Theorem wallispi 46710

Description: Wallis' formula for π : Wallis' product converges to π / 2 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
wallispi.1	⊢ 𝐹 = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) − 1)) · ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) + 1))))
wallispi.2	⊢ 𝑊 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))

Assertion

Ref	Expression
wallispi	⊢ 𝑊 ⇝ (π / 2)

Distinct variable groups:   𝑘,𝑛   𝑛,𝐹

Allowed substitution hints:   𝐹(𝑘)   𝑊(𝑘,𝑛)

Proof of Theorem wallispi

Dummy variables 𝑗 𝑤 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nnuz 12901	. . . 4 ⊢ ℕ = (ℤ≥‘1)
2		1zzd 12625	. . . 4 ⊢ (⊤ → 1 ∈ ℤ)
3		wallispi.1	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐹 = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) − 1)) · ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) + 1))))
4		eqid 2769	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥)
5		eqid 2769	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥)‘(2 · 𝑛)) / ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥)‘((2 · 𝑛) + 1)))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥)‘(2 · 𝑛)) / ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥)‘((2 · 𝑛) + 1))))
6		eqid 2769	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))
7		eqid 2769	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ (((2 · 𝑛) + 1) / (2 · 𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (((2 · 𝑛) + 1) / (2 · 𝑛)))
8	3, 4, 5, 6, 7	wallispilem5 46709	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))) ⇝ 1
9	8	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))) ⇝ 1)
10		2cnd 12319	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → 2 ∈ ℂ)
11		picn 26587	. . . . . . . 8 ⊢ π ∈ ℂ
12	11	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → π ∈ ℂ)
13		pire 26585	. . . . . . . . 9 ⊢ π ∈ ℝ
14		pipos 26589	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 < π
15	13, 14	gt0ne0ii 11750	. . . . . . . 8 ⊢ π ≠ 0
16	15	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → π ≠ 0)
17	10, 12, 16	divcld 11991	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (2 / π) ∈ ℂ)
18		nnex 12239	. . . . . . . 8 ⊢ ℕ ∈ V
19	18	mptex 7222	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) ∈ V
20	19	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) ∈ V)
21	11	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → π ∈ ℂ)
22	21	halfcld 12489	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → (π / 2) ∈ ℂ)
23		elnnuz 12902	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↔ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘1))
24	23	biimpi 219	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ (ℤ≥‘1))
25		oveq2 7419	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (2 · 𝑘) = (2 · 𝑗))
26	25	oveq1d 7426	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → ((2 · 𝑘) − 1) = ((2 · 𝑗) − 1))
27	25, 26	oveq12d 7429	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) − 1)) = ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)))
28	25	oveq1d 7426	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → ((2 · 𝑘) + 1) = ((2 · 𝑗) + 1))
29	25, 28	oveq12d 7429	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) + 1)) = ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1)))
30	27, 29	oveq12d 7429	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) − 1)) · ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) + 1))) = (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))))
31		elfznn 13581	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 𝑗 ∈ ℕ)
32		2cnd 12319	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
33		nncn 12241	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ ℂ)
34	32, 33	mulcld 11229	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 𝑗) ∈ ℂ)
35		1cnd 11202	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ)
36	34, 35	subcld 11569	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) − 1) ∈ ℂ)
37		1red 11209	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ)
38		1t1e1 12402	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (1 · 1) = 1
39	37, 37	remulcld 11239	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 · 1) ∈ ℝ)
40		2re 12315	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ 2 ∈ ℝ
41	40	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ)
42	41, 37	remulcld 11239	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 1) ∈ ℝ)
43		nnre 12240	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ ℝ)
44	41, 43	remulcld 11239	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 𝑗) ∈ ℝ)
45		1rp 13020	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ 1 ∈ ℝ+
46	45	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ+)
47		1lt2 12413	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ 1 < 2
48	47	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 1 < 2)
49	37, 41, 46, 48	ltmul1dd 13115	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 · 1) < (2 · 1))
50		0le2 12343	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ 0 ≤ 2
51	50	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 0 ≤ 2)
52		nnge1 12264	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝑗)
53	37, 43, 41, 51, 52	lemul2ad 12155	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 1) ≤ (2 · 𝑗))
54	39, 42, 44, 49, 53	ltletrd 11370	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 · 1) < (2 · 𝑗))
55	38, 54	eqbrtrrid 5151	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 1 < (2 · 𝑗))
