Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  stirlinglem4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem stirlinglem4 40955
Description: Algebraic manipulation of ((𝐵 n ) - ( B (𝑛 + 1))). It will be used in other theorems to show that 𝐵 is decreasing. (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stirlinglem4.1 𝐴 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
stirlinglem4.2 𝐵 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (log‘(𝐴𝑛)))
stirlinglem4.3 𝐽 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((((1 + (2 · 𝑛)) / 2) · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − 1))
Assertion
Ref Expression
stirlinglem4 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝐵𝑁) − (𝐵‘(𝑁 + 1))) = (𝐽𝑁))
Distinct variable group:   𝑛,𝑁
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑛)   𝐵(𝑛)   𝐽(𝑛)

Proof of Theorem stirlinglem4
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nnre 11286 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
2 nnnn0 11550 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
32nn0ge0d 11605 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 0 ≤ 𝑁)
41, 3ge0p1rpd 12105 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 + 1) ∈ ℝ+)
5 nnrp 12046 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
64, 5rpdivcld 12092 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1) / 𝑁) ∈ ℝ+)
76rpsqrtcld 14449 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ∈ ℝ+)
8 nnz 11651 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
96, 8rpexpcld 13244 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁) ∈ ℝ+)
107, 9rpmulcld 12091 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)) ∈ ℝ+)
11 epr 15232 . . . . 5 e ∈ ℝ+
1211a1i 11 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → e ∈ ℝ+)
1310, 12relogdivd 24677 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘(((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)) / e)) = ((log‘((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁))) − (log‘e)))
147, 9relogmuld 24676 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁))) = ((log‘(√‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) + (log‘(((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁))))
15 logsqrt 24755 . . . . . . . 8 (((𝑁 + 1) / 𝑁) ∈ ℝ+ → (log‘(√‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) = ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / 2))
166, 15syl 17 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘(√‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) = ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / 2))
17 relogexp 24647 . . . . . . . 8 ((((𝑁 + 1) / 𝑁) ∈ ℝ+𝑁 ∈ ℤ) → (log‘(((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)) = (𝑁 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
186, 8, 17syl2anc 579 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘(((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)) = (𝑁 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
1916, 18oveq12d 6864 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → ((log‘(√‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) + (log‘(((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁))) = (((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / 2) + (𝑁 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))))
2014, 19eqtrd 2799 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁))) = (((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / 2) + (𝑁 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))))
21 peano2nn 11292 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
2221nncnd 11296 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
23 nncn 11287 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℂ)
24 nnne0 11314 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ≠ 0)
2522, 23, 24divcld 11059 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1) / 𝑁) ∈ ℂ)
2621nnne0d 11326 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 + 1) ≠ 0)
2722, 23, 26, 24divne0d 11075 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1) / 𝑁) ≠ 0)
2825, 27logcld 24622 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ∈ ℂ)
29 2cnd 11354 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
30 2rp 12038 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℝ+
3130a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ+)
3231rpne0d 12080 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ≠ 0)
3328, 29, 32divrec2d 11063 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / 2) = ((1 / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
3433oveq1d 6861 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / 2) + (𝑁 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))) = (((1 / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) + (𝑁 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))))
35 1cnd 10292 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ)
3635halfcld 11527 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (1 / 2) ∈ ℂ)
3736, 23, 28adddird 10323 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (((1 / 2) + 𝑁) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) = (((1 / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) + (𝑁 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))))
