Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | nn0uz 12549 |
. . . 4
⊢
ℕ0 = (ℤ≥‘0) |
2 | | 0zd 12261 |
. . . 4
⊢ (⊤
→ 0 ∈ ℤ) |
3 | | 2cn 11978 |
. . . . . 6
⊢ 2 ∈
ℂ |
4 | | ax-icn 10861 |
. . . . . 6
⊢ i ∈
ℂ |
5 | | ine0 11340 |
. . . . . 6
⊢ i ≠
0 |
6 | 3, 4, 5 | divcli 11647 |
. . . . 5
⊢ (2 / i)
∈ ℂ |
7 | 6 | a1i 11 |
. . . 4
⊢ (⊤
→ (2 / i) ∈ ℂ) |
8 | | 3cn 11984 |
. . . . . . 7
⊢ 3 ∈
ℂ |
9 | | 3ne0 12009 |
. . . . . . 7
⊢ 3 ≠
0 |
10 | 4, 8, 9 | divcli 11647 |
. . . . . 6
⊢ (i / 3)
∈ ℂ |
11 | | absdiv 14935 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((i
∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℂ ∧ 3 ≠ 0) → (abs‘(i /
3)) = ((abs‘i) / (abs‘3))) |
12 | 4, 8, 9, 11 | mp3an 1459 |
. . . . . . . 8
⊢
(abs‘(i / 3)) = ((abs‘i) / (abs‘3)) |
13 | | absi 14926 |
. . . . . . . . 9
⊢
(abs‘i) = 1 |
14 | | 3re 11983 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 3 ∈
ℝ |
15 | | 0re 10908 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 0 ∈
ℝ |
16 | | 3pos 12008 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 0 <
3 |
17 | 15, 14, 16 | ltleii 11028 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 0 ≤
3 |
18 | | absid 14936 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((3
∈ ℝ ∧ 0 ≤ 3) → (abs‘3) = 3) |
19 | 14, 17, 18 | mp2an 688 |
. . . . . . . . 9
⊢
(abs‘3) = 3 |
20 | 13, 19 | oveq12i 7267 |
. . . . . . . 8
⊢
((abs‘i) / (abs‘3)) = (1 / 3) |
21 | 12, 20 | eqtri 2766 |
. . . . . . 7
⊢
(abs‘(i / 3)) = (1 / 3) |
22 | | 1lt3 12076 |
. . . . . . . 8
⊢ 1 <
3 |
23 | | recgt1 11801 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((3
∈ ℝ ∧ 0 < 3) → (1 < 3 ↔ (1 / 3) <
1)) |
24 | 14, 16, 23 | mp2an 688 |
. . . . . . . 8
⊢ (1 < 3
↔ (1 / 3) < 1) |
25 | 22, 24 | mpbi 229 |
. . . . . . 7
⊢ (1 / 3)
< 1 |
26 | 21, 25 | eqbrtri 5091 |
. . . . . 6
⊢
(abs‘(i / 3)) < 1 |
27 | | eqid 2738 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((-1↑𝑛)
· (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1)))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦
((-1↑𝑛) · (((i
/ 3)↑((2 · 𝑛) +
1)) / ((2 · 𝑛) +
1)))) |
28 | 27 | atantayl3 25994 |
. . . . . 6
⊢ (((i / 3)
∈ ℂ ∧ (abs‘(i / 3)) < 1) → seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((-1↑𝑛)
· (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1))))) ⇝ (arctan‘(i /
3))) |
29 | 10, 26, 28 | mp2an 688 |
. . . . 5
⊢ seq0( + ,
(𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((-1↑𝑛) · (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1))))) ⇝
(arctan‘(i / 3)) |
30 | 29 | a1i 11 |
. . . 4
⊢ (⊤
→ seq0( + , (𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((-1↑𝑛) · (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1))))) ⇝
(arctan‘(i / 3))) |
31 | | oveq2 7263 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑘 → (-1↑𝑛) = (-1↑𝑘)) |
32 | | oveq2 7263 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑛 = 𝑘 → (2 · 𝑛) = (2 · 𝑘)) |
33 | 32 | oveq1d 7270 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑛 = 𝑘 → ((2 · 𝑛) + 1) = ((2 · 𝑘) + 1)) |
34 | 33 | oveq2d 7271 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑛 = 𝑘 → ((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) = ((i / 3)↑((2
· 𝑘) +
1))) |
35 | 34, 33 | oveq12d 7273 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑘 → (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1)) = (((i / 3)↑((2
· 𝑘) + 1)) / ((2