56	37, 55	gtned 11345	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 𝑗) ≠ 1)
57	34, 35, 56	subne0d 11578	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) − 1) ≠ 0)
58	34, 36, 57	divcld 11991	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) ∈ ℂ)
59	34, 35	addcld 11228	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) + 1) ∈ ℂ)
60		0red 11211	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 0 ∈ ℝ)
61	44, 37	readdcld 11238	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) + 1) ∈ ℝ)
62	46	rpgt0d 13063	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 0 < 1)
63		2rp 13021	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ 2 ∈ ℝ+
64	63	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ+)
65		nnrp 13028	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ ℝ+)
66	64, 65	rpmulcld 13076	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 𝑗) ∈ ℝ+)
67	37, 66	ltaddrp2d 13094	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 1 < ((2 · 𝑗) + 1))
68	60, 37, 61, 62, 67	lttrd 11371	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 0 < ((2 · 𝑗) + 1))
69	60, 68	gtned 11345	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) + 1) ≠ 0)
70	34, 59, 69	divcld 11991	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1)) ∈ ℂ)
71	58, 70	mulcld 11229	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))) ∈ ℂ)
72	31, 71	syl 18	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))) ∈ ℂ)
73	3, 30, 31, 72	fvmptd3 7014	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (𝐹‘𝑗) = (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))))
74	63	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 2 ∈ ℝ+)
75	31	nnrpd 13058	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 𝑗 ∈ ℝ+)
76	74, 75	rpmulcld 13076	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (2 · 𝑗) ∈ ℝ+)
77	44, 37	resubcld 11642	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) − 1) ∈ ℝ)
78		1m1e0 12313	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (1 − 1) = 0
79	37, 44, 37, 55	ltsub1dd 11826	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 − 1) < ((2 · 𝑗) − 1))
80	78, 79	eqbrtrrid 5151	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 0 < ((2 · 𝑗) − 1))
81	77, 80	elrpd 13057	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) − 1) ∈ ℝ+)
82	31, 81	syl 18	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → ((2 · 𝑗) − 1) ∈ ℝ+)
83	76, 82	rpdivcld 13077	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) ∈ ℝ+)
84	40	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 2 ∈ ℝ)
85	31	nnred 12248	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 𝑗 ∈ ℝ)
86	84, 85	remulcld 11239	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (2 · 𝑗) ∈ ℝ)
87	74	rpge0d 13064	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 0 ≤ 2)
88	75	rpge0d 13064	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 0 ≤ 𝑗)
89	84, 85, 87, 88	mulge0d 11791	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 0 ≤ (2 · 𝑗))
90	86, 89	ge0p1rpd 13090	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → ((2 · 𝑗) + 1) ∈ ℝ+)
91	76, 90	rpdivcld 13077	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1)) ∈ ℝ+)
92	83, 91	rpmulcld 13076	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))) ∈ ℝ+)
93	73, 92	eqeltrd 2869	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (𝐹‘𝑗) ∈ ℝ+)
94	93	adantl 486	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (1...𝑛)) → (𝐹‘𝑗) ∈ ℝ+)
95		rpmulcl 13041	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑗 ∈ ℝ+ ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) → (𝑗 · 𝑤) ∈ ℝ+)
96	95	adantl 486	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑛 ∈ ℕ ∧ (𝑗 ∈ ℝ+ ∧ 𝑤 ∈ ℝ+)) → (𝑗 · 𝑤) ∈ ℝ+)
97	24, 94, 96	seqcl 14058	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑛) ∈ ℝ+)
98	97	rpcnd 13062	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑛) ∈ ℂ)
99	97	rpne0d 13065	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑛) ≠ 0)
100	98, 99	reccld 11984	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)) ∈ ℂ)
101	22, 100	mulcld 11229	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) ∈ ℂ)
102	6, 101	fmpti 7108	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))):ℕ⟶ℂ
103	102	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))):ℕ⟶ℂ)
104	103	ffvelcdmda 7080	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))‘𝑗) ∈ ℂ)
105		fveq2 6882	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → (seq1( · , 𝐹)‘𝑛) = (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))
106	105	eleq1d 2854	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → ((seq1( · , 𝐹)‘𝑛) ∈ ℝ+ ↔ (seq1( · , 𝐹)‘𝑗) ∈ ℝ+))
107	106, 97	vtoclga 3550	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑗) ∈ ℝ+)
108	107	rpcnd 13062	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑗) ∈ ℂ)
109	107	rpne0d 13065	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑗) ≠ 0)
110	35, 108, 109	divrecd 11994	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)) = (1 · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))))
111	11	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → π ∈ ℂ)
112	64	rpne0d 13065	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 2 ≠ 0)
113	15	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → π ≠ 0)
114	32, 111, 112, 113	divcan6d 12010	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 / π) · (π / 2)) = 1)
115	114	eqcomd 2775	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 1 = ((2 / π) · (π / 2)))