3823, 29, 32divcan4d 11065 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 · 2) / 2) = 𝑁)
3923, 29mulcomd 10319 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 · 2) = (2 · 𝑁))
4039oveq1d 6861 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 · 2) / 2) = ((2 · 𝑁) / 2))
4138, 40eqtr3d 2801 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 = ((2 · 𝑁) / 2))
4241oveq2d 6862 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 / 2) + 𝑁) = ((1 / 2) + ((2 · 𝑁) / 2)))
4329, 23mulcld 10318 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (2 · 𝑁) ∈ ℂ)
4435, 43, 29, 32divdird 11097 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 + (2 · 𝑁)) / 2) = ((1 / 2) + ((2 · 𝑁) / 2)))
4542, 44eqtr4d 2802 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 / 2) + 𝑁) = ((1 + (2 · 𝑁)) / 2))
4645oveq1d 6861 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (((1 / 2) + 𝑁) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) = (((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
4737, 46eqtr3d 2801 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (((1 / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) + (𝑁 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))) = (((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
4820, 34, 473eqtrd 2803 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁))) = (((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
49 loge 24638 . . . . 5 (log‘e) = 1
5049a1i 11 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘e) = 1)
5148, 50oveq12d 6864 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ((log‘((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁))) − (log‘e)) = ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1))
5213, 51eqtrd 2799 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘(((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)) / e)) = ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1))
53 stirlinglem4.1 . . . . . . 7 𝐴 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
5453stirlinglem2 40953 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (𝐴𝑁) ∈ ℝ+)
5554relogcld 24674 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘(𝐴𝑁)) ∈ ℝ)
56 nfcv 2907 . . . . . 6 𝑛𝑁
57 nfcv 2907 . . . . . . 7 𝑛log
58 nfmpt1 4908 . . . . . . . . 9 𝑛(𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
5953, 58nfcxfr 2905 . . . . . . . 8 𝑛𝐴
6059, 56nffv 6389 . . . . . . 7 𝑛(𝐴𝑁)
6157, 60nffv 6389 . . . . . 6 𝑛(log‘(𝐴𝑁))
62 2fveq3 6384 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → (log‘(𝐴𝑛)) = (log‘(𝐴𝑁)))
63 stirlinglem4.2 . . . . . 6 𝐵 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (log‘(𝐴𝑛)))
6456, 61, 62, 63fvmptf 6494 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (log‘(𝐴𝑁)) ∈ ℝ) → (𝐵𝑁) = (log‘(𝐴𝑁)))
6555, 64mpdan 678 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (𝐵𝑁) = (log‘(𝐴𝑁)))
66 nfcv 2907 . . . . . . . 8 𝑘(log‘(𝐴𝑛))
67 nfcv 2907 . . . . . . . . . 10 𝑛𝑘
6859, 67nffv 6389 . . . . . . . . 9 𝑛(𝐴𝑘)
6957, 68nffv 6389 . . . . . . . 8 𝑛(log‘(𝐴𝑘))
70 2fveq3 6384 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑘 → (log‘(𝐴𝑛)) = (log‘(𝐴𝑘)))
7166, 69, 70cbvmpt 4910 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (log‘(𝐴𝑛))) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (log‘(𝐴𝑘)))
7263, 71eqtri 2787 . . . . . 6 𝐵 = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (log‘(𝐴𝑘)))
7372a1i 11 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → 𝐵 = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (log‘(𝐴𝑘))))
74 simpr 477 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 = (𝑁 + 1)) → 𝑘 = (𝑁 + 1))
7574fveq2d 6383 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 = (𝑁 + 1)) → (𝐴𝑘) = (𝐴‘(𝑁 + 1)))
7675fveq2d 6383 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 = (𝑁 + 1)) → (log‘(𝐴𝑘)) = (log‘(𝐴‘(𝑁 + 1))))
7753stirlinglem2 40953 . . . . . . 7 ((𝑁 + 1) ∈ ℕ → (𝐴‘(𝑁 + 1)) ∈ ℝ+)
7821, 77syl 17 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (𝐴‘(𝑁 + 1)) ∈ ℝ+)
7978relogcld 24674 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘(𝐴‘(𝑁 + 1))) ∈ ℝ)
8073, 76, 21, 79fvmptd 6481 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (𝐵‘(𝑁 + 1)) = (log‘(𝐴‘(𝑁 + 1))))
8165, 80oveq12d 6864 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝐵𝑁) − (𝐵‘(𝑁 + 1))) = ((log‘(𝐴𝑁)) − (log‘(𝐴‘(𝑁 + 1)))))
8254, 78relogdivd 24677 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘((𝐴𝑁) / (𝐴‘(𝑁 + 1)))) = ((log‘(𝐴𝑁)) − (log‘(𝐴‘(𝑁 + 1)))))
83 faccl 13279 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (!‘𝑁) ∈ ℕ)
84 nnrp 12046 . . . . . . . . 9 ((!‘𝑁) ∈ ℕ → (!‘𝑁) ∈ ℝ+)
852, 83, 843syl 18 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → (!‘𝑁) ∈ ℝ+)
8631, 5rpmulcld 12091 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
8786rpsqrtcld 14449 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ+)
885, 12rpdivcld 12092 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 / e) ∈ ℝ+)
8988, 8rpexpcld 13244 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 / e)↑𝑁) ∈ ℝ+)
9087, 89rpmulcld 12091 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁)) ∈ ℝ+)
9185, 90rpdivcld 12092 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+)
9253a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → 𝐴 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))))