· 𝑘) +
1))) |
36 | 31, 35 | oveq12d 7273 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 = 𝑘 → ((-1↑𝑛) · (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1))) = ((-1↑𝑘) · (((i / 3)↑((2
· 𝑘) + 1)) / ((2
· 𝑘) +
1)))) |
37 | | ovex 7288 |
. . . . . . . 8
⊢
((-1↑𝑘)
· (((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1)) / ((2 · 𝑘) + 1))) ∈ V |
38 | 36, 27, 37 | fvmpt 6857 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((-1↑𝑛) · (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1))))‘𝑘) = ((-1↑𝑘) · (((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1)) / ((2 · 𝑘) + 1)))) |
39 | 4 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ i ∈ ℂ) |
40 | 8 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ 3 ∈ ℂ) |
41 | 9 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ 3 ≠ 0) |
42 | | 2nn0 12180 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ 2 ∈
ℕ0 |
43 | | nn0mulcl 12199 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((2
∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (2
· 𝑘) ∈
ℕ0) |
44 | 42, 43 | mpan 686 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (2 · 𝑘)
∈ ℕ0) |
45 | | peano2nn0 12203 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((2
· 𝑘) ∈
ℕ0 → ((2 · 𝑘) + 1) ∈
ℕ0) |
46 | 44, 45 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((2 · 𝑘) + 1)
∈ ℕ0) |
47 | 39, 40, 41, 46 | expdivd 13806 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1)) = ((i↑((2 · 𝑘) + 1)) / (3↑((2 ·
𝑘) + 1)))) |
48 | 47 | oveq2d 7271 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((-1↑𝑘)
· ((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1))) = ((-1↑𝑘) · ((i↑((2 · 𝑘) + 1)) / (3↑((2 ·
𝑘) +
1))))) |
49 | | neg1cn 12017 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ -1 ∈
ℂ |
50 | | expcl 13728 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((-1
∈ ℂ ∧ 𝑘
∈ ℕ0) → (-1↑𝑘) ∈ ℂ) |
51 | 49, 50 | mpan 686 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (-1↑𝑘) ∈
ℂ) |
52 | | expcl 13728 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((i
∈ ℂ ∧ ((2 · 𝑘) + 1) ∈ ℕ0) →
(i↑((2 · 𝑘) +
1)) ∈ ℂ) |
53 | 4, 46, 52 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (i↑((2 · 𝑘) + 1)) ∈ ℂ) |
54 | | 3nn 11982 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ 3 ∈
ℕ |
55 | | nnexpcl 13723 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((3
∈ ℕ ∧ ((2 · 𝑘) + 1) ∈ ℕ0) →
(3↑((2 · 𝑘) +
1)) ∈ ℕ) |
56 | 54, 46, 55 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3↑((2 · 𝑘) + 1)) ∈ ℕ) |
57 | 56 | nncnd 11919 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3↑((2 · 𝑘) + 1)) ∈ ℂ) |
58 | 56 | nnne0d 11953 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3↑((2 · 𝑘) + 1)) ≠ 0) |
59 | 51, 53, 57, 58 | divassd 11716 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((-1↑𝑘)
· (i↑((2 · 𝑘) + 1))) / (3↑((2 · 𝑘) + 1))) = ((-1↑𝑘) · ((i↑((2 ·
𝑘) + 1)) / (3↑((2
· 𝑘) +
1))))) |
60 | | expp1 13717 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((i
∈ ℂ ∧ (2 · 𝑘) ∈ ℕ0) →
(i↑((2 · 𝑘) +
1)) = ((i↑(2 · 𝑘)) · i)) |
61 | 4, 44, 60 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (i↑((2 · 𝑘) + 1)) = ((i↑(2 · 𝑘)) · i)) |
62 | | expmul 13756 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((i
∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) →
(i↑(2 · 𝑘)) =
((i↑2)↑𝑘)) |
63 | 4, 42, 62 | mp3an12 1449 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (i↑(2 · 𝑘)) = ((i↑2)↑𝑘)) |