116	115	oveq1d 7426	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))) = (((2 / π) · (π / 2)) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))))
117	32, 111, 113	divcld 11991	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (2 / π) ∈ ℂ)
118	111	halfcld 12489	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (π / 2) ∈ ℂ)
119	108, 109	reccld 11984	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)) ∈ ℂ)
120	117, 118, 119	mulassd 11232	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (((2 / π) · (π / 2)) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))) = ((2 / π) · ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))))
121	110, 116, 120	3eqtrd 2808	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)) = ((2 / π) · ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))))
122		eqidd 2770	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))
123	105	oveq2d 7427	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 = 𝑗 → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)) = (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))
124	123	adantl 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑗) → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)) = (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))
125		id 23	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ ℕ)
126	107	rpreccld 13070	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)) ∈ ℝ+)
127	122, 124, 125, 126	fvmptd 6998	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) = (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))
128		eqidd 2770	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))))
129	124	oveq2d 7427	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑗) → ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) = ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))))
130	118, 119	mulcld 11229	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))) ∈ ℂ)
131	128, 129, 125, 130	fvmptd 6998	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))‘𝑗) = ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))))
132	131	oveq2d 7427	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((2 / π) · ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))‘𝑗)) = ((2 / π) · ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))))
133	121, 127, 132	3eqtr4d 2814	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) = ((2 / π) · ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))‘𝑗)))
134	133	adantl 486	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) = ((2 / π) · ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))‘𝑗)))
135	1, 2, 9, 17, 20, 104, 134	climmulc2 15688	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) ⇝ ((2 / π) · 1))
136		2cn 12316	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ ℂ
137	136, 11, 15	divcli 11957	. . . . . 6 ⊢ (2 / π) ∈ ℂ
138	137	mulridi 11213	. . . . 5 ⊢ ((2 / π) · 1) = (2 / π)
139	135, 138	breqtrdi 5156	. . . 4 ⊢ (⊤ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) ⇝ (2 / π))
140		2ne0 12347	. . . . . 6 ⊢ 2 ≠ 0
141	136, 11, 140, 15	divne0i 11963	. . . . 5 ⊢ (2 / π) ≠ 0
142	141	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → (2 / π) ≠ 0)
143	127, 119	eqeltrd 2869	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ∈ ℂ)
144	108, 109	recne0d 11985	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)) ≠ 0)
145	127, 144	eqnetrd 3031	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ≠ 0)
146		nelsn 4637	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ≠ 0 → ¬ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ∈ {0})
147	145, 146	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ¬ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ∈ {0})
148	143, 147	eldifd 3924	. . . . 5 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ∈ (ℂ ∖ {0}))
149	148	adantl 486	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ∈ (ℂ ∖ {0}))
150	108, 109	recrecd 11988	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))) = (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))
151	122, 124, 125, 119	fvmptd 6998	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) = (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))
152	151	oveq2d 7427	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (1 / ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗)) = (1 / (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))))
153		wallispi.2	. . . . . . 7 ⊢ 𝑊 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))
154	105, 153, 97	fvmpt3 6995	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (𝑊‘𝑗) = (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))
155	150, 152, 154	3eqtr4rd 2815	. . . . 5 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → (𝑊‘𝑗) = (1 / ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗)))
156	155	adantl 486	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → (𝑊‘𝑗) = (1 / ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗)))
157	18	mptex 7222	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)) ∈ V
158	153, 157	eqeltri 2865	. . . . 5 ⊢ 𝑊 ∈ V
159	158	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → 𝑊 ∈ V)
160	1, 2, 139, 142, 149, 156, 159	climrec 46245	. . 3 ⊢ (⊤ → 𝑊 ⇝ (1 / (2 / π)))
161	160	mptru 1574	. 2 ⊢ 𝑊 ⇝ (1 / (2 / π))
162		recdiv 11921	. . 3 ⊢ (((2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0) ∧ (π ∈ ℂ ∧ π ≠ 0)) → (1 / (2 / π)) = (π / 2))
163	136, 140, 11, 15, 162	mp4an 705	. 2 ⊢ (1 / (2 / π)) = (π / 2)
164	161, 163	breqtri 5140	1 ⊢ 𝑊 ⇝ (π / 2)