93 simpr 477 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 = 𝑁) → 𝑛 = 𝑁)
9493fveq2d 6383 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 = 𝑁) → (!‘𝑛) = (!‘𝑁))
9593oveq2d 6862 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 = 𝑁) → (2 · 𝑛) = (2 · 𝑁))
9695fveq2d 6383 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 = 𝑁) → (√‘(2 · 𝑛)) = (√‘(2 · 𝑁)))
9793oveq1d 6861 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 = 𝑁) → (𝑛 / e) = (𝑁 / e))
9897, 93oveq12d 6864 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 = 𝑁) → ((𝑛 / e)↑𝑛) = ((𝑁 / e)↑𝑁))
9996, 98oveq12d 6864 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 = 𝑁) → ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) = ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁)))
10094, 99oveq12d 6864 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 = 𝑁) → ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) = ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))))
101 simpl 474 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → 𝑁 ∈ ℕ)
10285rpcnd 12077 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (!‘𝑁) ∈ ℂ)
103102adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → (!‘𝑁) ∈ ℂ)
104 2cnd 11354 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → 2 ∈ ℂ)
105101nncnd 11296 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → 𝑁 ∈ ℂ)
106104, 105mulcld 10318 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → (2 · 𝑁) ∈ ℂ)
107106sqrtcld 14475 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → (√‘(2 · 𝑁)) ∈ ℂ)
108 ere 15115 . . . . . . . . . . . . . 14 e ∈ ℝ
109108recni 10312 . . . . . . . . . . . . 13 e ∈ ℂ
110109a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → e ∈ ℂ)
111 0re 10299 . . . . . . . . . . . . . 14 0 ∈ ℝ
112 epos 15231 . . . . . . . . . . . . . 14 0 < e
113111, 112gtneii 10407 . . . . . . . . . . . . 13 e ≠ 0
114113a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → e ≠ 0)
115105, 110, 114divcld 11059 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → (𝑁 / e) ∈ ℂ)
116101nnnn0d 11602 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → 𝑁 ∈ ℕ0)
117115, 116expcld 13220 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → ((𝑁 / e)↑𝑁) ∈ ℂ)
118107, 117mulcld 10318 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁)) ∈ ℂ)
11987rpne0d 12080 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘(2 · 𝑁)) ≠ 0)
120119adantr 472 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → (√‘(2 · 𝑁)) ≠ 0)
121101nnne0d 11326 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → 𝑁 ≠ 0)
122105, 110, 121, 114divne0d 11075 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → (𝑁 / e) ≠ 0)
123101nnzd 11733 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → 𝑁 ∈ ℤ)
124115, 122, 123expne0d 13226 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → ((𝑁 / e)↑𝑁) ≠ 0)
125107, 117, 120, 124mulne0d 10937 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁)) ≠ 0)
126103, 118, 125divcld 11059 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℂ)
12792, 100, 101, 126fvmptd 6481 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) ∈ ℝ+) → (𝐴𝑁) = ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))))
12891, 127mpdan 678 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (𝐴𝑁) = ((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))))
129 nfcv 2907 . . . . . . . . . 10 𝑘((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))
130 nfcv 2907 . . . . . . . . . 10 𝑛((!‘𝑘) / ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘)))
131 fveq2 6379 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑘 → (!‘𝑛) = (!‘𝑘))
132 oveq2 6854 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑘 → (2 · 𝑛) = (2 · 𝑘))
133132fveq2d 6383 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (√‘(2 · 𝑛)) = (√‘(2 · 𝑘)))
134 oveq1 6853 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑘 → (𝑛 / e) = (𝑘 / e))
135 id 22 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑘𝑛 = 𝑘)
136134, 135oveq12d 6864 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → ((𝑛 / e)↑𝑛) = ((𝑘 / e)↑𝑘))
137133, 136oveq12d 6864 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑘 → ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) = ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘)))
138131, 137oveq12d 6864 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑘 → ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) = ((!‘𝑘) / ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘))))
139129, 130, 138cbvmpt 4910 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑘) / ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘))))
14053, 139eqtri 2787 . . . . . . . 8 𝐴 = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑘) / ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘))))
141140a1i 11 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 𝐴 = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑘) / ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘)))))
14274fveq2d 6383 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 = (𝑁 + 1)) → (!‘𝑘) = (!‘(𝑁 + 1)))
14374oveq2d 6862 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 = (𝑁 + 1)) → (2 · 𝑘) = (2 · (𝑁 + 1)))
144143fveq2d 6383 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 = (𝑁 + 1)) → (√‘(2 · 𝑘)) = (√‘(2 · (𝑁 + 1))))
