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

Theorem lgamgulm2 27396
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 27389 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑈 ⊆ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
43sselda 3913 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 𝑧 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
5 ovex 7479 . . . . 5 (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)) ∈ V
6 df-lgam 27379 . . . . . 6 log Γ = (𝑧 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)) ↦ (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)))
76fvmpt2 7031 . . . . 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 13034 . . . . . . 7 ℕ = (ℤ≥‘1)
10 1zzd 12757 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 1 ∈ ℤ)
11 oveq1 7453 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = 𝑛 → (𝑚 + 1) = (𝑛 + 1))
12 id 23 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = 𝑛 → 𝑚 = 𝑛)
1311, 12oveq12d 7464 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 = 𝑛 → ((𝑚 + 1) / 𝑚) = ((𝑛 + 1) / 𝑛))
1413fveq2d 6915 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 = 𝑛 → (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚)) = (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛)))
1514oveq2d 7462 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑛 → (𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) = (𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))))
16 oveq2 7454 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 = 𝑛 → (𝑧 / 𝑚) = (𝑧 / 𝑛))
1716fvoveq1d 7468 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑛 → (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)) = (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1)))
1815, 17oveq12d 7464 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑛 → ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))) = ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))))
19 eqid 2763 . . . . . . . . 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 7479 . . . . . . . . 9 ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) ∈ V
2118, 19, 20fvmpt 7019 . . . . . . . 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 4054 . . . . . . . . . 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 12382 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 + 1) ∈ ℕ)
2726nnrpd 13192 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 + 1) ∈ ℝ+)
2825nnrpd 13192 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℝ+)
2927, 28rpdivcld 13211 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑛 + 1) / 𝑛) ∈ ℝ+)
3029relogcld 26984 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛)) ∈ ℝ)
3130recnd 11367 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛)) ∈ ℂ)
3224, 31mulcld 11359 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) ∈ ℂ)
3325nncnd 12381 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℂ)
3425nnne0d 12418 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ≠ 0)
3524, 33, 34divcld 12123 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑧 / 𝑛) ∈ ℂ)
36 1cnd 11332 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 1 ∈ ℂ)
3735, 36addcld 11358 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑧 / 𝑛) + 1) ∈ ℂ)
384adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑧 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
3938, 25dmgmdivn0 27388 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑧 / 𝑛) + 1) ≠ 0)
4037, 39logcld 26931 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1)) ∈ ℂ)
4132, 40subcld 11699 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) ∈ ℂ)
42 1z 12756 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℤ
43 seqfn 14186 . . . . . . . . . . . 12 (1 ∈ ℤ → seq1( ∘f + , 𝐺) Fn (ℤ≥‘1))
4442, 43ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 seq1( ∘f + , 𝐺) Fn (ℤ≥‘1)
459fneq2i 6662 . . . . . . . . . . 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 27395 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → seq1( ∘f + , 𝐺) ∈ dom (⇝𝑢‘𝑈))
49 ulmdm 26753 . . . . . . . . . . 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 26744 . . . . . . . . . 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 14176 . . . . . . . . 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 14182 . . . . . . . . . . . 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 6913 . . . . . . . . . . 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 11311 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℂ ∈ V
612, 60rabex2 5307 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑈 ∈ V
6261a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑈 ∈ V)
63 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ)
6463, 9eleqtrdi 2874 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ (ℤ≥‘1))
65 fz1ssnn 13719 . . . . . . . . . . . . . 14 (1...𝑛) ⊆ ℕ
6665a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1...𝑛) ⊆ ℕ)
67 ovexd 7481 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ 𝑈)) → ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))) ∈ V)
6862, 64, 66, 67seqof2 14233 . . . . . . . . . . . 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 2798 . . . . . . . . . 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 6913 . . . . . . . . 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 6924 . . . . . . . . . 10 (seq1( + , (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))‘𝑛) ∈ V
74 eqid 2763 . . . . . . . . . . 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 7031 . . . . . . . . . 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 2798 . . . . . . . 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 26747 . . . . . . 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 15955 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) = (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧))