Syntax hints:  ¬ wn 3   ∧ wa 400   = wceq 1567  ⊤wtru 1568   ∈ wcel 2149   ≠ wne 2964  Vcvv 3463   ∖ cdif 3910  {csn 4594   class class class wbr 5113   ↦ cmpt 5196  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7411  ℂcc 11098  ℝcr 11099  0cc0 11100  1c1 11101   + caddc 11103   · cmul 11105   < clt 11243   ≤ cle 11244   − cmin 11441   / cdiv 11871  ℕcn 12233  2c2 12295  ℕ₀cn0 12504  ℤ_≥cuz 12862  ℝ⁺crp 13016  (,)cioo 13372  ...cfz 13535  seqcseq 14037  ↑cexp 14097   ⇝ cli 15535  sincsin 16117  πcpi 16120  ∫citg 25746

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-inf2 9610  ax-cc 10419  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-1cn 11158  ax-icn 11159  ax-addcl 11160  ax-addrcl 11161  ax-mulcl 11162  ax-mulrcl 11163  ax-mulcom 11164  ax-addass 11165  ax-mulass 11166  ax-distr 11167  ax-i2m1 11168  ax-1ne0 11169  ax-1rid 11170  ax-rnegex 11171  ax-rrecex 11172  ax-cnre 11173  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175  ax-pre-ltadd 11176  ax-pre-mulgt0 11177  ax-pre-sup 11178  ax-addf 11179

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-symdif 4214  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4877  df-int 4917  df-iun 4962  df-iin 4963  df-disj 5081  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-se 5616  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-of 7675  df-ofr 7676  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-supp 8157  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-2o 8454  df-oadd 8457  df-omul 8458  df-er 8694  df-map 8826  df-pm 8827  df-ixp 8896  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-fsupp 9322  df-fi 9371  df-sup 9402  df-inf 9403  df-oi 9472  df-dju 9887  df-card 9925  df-acn 9928  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11872  df-nn 12234  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12505  df-z 12592  df-dec 12712  df-uz 12863  df-q 12973  df-rp 13017  df-xneg 13137  df-xadd 13138  df-xmul 13139  df-ioo 13376  df-ioc 13377  df-ico 13378  df-icc 13379  df-fz 13536  df-fzo 13683  df-fl 13825  df-mod 13903  df-seq 14038  df-exp 14098  df-fac 14310  df-bc 14339  df-hash 14367  df-shft 15104  df-cj 15150  df-re 15151  df-im 15152  df-sqrt 15286  df-abs 15287  df-limsup 15522  df-clim 15539  df-rlim 15540  df-sum 15738  df-ef 16121  df-sin 16123  df-cos 16124  df-pi 16126  df-struct 17207  df-sets 17224  df-slot 17242  df-ndx 17254  df-base 17270  df-ress 17291  df-plusg 17323  df-mulr 17324  df-starv 17325  df-sca 17326  df-vsca 17327  df-ip 17328  df-tset 17329  df-ple 17330  df-ds 17332  df-unif 17333  df-hom 17334  df-cco 17335  df-rest 17475  df-topn 17476  df-0g 17494  df-gsum 17495  df-topgen 17496  df-pt 17497  df-prds 17500  df-xrs 17556  df-qtop 17561  df-imas 17562  df-xps 17564  df-mre 17638  df-mrc 17639  df-acs 17641  df-mgm 18698  df-sgrp 18777  df-mnd 18793  df-submnd 18842  df-mulg 19134  df-cntz 19387  df-cmn 19852  df-psmet 21483  df-xmet 21484  df-met 21485  df-bl 21486  df-mopn 21487  df-fbas 21488  df-fg 21489  df-cnfld 21492  df-top 23020  df-topon 23037  df-topsp 23059  df-bases 23072  df-cld 23145  df-ntr 23146  df-cls 23147  df-nei 23224  df-lp 23262  df-perf 23263  df-cn 23353  df-cnp 23354  df-haus 23441  df-cmp 23513  df-tx 23688  df-hmeo 23881  df-fil 23972  df-fm 24064  df-flim 24065  df-flf 24066  df-xms 24446  df-ms 24447  df-tms 24448  df-cncf 25006  df-ovol 25592  df-vol 25593  df-mbf 25747  df-itg1 25748  df-itg2 25749  df-ibl 25750  df-itg 25751  df-0p 25798  df-limc 25994  df-dv 25995

This theorem is referenced by:  wallispi2  46713