14574oveq1d 6861 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 = (𝑁 + 1)) → (𝑘 / e) = ((𝑁 + 1) / e))
146145, 74oveq12d 6864 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 = (𝑁 + 1)) → ((𝑘 / e)↑𝑘) = (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))
147144, 146oveq12d 6864 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 = (𝑁 + 1)) → ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘)) = ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))
148142, 147oveq12d 6864 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 = (𝑁 + 1)) → ((!‘𝑘) / ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘))) = ((!‘(𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))))
14921nnnn0d 11602 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
150 faccl 13279 . . . . . . . . 9 ((𝑁 + 1) ∈ ℕ0 → (!‘(𝑁 + 1)) ∈ ℕ)
151 nnrp 12046 . . . . . . . . 9 ((!‘(𝑁 + 1)) ∈ ℕ → (!‘(𝑁 + 1)) ∈ ℝ+)
152149, 150, 1513syl 18 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → (!‘(𝑁 + 1)) ∈ ℝ+)
15331, 4rpmulcld 12091 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (2 · (𝑁 + 1)) ∈ ℝ+)
154153rpsqrtcld 14449 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘(2 · (𝑁 + 1))) ∈ ℝ+)
1554, 12rpdivcld 12092 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1) / e) ∈ ℝ+)
1568peano2zd 11737 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 + 1) ∈ ℤ)
157155, 156rpexpcld 13244 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)) ∈ ℝ+)
158154, 157rpmulcld 12091 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) ∈ ℝ+)
159152, 158rpdivcld 12092 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((!‘(𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))) ∈ ℝ+)
160141, 148, 21, 159fvmptd 6481 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (𝐴‘(𝑁 + 1)) = ((!‘(𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))))
161128, 160oveq12d 6864 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝐴𝑁) / (𝐴‘(𝑁 + 1))) = (((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) / ((!‘(𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))))
162 facp1 13274 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (!‘(𝑁 + 1)) = ((!‘𝑁) · (𝑁 + 1)))
1632, 162syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (!‘(𝑁 + 1)) = ((!‘𝑁) · (𝑁 + 1)))
164163oveq1d 6861 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((!‘(𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))) = (((!‘𝑁) · (𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))))
165158rpcnd 12077 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) ∈ ℂ)
166158rpne0d 12080 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) ≠ 0)
167102, 22, 165, 166divassd 11094 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → (((!‘𝑁) · (𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))) = ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))))
168164, 167eqtrd 2799 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((!‘(𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))) = ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))))
169168oveq2d 6862 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) / ((!‘(𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) = (((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) / ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))))))
17090rpcnd 12077 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁)) ∈ ℂ)
17122, 165, 166divcld 11059 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))) ∈ ℂ)
172102, 171mulcld 10318 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) ∈ ℂ)
17390rpne0d 12080 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁)) ≠ 0)
17485rpne0d 12080 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → (!‘𝑁) ≠ 0)
17522, 165, 26, 166divne0d 11075 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))) ≠ 0)
176102, 171, 174, 175mulne0d 10937 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) ≠ 0)
177102, 170, 172, 173, 176divdiv32d 11084 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) / ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))))) = (((!‘𝑁) / ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))))) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))))
178102, 102, 171, 174, 175divdiv1d 11090 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (((!‘𝑁) / (!‘𝑁)) / ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) = ((!‘𝑁) / ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))))))
179178eqcomd 2771 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((!‘𝑁) / ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))))) = (((!‘𝑁) / (!‘𝑁)) / ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))))
180179oveq1d 6861 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (((!‘𝑁) / ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))))) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) = ((((!‘𝑁) / (!‘𝑁)) / ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))))
181102, 174dividd 11057 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ((!‘𝑁) / (!‘𝑁)) = 1)
182181oveq1d 6861 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → (((!‘𝑁) / (!‘𝑁)) / ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) = (1 / ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))))
