgulm2 27369
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 27362 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑈 ⊆ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
43sselda 3908 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 𝑧 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
5 ovex 7454 . . . . 5 (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)) ∈ V
6 df-lgam 27352 . . . . . 6 log Γ = (𝑧 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)) ↦ (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)))
76fvmpt2 7006 . . . . 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 13008 . . . . . . 7 ℕ = (ℤ≥‘1)
10 1zzd 12731 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 1 ∈ ℤ)
11 oveq1 7428 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = 𝑛 → (𝑚 + 1) = (𝑛 + 1))
12 id 23 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = 𝑛 → 𝑚 = 𝑛)
1311, 12oveq12d 7439 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 = 𝑛 → ((𝑚 + 1) / 𝑚) = ((𝑛 + 1) / 𝑛))
1413fveq2d 6890 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 = 𝑛 → (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚)) = (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛)))
1514oveq2d 7437 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑛 → (𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) = (𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))))
16 oveq2 7429 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 = 𝑛 → (𝑧 / 𝑚) = (𝑧 / 𝑛))
1716fvoveq1d 7443 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑛 → (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)) = (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1)))
1815, 17oveq12d 7439 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑛 → ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))) = ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))))
19 eqid 2760 . . . . . . . . 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 7454 . . . . . . . . 9 ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) ∈ V
2118, 19, 20fvmpt 6994 . . . . . . . 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 4051 . . . . . . . . . 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 12356 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 + 1) ∈ ℕ)
2726nnrpd 13166 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 + 1) ∈ ℝ+)
2825nnrpd 13166 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℝ+)
2927, 28rpdivcld 13185 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑛 + 1) / 𝑛) ∈ ℝ+)
3029relogcld 26957 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛)) ∈ ℝ)
3130recnd 11341 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛)) ∈ ℂ)
3224, 31mulcld 11333 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) ∈ ℂ)
3325nncnd 12355 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℂ)
3425nnne0d 12392 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ≠ 0)
3524, 33, 34divcld 12097 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑧 / 𝑛) ∈ ℂ)
36 1cnd 11306 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 1 ∈ ℂ)
3735, 36addcld 11332 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑧 / 𝑛) + 1) ∈ ℂ)
384adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑧 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
3938, 25dmgmdivn0 27361 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑧 / 𝑛) + 1) ≠ 0)
4037, 39logcld 26904 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1)) ∈ ℂ)
4132, 40subcld 11673 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) ∈ ℂ)
42 1z 12730 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℤ
43 seqfn 14160 . . . . . . . . . . . 12 (1 ∈ ℤ → seq1( ∘f + , 𝐺) Fn (ℤ≥‘1))
4442, 43ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 seq1( ∘f + , 𝐺) Fn (ℤ≥‘1)
459fneq2i 6638 . . . . . . . . . . 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 27368 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → seq1( ∘f + , 𝐺) ∈ dom (⇝𝑢‘𝑈))
49 ulmdm 26726 . . . . . . . . . . 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 26717 . . . . . . . . . 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 14150 . . . . . . . . 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 14156 . . . . . . . . . . . 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 6888 . . . . . . . . . . 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 11285 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℂ ∈ V
612, 60rabex2 5301 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑈 ∈ V
6261a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑈 ∈ V)
63 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ)
6463, 9eleqtrdi 2870 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ (ℤ≥‘1))
65 fz1ssnn 13693 . . . . . . . . . . . . . 14 (1...𝑛) ⊆ ℕ
6665a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1...𝑛) ⊆ ℕ)
67 ovexd 7456 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ 𝑈)) → ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))) ∈ V)
6862, 64, 66, 67seqof2 14207 . . . . . . . . . . . 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 2795 . . . . . . . . . 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 6888 . . . . . . . . 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 6899 . . . . . . . . . 10 (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛) ∈ V
74 eqid 2760 . . . . . . . . . . 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 7006 . . . . . . . . . 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 2795 . . . . . . . 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 26720 . . . . . . 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 15929 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) = (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧))
81 ulmcl 26714 . . . . . . . 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 7085 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧) ∈ ℂ)
8480, 83eqeltrd 2860 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) ∈ ℂ)
854dmgmn0 27359 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 𝑧 ≠ 0)
8623, 85logcld 26904 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (log‘𝑧) ∈ ℂ)
8784, 86subcld 11673 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)) ∈ ℂ)
888, 87eqeltrd 2860 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (log Γ‘𝑧) ∈ ℂ)
8988ralrimiva 3154 . 2 (𝜑 → ∀𝑧 ∈ 𝑈 (log Γ‘𝑧) ∈ ℂ)
90 ffn 6710 . . . . . 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 2922 . . . . . . 7 Ⅎ𝑧(⇝𝑢‘𝑈)
93 nfcv 2922 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑧1
94 nfcv 2922 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑧 ∘f +
95 nfcv 2922 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑧ℕ
96 nfmpt1 5203 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑧(𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))
9795, 96nfmpt 5202 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑧(𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))
9847, 97nfcxfr 2920 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑧𝐺
9993, 94, 98nfseq 14158 . . . . . . 7 Ⅎ𝑧seq1( ∘f + , 𝐺)
10092, 99nffv 6896 . . . . . 6 Ⅎ𝑧((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))
101100dffn5f 6957 . . . . 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 7436 . . . . . 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 11677 . . . . . 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 2800 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧) = ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧)))
106105mpteq2dva 5197 . . . 4 (𝜑 → (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧)) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧))))
107102, 106eqtrd 2795 . . 3 (𝜑 → ((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧))))
10850, 107breqtrd 5130 . 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 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  {crab 3412  Vcvv 3450   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  dom cdm 5650   Fn wfn 6534  ⟶wf 6535  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421   ∘f cof 7692   ↑m cmap 8851  ℂcc 11202  1c1 11205   + caddc 11207   · cmul 11209   ≤ cle 11348   − cmin 11545   / cdiv 11977  ℕcn 12339  ℕ0cn0 12610  ℤcz 12697  ℤ≥cuz 12969  ...cfz 13643  seqcseq 14148  abscabs 15407  Σcsu 15859  ⇝𝑢culm 26709  logclog 26888  log Γclgam 27349
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-inf2 9646  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281  ax-pre-sup 11282  ax-addf 11283
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-isom 6548  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-of 7694  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-supp 8181  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8480  df-2o 8481  df-oadd 8484  df-er 8721  df-map 8853  df-pm 8854  df-ixp 8930  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-fin 8981  df-fsupp 9358  df-fi 9407  df-sup 9438  df-inf 9439  df-oi 9508  df-dju 9986  df-card 10024  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-div 11978  df-nn 12340  df-2 12409  df-3 12410  df-4 12411  df-5 12412  df-6 12413  df-7 12414  df-8 12415  df-9 12416  df-n0 12611  df-z 12698  df-dec 12819  df-uz 12970  df-q 13080  df-rp 13125  df-xneg 13245  df-xadd 13246  df-xmul 13247  df-ioo 13484  df-ioc 13485  df-ico 13486  df-icc 13487  df-fz 13644  df-fzo 13793  df-fl 13936  df-mod 14014  df-seq 14149  df-exp 14209  df-fac 14422  df-bc 14451  df-hash 14479  df-shft 15226  df-cj 15272  df-re 15273  df-im 15274  df-sqrt 15408  df-abs 15409  df-limsup 15644  df-clim 15661  df-rlim 15662  df-sum 15860  df-ef 16239  df-sin 16241  df-cos 16242  df-tan 16243  df-pi 16244  df-struct 17331  df-sets 17348  df-slot 17366  df-ndx 17378  df-base 17394  df-ress 17415  df-plusg 17447  df-mulr 17448  df-starv 17449  df-sca 17450  df-vsca 17451  df-ip 17452  df-tset 17453  df-ple 17454  df-ds 17456  df-unif 17457  df-hom 17458  df-cco 17459  df-rest 17599  df-topn 17600  df-0g 17618  df-gsum 17619  df-topgen 17620  df-pt 17621  df-prds 17624  df-xrs 17680  df-qtop 17685  df-imas 17686  df-xps 17688  df-mre 17762  df-mrc 17763  df-acs 17765  df-mgm 18822  df-sgrp 18914  df-mnd 18930  df-submnd 18985  df-mulg 19284  df-cntz 19537  df-cmn 20002  df-psmet 21676  df-xmet 21677  df-met 21678  df-bl 21679  df-mopn 21680  df-fbas 21681  df-fg 21682  df-cnfld 21685  df-top 23218  df-topon 23235  df-topsp 23257  df-bases 23270  df-cld 23343  df-ntr 23344  df-cls 23345  df-nei 23422  df-lp 23460  df-perf 23461  df-cn 23551  df-cnp 23552  df-haus 23639  df-cmp 23711  df-tx 23887  df-hmeo 24080  df-fil 24171  df-fm 24263  df-flim 24264  df-flf 24265  df-xms 24645  df-ms 24646  df-tms 24647  df-cncf 25205  df-limc 26192  df-dv 26193  df-ulm 26710  df-log 26890  df-cxp 26891  df-lgam 27352
This theorem is used by:  lgambdd  27370  lgamcvglem  27373
  Copyright terms: Public domain W3C validator