64 | | i2 13847 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢
(i↑2) = -1 |
65 | 64 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢
((i↑2)↑𝑘)
= (-1↑𝑘) |
66 | 63, 65 | eqtrdi 2795 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (i↑(2 · 𝑘)) = (-1↑𝑘)) |
67 | 66 | oveq1d 7270 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((i↑(2 · 𝑘)) · i) = ((-1↑𝑘) · i)) |
68 | 61, 67 | eqtrd 2778 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (i↑((2 · 𝑘) + 1)) = ((-1↑𝑘) · i)) |
69 | 68 | oveq2d 7271 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((-1↑𝑘)
· (i↑((2 · 𝑘) + 1))) = ((-1↑𝑘) · ((-1↑𝑘) · i))) |
70 | 51, 51, 39 | mulassd 10929 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((-1↑𝑘)
· (-1↑𝑘))
· i) = ((-1↑𝑘)
· ((-1↑𝑘)
· i))) |
71 | 49 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ -1 ∈ ℂ) |
72 | | id 22 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ 𝑘 ∈
ℕ0) |
73 | 71, 72, 72 | expaddd 13794 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (-1↑(𝑘 + 𝑘)) = ((-1↑𝑘) · (-1↑𝑘))) |
74 | | expmul 13756 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ ((-1
∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) →
(-1↑(2 · 𝑘)) =
((-1↑2)↑𝑘)) |
75 | 49, 42, 74 | mp3an12 1449 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (-1↑(2 · 𝑘)) = ((-1↑2)↑𝑘)) |
76 | | neg1sqe1 13841 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢
(-1↑2) = 1 |
77 | 76 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢
((-1↑2)↑𝑘)
= (1↑𝑘) |
78 | 75, 77 | eqtrdi 2795 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (-1↑(2 · 𝑘)) = (1↑𝑘)) |
79 | | nn0cn 12173 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ 𝑘 ∈
ℂ) |
80 | 79 | 2timesd 12146 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (2 · 𝑘) =
(𝑘 + 𝑘)) |
81 | 80 | oveq2d 7271 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (-1↑(2 · 𝑘)) = (-1↑(𝑘 + 𝑘))) |
82 | | nn0z 12273 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ 𝑘 ∈
ℤ) |
83 | | 1exp 13740 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑘 ∈ ℤ →
(1↑𝑘) =
1) |
84 | 82, 83 | syl 17 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (1↑𝑘) =
1) |
85 | 78, 81, 84 | 3eqtr3d 2786 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (-1↑(𝑘 + 𝑘)) = 1) |
86 | 73, 85 | eqtr3d 2780 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((-1↑𝑘)
· (-1↑𝑘)) =
1) |
87 | 86 | oveq1d 7270 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((-1↑𝑘)
· (-1↑𝑘))
· i) = (1 · i)) |
88 | 4 | mulid2i 10911 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (1
· i) = i |
89 | 87, 88 | eqtrdi 2795 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((-1↑𝑘)
· (-1↑𝑘))
· i) = i) |
90 | 69, 70, 89 | 3eqtr2d 2784 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((-1↑𝑘)
· (i↑((2 · 𝑘) + 1))) = i) |
91 | 90 | oveq1d 7270 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((-1↑𝑘)
· (i↑((2 · 𝑘) + 1))) / (3↑((2 · 𝑘) + 1))) = (i / (3↑((2
· 𝑘) +
1)))) |
92 | 48, 59, 91 | 3eqtr2d 2784 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((-1↑𝑘)
· ((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1))) = (i / (3↑((2 · 𝑘) + 1)))) |
93 | 92 | oveq1d 7270 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((-1↑𝑘)
· ((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1))) / ((2 · 𝑘) + 1)) = ((i / (3↑((2 · 𝑘) + 1))) / ((2 · 𝑘) + 1))) |