183182oveq1d 6861 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((((!‘𝑁) / (!‘𝑁)) / ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) = ((1 / ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))))
18422, 165, 26, 166recdivd 11076 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (1 / ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) = (((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)))
185184oveq1d 6861 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 / ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) = ((((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))))
186165, 22, 26divcld 11059 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
18787rpcnd 12077 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘(2 · 𝑁)) ∈ ℂ)
18889rpcnd 12077 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 / e)↑𝑁) ∈ ℂ)
18989rpne0d 12080 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 / e)↑𝑁) ≠ 0)
190186, 187, 188, 119, 189divdiv1d 11090 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (((((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / (√‘(2 · 𝑁))) / ((𝑁 / e)↑𝑁)) = ((((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))))
191165, 22, 187, 26, 119divdiv32d 11084 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → ((((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / (√‘(2 · 𝑁))) = ((((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (√‘(2 · 𝑁))) / (𝑁 + 1)))
192154rpcnd 12077 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘(2 · (𝑁 + 1))) ∈ ℂ)
193157rpcnd 12077 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
194192, 193, 187, 119div23d 11096 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (√‘(2 · 𝑁))) = (((√‘(2 · (𝑁 + 1))) / (√‘(2 · 𝑁))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))
19531rpred 12075 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ)
19631rpge0d 12079 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ → 0 ≤ 2)
19721nnred 11295 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 + 1) ∈ ℝ)
198149nn0ge0d 11605 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ → 0 ≤ (𝑁 + 1))
199195, 196, 197, 198sqrtmuld 14462 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘(2 · (𝑁 + 1))) = ((√‘2) · (√‘(𝑁 + 1))))
200195, 196, 1, 3sqrtmuld 14462 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘(2 · 𝑁)) = ((√‘2) · (√‘𝑁)))
201199, 200oveq12d 6864 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) / (√‘(2 · 𝑁))) = (((√‘2) · (√‘(𝑁 + 1))) / ((√‘2) · (√‘𝑁))))
20229sqrtcld 14475 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘2) ∈ ℂ)
20322sqrtcld 14475 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘(𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
20423sqrtcld 14475 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘𝑁) ∈ ℂ)
20531rpsqrtcld 14449 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘2) ∈ ℝ+)
206205rpne0d 12080 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘2) ≠ 0)
2075rpsqrtcld 14449 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘𝑁) ∈ ℝ+)
208207rpne0d 12080 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘𝑁) ≠ 0)
209202, 202, 203, 204, 206, 208divmuldivd 11100 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘2) / (√‘2)) · ((√‘(𝑁 + 1)) / (√‘𝑁))) = (((√‘2) · (√‘(𝑁 + 1))) / ((√‘2) · (√‘𝑁))))
210202, 206dividd 11057 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘2) / (√‘2)) = 1)
211197, 198, 5sqrtdivd 14461 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) = ((√‘(𝑁 + 1)) / (√‘𝑁)))
212211eqcomd 2771 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘(𝑁 + 1)) / (√‘𝑁)) = (√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))
213210, 212oveq12d 6864 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘2) / (√‘2)) · ((√‘(𝑁 + 1)) / (√‘𝑁))) = (1 · (√‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
214201, 209, 2133eqtr2d 2805 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) / (√‘(2 · 𝑁))) = (1 · (√‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
215214oveq1d 6861 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘(2 · (𝑁 + 1))) / (√‘(2 · 𝑁))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) = ((1 · (√‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))
21625sqrtcld 14475 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℕ → (√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ∈ ℂ)
217216mulid2d 10316 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (1 · (√‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) = (√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))
218217oveq1d 6861 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 · (√‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) = ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))
219194, 215, 2183eqtrd 2803 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (√‘(2 · 𝑁))) = ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))
220219oveq1d 6861 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → ((((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (√‘(2 · 𝑁))) / (𝑁 + 1)) = (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)))
221191, 220eqtrd 2799 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / (√‘(2 · 𝑁))) = (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)))