81 ulmcl 26741 . . . . . . . 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 7111 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧) ∈ ℂ)
8480, 83eqeltrd 2864 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) ∈ ℂ)
854dmgmn0 27386 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → 𝑧 ≠ 0)
8623, 85logcld 26931 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (log‘𝑧) ∈ ℂ)
8784, 86subcld 11699 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (Σ𝑛 ∈ ℕ ((𝑧 · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − (log‘((𝑧 / 𝑛) + 1))) − (log‘𝑧)) ∈ ℂ)
888, 87eqeltrd 2864 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (log Γ‘𝑧) ∈ ℂ)
8988ralrimiva 3158 . 2 (𝜑 → ∀𝑧 ∈ 𝑈 (log Γ‘𝑧) ∈ ℂ)
90 ffn 6734 . . . . . 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 2926 . . . . . . 7 Ⅎ𝑧(⇝𝑢‘𝑈)
93 nfcv 2926 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑧1
94 nfcv 2926 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑧 ∘f +
95 nfcv 2926 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑧ℕ
96 nfmpt1 5208 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑧(𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1))))
9795, 96nfmpt 5207 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑧(𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((𝑧 · (log‘((𝑚 + 1) / 𝑚))) − (log‘((𝑧 / 𝑚) + 1)))))
9847, 97nfcxfr 2924 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑧𝐺
9993, 94, 98nfseq 14184 . . . . . . 7 Ⅎ𝑧seq1( ∘f + , 𝐺)
10092, 99nffv 6921 . . . . . 6 Ⅎ𝑧((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))
101100dffn5f 6982 . . . . 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 7461 . . . . . 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 11703 . . . . . 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 2803 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝑈) → (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧) = ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧)))
106105mpteq2dva 5202 . . . 4 (𝜑 → (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ (((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺))‘𝑧)) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧))))
107102, 106eqtrd 2798 . . 3 (𝜑 → ((⇝𝑢‘𝑈)‘seq1( ∘f + , 𝐺)) = (𝑧 ∈ 𝑈 ↦ ((log Γ‘𝑧) + (log‘𝑧))))
10850, 107breqtrd 5135 . 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 2147  ∀wral 3080  {crab 3416  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5190  dom cdm 5656   Fn wfn 6556  ⟶wf 6557  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446   ∘f cof 7718   ↑m cmap 8878  ℂcc 11228  1c1 11231   + caddc 11233   · cmul 11235   ≤ cle 11374   − cmin 11571   / cdiv 12003  ℕcn 12365  ℕ0cn0 12636  ℤcz 12723  ℤ≥cuz 12995  ...cfz 13669  seqcseq 14174  abscabs 15433  Σcsu 15885  ⇝𝑢culm 26736  logclog 26915  log Γclgam 27376
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 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-inf2 9672  ax-cnex 11286  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307  ax-pre-sup 11308  ax-addf 11309
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 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-se 5610  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-of 7720  df-om 7905  df-1st 8028  df-2nd 8029  df-supp 8208  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8507  df-2o 8508  df-oadd 8511  df-er 8748  df-map 8880  df-pm 8881  df-ixp 8957  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-fin 9008  df-fsupp 9385  df-fi 9433  df-sup 9464  df-inf 9465  df-oi 9534  df-dju 10012  df-card 10050  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-div 12004  df-nn 12366  df-2 12435  df-3 12436  df-4 12437  df-5 12438  df-6 12439  df-7 12440  df-8 12441  df-9 12442  df-n0 12637  df-z 12724  df-dec 12845  df-uz 12996  df-q 13106  df-rp 13151  df-xneg 13271  df-xadd 13272  df-xmul 13273  df-ioo 13510  df-ioc 13511  df-ico 13512  df-icc 13513  df-fz 13670  df-fzo 13819  df-fl 13962  df-mod 14040  df-seq 14175  df-exp 14235  df-fac 14448  df-bc 14477  df-hash 14505  df-shft 15252  df-cj 15298  df-re 15299  df-im 15300  df-sqrt 15434  df-abs 15435  df-limsup 15670  df-clim 15687  df-rlim 15688  df-sum 15886  df-ef 16265  df-sin 16267  df-cos 16268  df-tan 16269  df-pi 16270  df-struct 17357  df-sets 17374  df-slot 17392  df-ndx 17404  df-base 17420  df-ress 17441  df-plusg 17473  df-mulr 17474  df-starv 17475  df-sca 17476  df-vsca 17477  df-ip 17478  df-tset 17479  df-ple 17480  df-ds 17482  df-unif 17483  df-hom 17484  df-cco 17485  df-rest 17625  df-topn 17626  df-0g 17644  df-gsum 17645  df-topgen 17646  df-pt 17647  df-prds 17650  df-xrs 17706  df-qtop 17711  df-imas 17712  df-xps 17714  df-mre 17788  df-mrc 17789  df-acs 17791  df-mgm 18848  df-sgrp 18940  df-mnd 18956  df-submnd 19011  df-mulg 19310  df-cntz 19564  df-cmn 20029  df-psmet 21703  df-xmet 21704  df-met 21705  df-bl 21706  df-mopn 21707  df-fbas 21708  df-fg 21709  df-cnfld 21712  df-top 23245  df-topon 23262  df-topsp 23284  df-bases 23297  df-cld 23370  df-ntr 23371  df-cls 23372  df-nei 23449  df-lp 23487  df-perf 23488  df-cn 23578  df-cnp 23579  df-haus 23666  df-cmp 23738  df-tx 23914  df-hmeo 24107  df-fil 24198  df-fm 24290  df-flim 24291  df-flf 24292  df-xms 24672  df-ms 24673  df-tms 24674  df-cncf 25232  df-limc 26219  df-dv 26220  df-ulm 26737  df-log 26917  df-cxp 26918  df-lgam 27379
This theorem is used by:  lgambdd  27397  lgamcvglem  27400
  Copyright terms: Public domain W3C validator