94 | | expcl 13728 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((i / 3)
∈ ℂ ∧ ((2 · 𝑘) + 1) ∈ ℕ0) → ((i
/ 3)↑((2 · 𝑘) +
1)) ∈ ℂ) |
95 | 10, 46, 94 | sylancr 586 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1)) ∈ ℂ) |
96 | | nn0p1nn 12202 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((2
· 𝑘) ∈
ℕ0 → ((2 · 𝑘) + 1) ∈ ℕ) |
97 | 44, 96 | syl 17 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((2 · 𝑘) + 1)
∈ ℕ) |
98 | 97 | nncnd 11919 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((2 · 𝑘) + 1)
∈ ℂ) |
99 | 97 | nnne0d 11953 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((2 · 𝑘) + 1)
≠ 0) |
100 | 51, 95, 98, 99 | divassd 11716 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((-1↑𝑘)
· ((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1))) / ((2 · 𝑘) + 1)) = ((-1↑𝑘) · (((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1)) / ((2 · 𝑘) + 1)))) |
101 | 39, 57, 98, 58, 99 | divdiv1d 11712 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((i / (3↑((2 · 𝑘) + 1))) / ((2 · 𝑘) + 1)) = (i / ((3↑((2 · 𝑘) + 1)) · ((2 ·
𝑘) + 1)))) |
102 | 93, 100, 101 | 3eqtr3d 2786 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((-1↑𝑘)
· (((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1)) / ((2 · 𝑘) + 1))) = (i / ((3↑((2 · 𝑘) + 1)) · ((2 ·
𝑘) + 1)))) |
103 | 57, 98 | mulcomd 10927 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((3↑((2 · 𝑘) + 1)) · ((2 · 𝑘) + 1)) = (((2 · 𝑘) + 1) · (3↑((2
· 𝑘) +
1)))) |
104 | 103 | oveq2d 7271 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (i / ((3↑((2 · 𝑘) + 1)) · ((2 · 𝑘) + 1))) = (i / (((2 ·
𝑘) + 1) ·
(3↑((2 · 𝑘) +
1))))) |
105 | 38, 102, 104 | 3eqtrd 2782 |
. . . . . 6
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((-1↑𝑛) · (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1))))‘𝑘) = (i / (((2 · 𝑘) + 1) · (3↑((2
· 𝑘) +
1))))) |
106 | 97, 56 | nnmulcld 11956 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((2 · 𝑘) +
1) · (3↑((2 · 𝑘) + 1))) ∈ ℕ) |
107 | 106 | nncnd 11919 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((2 · 𝑘) +
1) · (3↑((2 · 𝑘) + 1))) ∈ ℂ) |
108 | 106 | nnne0d 11953 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((2 · 𝑘) +
1) · (3↑((2 · 𝑘) + 1))) ≠ 0) |
109 | 39, 107, 108 | divcld 11681 |
. . . . . 6
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (i / (((2 · 𝑘) + 1) · (3↑((2 · 𝑘) + 1)))) ∈
ℂ) |
110 | 105, 109 | eqeltrd 2839 |
. . . . 5
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((-1↑𝑛) · (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1))))‘𝑘) ∈
ℂ) |
111 | 110 | adantl 481 |
. . . 4
⊢
((⊤ ∧ 𝑘
∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦
((-1↑𝑛) · (((i
/ 3)↑((2 · 𝑛) +
1)) / ((2 · 𝑛) +
1))))‘𝑘) ∈
ℂ) |
112 | 33 | oveq2d 7271 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑘 → (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) = (3 · ((2
· 𝑘) +
1))) |
113 | | oveq2 7263 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑛 = 𝑘 → (9↑𝑛) = (9↑𝑘)) |
114 | 112, 113 | oveq12d 7273 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑛 = 𝑘 → ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) = ((3 · ((2 ·
𝑘) + 1)) ·
(9↑𝑘))) |
115 | 114 | oveq2d 7271 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑛 = 𝑘 → (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) = (2 / ((3 · ((2
· 𝑘) + 1)) ·
(9↑𝑘)))) |
116 | | log2cnv.1 |