222221oveq1d 6861 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (((((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / (√‘(2 · 𝑁))) / ((𝑁 / e)↑𝑁)) = ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / ((𝑁 / e)↑𝑁)))
223190, 222eqtr3d 2801 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) = ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / ((𝑁 / e)↑𝑁)))
224216, 193mulcld 10318 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) ∈ ℂ)
225224, 22, 188, 26, 189divdiv32d 11084 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / ((𝑁 / e)↑𝑁)) = ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / ((𝑁 / e)↑𝑁)) / (𝑁 + 1)))
226216, 193, 188, 189divassd 11094 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / ((𝑁 / e)↑𝑁)) = ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)) / ((𝑁 / e)↑𝑁))))
22712rpcnd 12077 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → e ∈ ℂ)
22812rpne0d 12080 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → e ≠ 0)
22922, 227, 228, 149expdivd 13234 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)) = (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (e↑(𝑁 + 1))))
23023, 227, 228, 2expdivd 13234 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 / e)↑𝑁) = ((𝑁𝑁) / (e↑𝑁)))
231229, 230oveq12d 6864 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → ((((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)) / ((𝑁 / e)↑𝑁)) = ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (e↑(𝑁 + 1))) / ((𝑁𝑁) / (e↑𝑁))))
232231oveq2d 6862 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)) / ((𝑁 / e)↑𝑁))) = ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (e↑(𝑁 + 1))) / ((𝑁𝑁) / (e↑𝑁)))))
23322, 149expcld 13220 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
234227, 149expcld 13220 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (e↑(𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
23523, 2expcld 13220 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁𝑁) ∈ ℂ)
236227, 2expcld 13220 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (e↑𝑁) ∈ ℂ)
237227, 228, 156expne0d 13226 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (e↑(𝑁 + 1)) ≠ 0)
238227, 228, 8expne0d 13226 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (e↑𝑁) ≠ 0)
23923, 24, 8expne0d 13226 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁𝑁) ≠ 0)
240233, 234, 235, 236, 237, 238, 239divdivdivd 11106 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (e↑(𝑁 + 1))) / ((𝑁𝑁) / (e↑𝑁))) = ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) · (e↑𝑁)) / ((e↑(𝑁 + 1)) · (𝑁𝑁))))
241233, 236mulcomd 10319 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) · (e↑𝑁)) = ((e↑𝑁) · ((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1))))
242241oveq1d 6861 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) · (e↑𝑁)) / ((e↑(𝑁 + 1)) · (𝑁𝑁))) = (((e↑𝑁) · ((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1))) / ((e↑(𝑁 + 1)) · (𝑁𝑁))))
243236, 234, 233, 235, 237, 239divmuldivd 11100 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (((e↑𝑁) / (e↑(𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) = (((e↑𝑁) · ((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1))) / ((e↑(𝑁 + 1)) · (𝑁𝑁))))
244227, 2expp1d 13221 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ → (e↑(𝑁 + 1)) = ((e↑𝑁) · e))
245244oveq2d 6862 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → ((e↑𝑁) / (e↑(𝑁 + 1))) = ((e↑𝑁) / ((e↑𝑁) · e)))
246236, 236, 227, 238, 228divdiv1d 11090 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → (((e↑𝑁) / (e↑𝑁)) / e) = ((e↑𝑁) / ((e↑𝑁) · e)))
247236, 238dividd 11057 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ → ((e↑𝑁) / (e↑𝑁)) = 1)
248247oveq1d 6861 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → (((e↑𝑁) / (e↑𝑁)) / e) = (1 / e))
249245, 246, 2483eqtr2d 2805 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℕ → ((e↑𝑁) / (e↑(𝑁 + 1))) = (1 / e))
250249oveq1d 6861 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → (((e↑𝑁) / (e↑(𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) = ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))))
251243, 250eqtr3d 2801 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → (((e↑𝑁) · ((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1))) / ((e↑(𝑁 + 1)) · (𝑁𝑁))) = ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))))
252240, 242, 2513eqtrd 2803 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (e↑(𝑁 + 1))) / ((𝑁𝑁) / (e↑𝑁))) = ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))))
253252oveq2d 6862 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (e↑(𝑁 + 1))) / ((𝑁𝑁) / (e↑𝑁)))) = ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)))))
254226, 232, 2533eqtrd 2803 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / ((𝑁 / e)↑𝑁)) = ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)))))
255254oveq1d 6861 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / ((𝑁 / e)↑𝑁)) / (𝑁 + 1)) = (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)))) / (𝑁 + 1)))
256233, 235, 239divcld 11059 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) ∈ ℂ)
25735, 227, 256, 228div32d 11082 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) = (1 · ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / e)))
258256, 227, 228divcld 11059 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / e) ∈ ℂ)