. . . . . . 7
⊢ 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3
· ((2 · 𝑛) +
1)) · (9↑𝑛)))) |
117 | | ovex 7288 |
. . . . . . 7
⊢ (2 / ((3
· ((2 · 𝑘) +
1)) · (9↑𝑘)))
∈ V |
118 | 115, 116,
117 | fvmpt 6857 |
. . . . . 6
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (𝐹‘𝑘) = (2 / ((3 · ((2
· 𝑘) + 1)) ·
(9↑𝑘)))) |
119 | | expp1 13717 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((3
∈ ℂ ∧ (2 · 𝑘) ∈ ℕ0) →
(3↑((2 · 𝑘) +
1)) = ((3↑(2 · 𝑘)) · 3)) |
120 | 8, 44, 119 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3↑((2 · 𝑘) + 1)) = ((3↑(2 · 𝑘)) · 3)) |
121 | | expmul 13756 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((3
∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) →
(3↑(2 · 𝑘)) =
((3↑2)↑𝑘)) |
122 | 8, 42, 121 | mp3an12 1449 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3↑(2 · 𝑘)) = ((3↑2)↑𝑘)) |
123 | | sq3 13843 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢
(3↑2) = 9 |
124 | 123 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢
((3↑2)↑𝑘)
= (9↑𝑘) |
125 | 122, 124 | eqtrdi 2795 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3↑(2 · 𝑘)) = (9↑𝑘)) |
126 | 125 | oveq1d 7270 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((3↑(2 · 𝑘)) · 3) = ((9↑𝑘) · 3)) |
127 | | 9nn 12001 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ 9 ∈
ℕ |
128 | | nnexpcl 13723 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((9
∈ ℕ ∧ 𝑘
∈ ℕ0) → (9↑𝑘) ∈ ℕ) |
129 | 127, 128 | mpan 686 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (9↑𝑘) ∈
ℕ) |
130 | 129 | nncnd 11919 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (9↑𝑘) ∈
ℂ) |
131 | | mulcom 10888 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢
(((9↑𝑘) ∈
ℂ ∧ 3 ∈ ℂ) → ((9↑𝑘) · 3) = (3 · (9↑𝑘))) |
132 | 130, 8, 131 | sylancl 585 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((9↑𝑘) ·
3) = (3 · (9↑𝑘))) |
133 | 120, 126,
132 | 3eqtrd 2782 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3↑((2 · 𝑘) + 1)) = (3 · (9↑𝑘))) |
134 | 90, 133 | oveq12d 7273 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((-1↑𝑘)
· (i↑((2 · 𝑘) + 1))) / (3↑((2 · 𝑘) + 1))) = (i / (3 ·
(9↑𝑘)))) |
135 | 48, 59, 134 | 3eqtr2d 2784 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((-1↑𝑘)
· ((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1))) = (i / (3 · (9↑𝑘)))) |
136 | 135 | oveq1d 7270 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (((-1↑𝑘)
· ((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1))) / ((2 · 𝑘) + 1)) = ((i / (3 · (9↑𝑘))) / ((2 · 𝑘) + 1))) |
137 | | nnmulcl 11927 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((3
∈ ℕ ∧ (9↑𝑘) ∈ ℕ) → (3 ·
(9↑𝑘)) ∈
ℕ) |
138 | 54, 129, 137 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3 · (9↑𝑘)) ∈ ℕ) |
139 | 138 | nncnd 11919 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3 · (9↑𝑘)) ∈ ℂ) |
140 | 138 | nnne0d 11953 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3 · (9↑𝑘)) ≠ 0) |
141 | 39, 139, 98, 140, 99 | divdiv1d 11712 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((i / (3 · (9↑𝑘))) / ((2 · 𝑘) + 1)) = (i / ((3 · (9↑𝑘)) · ((2 · 𝑘) + 1)))) |
142 | 136, 100,
141 | 3eqtr3d 2786 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((-1↑𝑘)
· (((i / 3)↑((2 · 𝑘) + 1)) / ((2 · 𝑘) + 1))) = (i / ((3 · (9↑𝑘)) · ((2 · 𝑘) + 1)))) |
143 | 40, 130, 98 | mul32d 11115 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((3 · (9↑𝑘)) · ((2 · 𝑘) + 1)) = ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))) |