259258mulid2d 10316 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → (1 · ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / e)) = ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / e))
260257, 259eqtrd 2799 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) = ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / e))
261260oveq2d 6862 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)))) = (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / e)))
262227, 228reccld 11052 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → (1 / e) ∈ ℂ)
263262, 256mulcld 10318 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) ∈ ℂ)
264216, 263, 22, 26div23d 11096 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)))) / (𝑁 + 1)) = (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)))))
265216, 22, 26divcld 11059 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
266265, 256, 227, 228divassd 11094 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) / e) = (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / e)))
267261, 264, 2663eqtr4d 2809 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((1 / e) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)))) / (𝑁 + 1)) = ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) / e))
268225, 255, 2673eqtrd 2803 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)) / ((𝑁 / e)↑𝑁)) = ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) / e))
269185, 223, 2683eqtrd 2803 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 / ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) = ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) / e))
270180, 183, 2693eqtrd 2803 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (((!‘𝑁) / ((!‘𝑁) · ((𝑁 + 1) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1)))))) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) = ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) / e))
271169, 177, 2703eqtrd 2803 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → (((!‘𝑁) / ((√‘(2 · 𝑁)) · ((𝑁 / e)↑𝑁))) / ((!‘(𝑁 + 1)) / ((√‘(2 · (𝑁 + 1))) · (((𝑁 + 1) / e)↑(𝑁 + 1))))) = ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) / e))
272216, 22, 256, 26div32d 11082 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) = ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / (𝑁 + 1))))
27322, 2expp1d 13221 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) = (((𝑁 + 1)↑𝑁) · (𝑁 + 1)))
274273oveq1d 6861 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁 + 1)) = ((((𝑁 + 1)↑𝑁) · (𝑁 + 1)) / (𝑁 + 1)))
27522, 2expcld 13220 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑁 + 1)↑𝑁) ∈ ℂ)
276275, 22, 26divcan4d 11065 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → ((((𝑁 + 1)↑𝑁) · (𝑁 + 1)) / (𝑁 + 1)) = ((𝑁 + 1)↑𝑁))
277274, 276eqtrd 2799 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁 + 1)) = ((𝑁 + 1)↑𝑁))
278277oveq1d 6861 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) = (((𝑁 + 1)↑𝑁) / (𝑁𝑁)))
279233, 235, 22, 239, 26divdiv32d 11084 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / (𝑁 + 1)) = ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)))
28022, 23, 24, 2expdivd 13234 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁) = (((𝑁 + 1)↑𝑁) / (𝑁𝑁)))
281278, 279, 2803eqtr4d 2809 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / (𝑁 + 1)) = (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁))
282281oveq2d 6862 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · ((((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁)) / (𝑁 + 1))) = ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)))
283272, 282eqtrd 2799 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) = ((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)))
284283oveq1d 6861 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → ((((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) / (𝑁 + 1)) · (((𝑁 + 1)↑(𝑁 + 1)) / (𝑁𝑁))) / e) = (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)) / e))
285161, 271, 2843eqtrd 2803 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝐴𝑁) / (𝐴‘(𝑁 + 1))) = (((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)) / e))
286285fveq2d 6383 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → (log‘((𝐴𝑁) / (𝐴‘(𝑁 + 1)))) = (log‘(((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)) / e)))
28781, 82, 2863eqtr2d 2805 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝐵𝑁) − (𝐵‘(𝑁 + 1))) = (log‘(((√‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) · (((𝑁 + 1) / 𝑁)↑𝑁)) / e)))
28835, 43addcld 10317 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → (1 + (2 · 𝑁)) ∈ ℂ)
289288halfcld 11527 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → ((1 + (2 · 𝑁)) / 2) ∈ ℂ)
290289, 28mulcld 10318 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ → (((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) ∈ ℂ)
291290, 35subcld 10650 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ)
292 stirlinglem4.3 . . . . 5 𝐽 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((((1 + (2 · 𝑛)) / 2) · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − 1))
293292a1i 11 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) → 𝐽 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((((1 + (2 · 𝑛)) / 2) · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − 1)))