144 | 143 | oveq2d 7271 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (i / ((3 · (9↑𝑘)) · ((2 · 𝑘) + 1))) = (i / ((3 · ((2 ·
𝑘) + 1)) ·
(9↑𝑘)))) |
145 | 38, 142, 144 | 3eqtrd 2782 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((𝑛 ∈
ℕ0 ↦ ((-1↑𝑛) · (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1))))‘𝑘) = (i / ((3 · ((2
· 𝑘) + 1)) ·
(9↑𝑘)))) |
146 | 145 | oveq2d 7271 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((2 / i) · ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦
((-1↑𝑛) · (((i
/ 3)↑((2 · 𝑛) +
1)) / ((2 · 𝑛) +
1))))‘𝑘)) = ((2 / i)
· (i / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) |
147 | | nnmulcl 11927 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((3
∈ ℕ ∧ ((2 · 𝑘) + 1) ∈ ℕ) → (3 · ((2
· 𝑘) + 1)) ∈
ℕ) |
148 | 54, 97, 147 | sylancr 586 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (3 · ((2 · 𝑘) + 1)) ∈ ℕ) |
149 | 148, 129 | nnmulcld 11956 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘)) ∈ ℕ) |
150 | 149 | nncnd 11919 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘)) ∈ ℂ) |
151 | 149 | nnne0d 11953 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘)) ≠ 0) |
152 | 39, 150, 151 | divcld 11681 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (i / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))) ∈ ℂ) |
153 | | mulcom 10888 |
. . . . . . . 8
⊢ (((i /
((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))) ∈ ℂ ∧ (2 / i) ∈
ℂ) → ((i / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))) · (2 / i)) = ((2 / i) · (i
/ ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) |
154 | 152, 6, 153 | sylancl 585 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((i / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))) · (2 / i)) = ((2 / i) · (i
/ ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) |
155 | 3 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ 2 ∈ ℂ) |
156 | 5 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ i ≠ 0) |
157 | 155, 39, 150, 156, 151 | dmdcand 11710 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((i / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))) · (2 / i)) = (2 / ((3 · ((2
· 𝑘) + 1)) ·
(9↑𝑘)))) |
158 | 146, 154,
157 | 3eqtr2d 2784 |
. . . . . 6
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ ((2 / i) · ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦
((-1↑𝑛) · (((i
/ 3)↑((2 · 𝑛) +
1)) / ((2 · 𝑛) +
1))))‘𝑘)) = (2 / ((3
· ((2 · 𝑘) +
1)) · (9↑𝑘)))) |
159 | 118, 158 | eqtr4d 2781 |
. . . . 5
⊢ (𝑘 ∈ ℕ0
→ (𝐹‘𝑘) = ((2 / i) · ((𝑛 ∈ ℕ0
↦ ((-1↑𝑛)
· (((i / 3)↑((2 · 𝑛) + 1)) / ((2 · 𝑛) + 1))))‘𝑘))) |
160 | 159 | adantl 481 |
. . . 4
⊢
((⊤ ∧ 𝑘
∈ ℕ0) → (𝐹‘𝑘) = ((2 / i) · ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦
((-1↑𝑛) · (((i
/ 3)↑((2 · 𝑛) +
1)) / ((2 · 𝑛) +
1))))‘𝑘))) |
161 | 1, 2, 7, 30, 111, 160 | isermulc2 15297 |
. . 3
⊢ (⊤
→ seq0( + , 𝐹) ⇝
((2 / i) · (arctan‘(i / 3)))) |
162 | 161 | mptru 1546 |
. 2
⊢ seq0( + ,
𝐹) ⇝ ((2 / i)
· (arctan‘(i / 3))) |
163 | | bndatandm 25984 |
. . . . . . . 8
⊢ (((i / 3)
∈ ℂ ∧ (abs‘(i / 3)) < 1) → (i / 3) ∈ dom
arctan) |
164 | 10, 26, 163 | mp2an 688 |
. . . . . . 7
⊢ (i / 3)
∈ dom arctan |
165 | | atanval 25939 |
. . . . . . 7
⊢ ((i / 3)
∈ dom arctan → (arctan‘(i / 3)) = ((i / 2) ·
((log‘(1 − (i · (i / 3)))) − (log‘(1 + (i
· (i / 3))))))) |