294 simpr 477 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) ∧ 𝑛 = 𝑁) → 𝑛 = 𝑁)
295294oveq2d 6862 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) ∧ 𝑛 = 𝑁) → (2 · 𝑛) = (2 · 𝑁))
296295oveq2d 6862 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) ∧ 𝑛 = 𝑁) → (1 + (2 · 𝑛)) = (1 + (2 · 𝑁)))
297296oveq1d 6861 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) ∧ 𝑛 = 𝑁) → ((1 + (2 · 𝑛)) / 2) = ((1 + (2 · 𝑁)) / 2))
298294oveq1d 6861 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) ∧ 𝑛 = 𝑁) → (𝑛 + 1) = (𝑁 + 1))
299298, 294oveq12d 6864 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) ∧ 𝑛 = 𝑁) → ((𝑛 + 1) / 𝑛) = ((𝑁 + 1) / 𝑁))
300299fveq2d 6383 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) ∧ 𝑛 = 𝑁) → (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛)) = (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))
301297, 300oveq12d 6864 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) ∧ 𝑛 = 𝑁) → (((1 + (2 · 𝑛)) / 2) · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) = (((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
302301oveq1d 6861 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) ∧ 𝑛 = 𝑁) → ((((1 + (2 · 𝑛)) / 2) · (log‘((𝑛 + 1) / 𝑛))) − 1) = ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1))
303 simpl 474 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℕ)
304 simpr 477 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) → ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ)
305293, 302, 303, 304fvmptd 6481 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1) ∈ ℂ) → (𝐽𝑁) = ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1))
306291, 305mpdan 678 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → (𝐽𝑁) = ((((1 + (2 · 𝑁)) / 2) · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − 1))
30752, 287, 3063eqtr4d 2809 1 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝐵𝑁) − (𝐵‘(𝑁 + 1))) = (𝐽𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  cmpt 4890  cfv 6070  (class class class)co 6846  cc 10191  cr 10192  0cc0 10193  1c1 10194   + caddc 10196   · cmul 10198  cmin 10524   / cdiv 10942  cn 11278  2c2 11331  0cn0 11542  cz 11628  +crp 12033  cexp 13072  !cfa 13269  csqrt 14272  eceu 15089  logclog 24606
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7151  ax-inf2 8757  ax-cnex 10249  ax-resscn 10250  ax-1cn 10251  ax-icn 10252  ax-addcl 10253  ax-addrcl 10254  ax-mulcl 10255  ax-mulrcl 10256  ax-mulcom 10257  ax-addass 10258  ax-mulass 10259  ax-distr 10260  ax-i2m1 10261  ax-1ne0 10262  ax-1rid 10263  ax-rnegex 10264  ax-rrecex 10265  ax-cnre 10266  ax-pre-lttri 10267  ax-pre-lttrn 10268  ax-pre-ltadd 10269  ax-pre-mulgt0 10270  ax-pre-sup 10271  ax-addf 10272  ax-mulf 10273
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-iin 4681  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-se 5239  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-isom 6079  df-riota 6807  df-ov 6849  df-oprab 6850  df-mpt2 6851  df-of 7099  df-om 7268  df-1st 7370  df-2nd 7371  df-supp 7502  df-wrecs 7614  df-recs 7676  df-rdg 7714  df-1o 7768  df-2o 7769  df-oadd 7772  df-er 7951  df-map 8066  df-pm 8067  df-ixp 8118  df-en 8165  df-dom 8166  df-sdom 8167  df-fin 8168  df-fsupp 8487  df-fi 8528  df-sup 8559  df-inf 8560  df-oi 8626  df-card 9020  df-cda 9247  df-pnf 10334  df-mnf 10335  df-xr 10336  df-ltxr 10337  df-le 10338  df-sub 10526  df-neg 10527  df-div 10943  df-nn 11279  df-2 11339  df-3 11340  df-4 11341  df-5 11342  df-6 11343  df-7 11344  df-8 11345  df-9 11346  df-n0 11543  df-z 11629  df-dec 11746  df-uz 11892  df-q 11995  df-rp 12034  df-xneg 12151  df-xadd 12152  df-xmul 12153  df-ioo 12386  df-ioc 12387  df-ico 12388  df-icc 12389  df-fz 12539  df-fzo 12679  df-fl 12806  df-mod 12882  df-seq 13014  df-exp 13073  df-fac 13270  df-bc 13299  df-hash 13327  df-shft 14106  df-cj 14138  df-re 14139  df-im 14140  df-sqrt 14274  df-abs 14275  df-limsup 14501  df-clim 14518  df-rlim 14519  df-sum 14716  df-ef 15094  df-e 15095  df-sin 15096  df-cos 15097  df-pi 15099  df-struct 16146  df-ndx 16147  df-slot 16148  df-base 16150  df-sets 16151  df-ress 16152  df-plusg 16241  df-mulr 16242  df-starv 16243  df-sca 16244  df-vsca 16245  df-ip 16246  df-tset 16247  df-ple 16248  df-ds 16250  df-unif 16251  df-hom 16252  df-cco 16253  df-rest 16363  df-topn 16364  df-0g 16382  df-gsum 16383  df-topgen 16384  df-pt 16385  df-prds 16388  df-xrs 16442  df-qtop 16447  df-imas 16448  df-xps 16450  df-mre 16526  df-mrc 16527  df-acs 16529  df-mgm 17522  df-sgrp 17564  df-mnd 17575  df-submnd 17616  df-mulg 17822  df-cntz 18027  df-cmn 18475  df-psmet 20025  df-xmet 20026  df-met 20027  df-bl 20028  df-mopn 20029  df-fbas 20030  df-fg 20031  df-cnfld 20034  df-top 20992  df-topon 21009  df-topsp 21031  df-bases 21044  df-cld 21117  df-ntr 21118  df-cls 21119  df-nei 21196  df-lp 21234  df-perf 21235  df-cn 21325  df-cnp 21326  df-haus 21413  df-tx 21659  df-hmeo 21852  df-fil 21943  df-fm 22035  df-flim 22036  df-flf 22037  df-xms 22418  df-ms 22419  df-tms 22420  df-cncf 22974  df-limc 23935  df-dv 23936  df-log 24608  df-cxp 24609
This theorem is referenced by:  stirlinglem9  40960
  Copyright terms: Public domain W3C validator