166 | 164, 165 | ax-mp 5 |
. . . . . 6
⊢
(arctan‘(i / 3)) = ((i / 2) · ((log‘(1 − (i
· (i / 3)))) − (log‘(1 + (i · (i /
3)))))) |
167 | | df-4 11968 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ 4 = (3 +
1) |
168 | 167 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (4 / 3) =
((3 + 1) / 3) |
169 | | ax-1cn 10860 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ 1 ∈
ℂ |
170 | 8, 169, 8, 9 | divdiri 11662 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((3 + 1)
/ 3) = ((3 / 3) + (1 / 3)) |
171 | 8, 9 | dividi 11638 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (3 / 3) =
1 |
172 | 171 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((3 / 3)
+ (1 / 3)) = (1 + (1 / 3)) |
173 | 168, 170,
172 | 3eqtri 2770 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (4 / 3) =
(1 + (1 / 3)) |
174 | 169, 8, 9 | divcli 11647 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (1 / 3)
∈ ℂ |
175 | 169, 174 | subnegi 11230 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (1
− -(1 / 3)) = (1 + (1 / 3)) |
176 | | divneg 11597 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℂ ∧ 3 ≠ 0) → -(1 / 3) = (-1 /
3)) |
177 | 169, 8, 9, 176 | mp3an 1459 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ -(1 / 3)
= (-1 / 3) |
178 | | ixi 11534 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (i
· i) = -1 |
179 | 178 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((i
· i) / 3) = (-1 / 3) |
180 | 4, 4, 8, 9 | divassi 11661 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((i
· i) / 3) = (i · (i / 3)) |
181 | 177, 179,
180 | 3eqtr2i 2772 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ -(1 / 3)
= (i · (i / 3)) |
182 | 181 | oveq2i 7266 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (1
− -(1 / 3)) = (1 − (i · (i / 3))) |
183 | 173, 175,
182 | 3eqtr2ri 2773 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (1
− (i · (i / 3))) = (4 / 3) |
184 | 183 | fveq2i 6759 |
. . . . . . . . 9
⊢
(log‘(1 − (i · (i / 3)))) = (log‘(4 /
3)) |
185 | 8, 9 | pm3.2i 470 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (3 ∈
ℂ ∧ 3 ≠ 0) |
186 | | divsubdir 11599 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((3
∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ (3 ∈ ℂ ∧ 3 ≠ 0))
→ ((3 − 1) / 3) = ((3 / 3) − (1 / 3))) |
187 | 8, 169, 185, 186 | mp3an 1459 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((3
− 1) / 3) = ((3 / 3) − (1 / 3)) |
188 | | 3m1e2 12031 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (3
− 1) = 2 |
189 | 188 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((3
− 1) / 3) = (2 / 3) |
190 | 171 | oveq1i 7265 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((3 / 3)
− (1 / 3)) = (1 − (1 / 3)) |
191 | 187, 189,
190 | 3eqtr3i 2774 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (2 / 3) =
(1 − (1 / 3)) |
192 | 169, 174 | negsubi 11229 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (1 + -(1
/ 3)) = (1 − (1 / 3)) |
193 | 181 | oveq2i 7266 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (1 + -(1
/ 3)) = (1 + (i · (i / 3))) |
194 | 191, 192,
193 | 3eqtr2ri 2773 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (1 + (i
· (i / 3))) = (2 / 3) |
195 | 194 | fveq2i 6759 |
. . . . . . . . 9
⊢
(log‘(1 + (i · (i / 3)))) = (log‘(2 /
3)) |
196 | 184, 195 | oveq12i 7267 |
. . . . . . . 8
⊢
((log‘(1 − (i · (i / 3)))) − (log‘(1 + (i
· (i / 3))))) = ((log‘(4 / 3)) − (log‘(2 /
3))) |
197 | | 4re 11987 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 4 ∈
ℝ |
198 | | 4pos 12010 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 0 <
4 |
199 | 197, 198 | elrpii 12662 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 4 ∈
ℝ+ |
200 | | 3rp 12665 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 3 ∈
ℝ+ |
201 | | rpdivcl 12684 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((4
∈ ℝ+ ∧ 3 ∈ ℝ+) → (4 / 3)
∈ ℝ+) |
202 | 199, 200,
201 | mp2an 688 |
. . . . . . . . 9
⊢ (4 / 3)
∈ ℝ+ |
203 | | 2rp 12664 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 2 ∈
ℝ+ |
204 | | rpdivcl 12684 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((2
∈ ℝ+ ∧ 3 ∈ ℝ+) → (2 / 3)
∈ ℝ+) |
205 | 203, 200,
204 | mp2an 688 |
. . . . . . . . 9
⊢ (2 / 3)
∈ ℝ+ |
206 | | relogdiv 25653 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((4 / 3)
∈ ℝ+ ∧ (2 / 3) ∈ ℝ+) →
(log‘((4 / 3) / (2 / 3))) = ((log‘(4 / 3)) − (log‘(2 /
3)))) |
207 | 202, 205,
206 | mp2an 688 |
. . . . . . . 8
⊢
(log‘((4 / 3) / (2 / 3))) = ((log‘(4 / 3)) −
(log‘(2 / 3))) |
208 | | 4cn 11988 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 4 ∈
ℂ |
209 | | 2cnne0 12113 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (2 ∈
ℂ ∧ 2 ≠ 0) |
210 | | divcan7 11614 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((4
∈ ℂ ∧ (2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0) ∧ (3 ∈ ℂ
∧ 3 ≠ 0)) → ((4 / 3) / (2 / 3)) = (4 / 2)) |
211 | 208, 209,
185, 210 | mp3an 1459 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((4 / 3)
/ (2 / 3)) = (4 / 2) |
212 | | 4d2e2 12073 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (4 / 2) =
2 |
213 | 211, 212 | eqtri 2766 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((4 / 3)
/ (2 / 3)) = 2 |
214 | 213 | fveq2i 6759 |
. . . . . . . 8
⊢
(log‘((4 / 3) / (2 / 3))) = (log‘2) |
215 | 196, 207,
214 | 3eqtr2i 2772 |
. . . . . . 7
⊢
((log‘(1 − (i · (i / 3)))) − (log‘(1 + (i
· (i / 3))))) = (log‘2) |
216 | 215 | oveq2i 7266 |
. . . . . 6
⊢ ((i / 2)
· ((log‘(1 − (i · (i / 3)))) − (log‘(1 +
(i · (i / 3)))))) = ((i / 2) · (log‘2)) |
217 | 166, 216 | eqtri 2766 |
. . . . 5
⊢
(arctan‘(i / 3)) = ((i / 2) ·
(log‘2)) |
218 | 217 | oveq2i 7266 |
. . . 4
⊢ ((2 / i)
· (arctan‘(i / 3))) = ((2 / i) · ((i / 2) ·
(log‘2))) |
219 | | 2ne0 12007 |
. . . . . 6
⊢ 2 ≠
0 |
220 | 4, 3, 219 | divcli 11647 |
. . . . 5
⊢ (i / 2)
∈ ℂ |
221 | | logcl 25629 |
. . . . . 6
⊢ ((2
∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0) → (log‘2) ∈
ℂ) |
222 | 3, 219, 221 | mp2an 688 |
. . . . 5
⊢
(log‘2) ∈ ℂ |
223 | 6, 220, 222 | mulassi 10917 |
. . . 4
⊢ (((2 / i)
· (i / 2)) · (log‘2)) = ((2 / i) · ((i / 2) ·
(log‘2))) |
224 | 218, 223 | eqtr4i 2769 |
. . 3
⊢ ((2 / i)
· (arctan‘(i / 3))) = (((2 / i) · (i / 2)) ·
(log‘2)) |
225 | | divcan6 11612 |
. . . . 5
⊢ (((2
∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0) ∧ (i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0)) →
((2 / i) · (i / 2)) = 1) |
226 | 3, 219, 4, 5, 225 | mp4an 689 |
. . . 4
⊢ ((2 / i)
· (i / 2)) = 1 |
227 | 226 | oveq1i 7265 |
. . 3
⊢ (((2 / i)
· (i / 2)) · (log‘2)) = (1 ·
(log‘2)) |
228 | 222 | mulid2i 10911 |
. . 3
⊢ (1
· (log‘2)) = (log‘2) |
229 | 224, 227,
228 | 3eqtri 2770 |
. 2
⊢ ((2 / i)
· (arctan‘(i / 3))) = (log‘2) |
230 | 162, 229 | breqtri 5095 |
1
⊢ seq0( + ,
𝐹) ⇝
(log‘2) |