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Theorem efaddlem 12697
Description: Lemma for efadd 12698 (exponential function addition law). (Contributed by Mario Carneiro, 29-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
efadd.1  |-  F  =  ( n  e.  NN0  |->  ( ( A ^
n )  /  ( ! `  n )
) )
efadd.2  |-  G  =  ( n  e.  NN0  |->  ( ( B ^
n )  /  ( ! `  n )
) )
efadd.3  |-  H  =  ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( A  +  B ) ^
n )  /  ( ! `  n )
) )
efadd.4  |-  ( ph  ->  A  e.  CC )
efadd.5  |-  ( ph  ->  B  e.  CC )
Assertion
Ref Expression
efaddlem  |-  ( ph  ->  ( exp `  ( A  +  B )
)  =  ( ( exp `  A )  x.  ( exp `  B
) ) )
Distinct variable groups:    A, n    B, n
Allowed substitution hints:    ph( n)    F( n)    G( n)    H( n)

Proof of Theorem efaddlem
Dummy variables  j 
k  m are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 efadd.4 . . . 4  |-  ( ph  ->  A  e.  CC )
2 efadd.5 . . . 4  |-  ( ph  ->  B  e.  CC )
31, 2addcld 9109 . . 3  |-  ( ph  ->  ( A  +  B
)  e.  CC )
4 efadd.3 . . . 4  |-  H  =  ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( A  +  B ) ^
n )  /  ( ! `  n )
) )
54efcvg 12689 . . 3  |-  ( ( A  +  B )  e.  CC  ->  seq  0 (  +  ,  H )  ~~>  ( exp `  ( A  +  B
) ) )
63, 5syl 16 . 2  |-  ( ph  ->  seq  0 (  +  ,  H )  ~~>  ( exp `  ( A  +  B
) ) )
7 efadd.1 . . . . . 6  |-  F  =  ( n  e.  NN0  |->  ( ( A ^
n )  /  ( ! `  n )
) )
87eftval 12681 . . . . 5  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( F `
 j )  =  ( ( A ^
j )  /  ( ! `  j )
) )
98adantl 454 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( F `  j )  =  ( ( A ^ j
)  /  ( ! `
 j ) ) )
10 absexp 12111 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( abs `  ( A ^ j ) )  =  ( ( abs `  A ) ^ j
) )
111, 10sylan 459 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( abs `  ( A ^ j
) )  =  ( ( abs `  A
) ^ j ) )
12 faccl 11578 . . . . . . . 8  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( ! `
 j )  e.  NN )
1312adantl 454 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( ! `  j )  e.  NN )
14 nnre 10009 . . . . . . . 8  |-  ( ( ! `  j )  e.  NN  ->  ( ! `  j )  e.  RR )
15 nnnn0 10230 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ! `  j )  e.  NN  ->  ( ! `  j )  e.  NN0 )
1615nn0ge0d 10279 . . . . . . . 8  |-  ( ( ! `  j )  e.  NN  ->  0  <_  ( ! `  j
) )
1714, 16absidd 12227 . . . . . . 7  |-  ( ( ! `  j )  e.  NN  ->  ( abs `  ( ! `  j ) )  =  ( ! `  j
) )
1813, 17syl 16 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( abs `  ( ! `  j
) )  =  ( ! `  j ) )
1911, 18oveq12d 6101 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( ( abs `  ( A ^
j ) )  / 
( abs `  ( ! `  j )
) )  =  ( ( ( abs `  A
) ^ j )  /  ( ! `  j ) ) )
20 expcl 11401 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( A ^ j
)  e.  CC )
211, 20sylan 459 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( A ^ j )  e.  CC )
2213nncnd 10018 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( ! `  j )  e.  CC )
2313nnne0d 10046 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( ! `  j )  =/=  0
)
2421, 22, 23absdivd 12259 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( abs `  ( ( A ^
j )  /  ( ! `  j )
) )  =  ( ( abs `  ( A ^ j ) )  /  ( abs `  ( ! `  j )
) ) )
25 eqid 2438 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( abs `  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) )  =  ( n  e. 
NN0  |->  ( ( ( abs `  A ) ^ n )  / 
( ! `  n
) ) )
2625eftval 12681 . . . . . 6  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( abs `  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 j )  =  ( ( ( abs `  A ) ^ j
)  /  ( ! `
 j ) ) )
2726adantl 454 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( (
n  e.  NN0  |->  ( ( ( abs `  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 j )  =  ( ( ( abs `  A ) ^ j
)  /  ( ! `
 j ) ) )
2819, 24, 273eqtr4rd 2481 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( (
n  e.  NN0  |->  ( ( ( abs `  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 j )  =  ( abs `  (
( A ^ j
)  /  ( ! `
 j ) ) ) )
29 eftcl 12678 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( A ^
j )  /  ( ! `  j )
)  e.  CC )
301, 29sylan 459 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  j  e.  NN0 )  ->  ( ( A ^ j )  / 
( ! `  j
) )  e.  CC )
31 efadd.2 . . . . . 6  |-  G  =  ( n  e.  NN0  |->  ( ( B ^
n )  /  ( ! `  n )
) )
3231eftval 12681 . . . . 5  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( G `
 k )  =  ( ( B ^
k )  /  ( ! `  k )
) )
3332adantl 454 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( G `  k )  =  ( ( B ^ k
)  /  ( ! `
 k ) ) )
34 eftcl 12678 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( ( B ^
k )  /  ( ! `  k )
)  e.  CC )
352, 34sylan 459 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( ( B ^ k )  / 
( ! `  k
) )  e.  CC )
364eftval 12681 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( H `
 k )  =  ( ( ( A  +  B ) ^
k )  /  ( ! `  k )
) )
3736adantl 454 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( H `  k )  =  ( ( ( A  +  B ) ^ k
)  /  ( ! `
 k ) ) )
381adantr 453 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  A  e.  CC )
392adantr 453 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  B  e.  CC )
40 simpr 449 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  k  e.  NN0 )
41 binom 12611 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  ->  (
( A  +  B
) ^ k )  =  sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( k  _C  j )  x.  (
( A ^ (
k  -  j ) )  x.  ( B ^ j ) ) ) )
4238, 39, 40, 41syl3anc 1185 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( ( A  +  B ) ^ k )  = 
sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( k  _C  j )  x.  (
( A ^ (
k  -  j ) )  x.  ( B ^ j ) ) ) )
4342oveq1d 6098 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( (
( A  +  B
) ^ k )  /  ( ! `  k ) )  =  ( sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( k  _C  j )  x.  (
( A ^ (
k  -  j ) )  x.  ( B ^ j ) ) )  /  ( ! `
 k ) ) )
44 fzfid 11314 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( 0 ... k )  e. 
Fin )
45 faccl 11578 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ! `
 k )  e.  NN )
4645adantl 454 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( ! `  k )  e.  NN )
4746nncnd 10018 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( ! `  k )  e.  CC )
48 bccl2 11616 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  e.  ( 0 ... k )  ->  (
k  _C  j )  e.  NN )
4948adantl 454 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
k  _C  j )  e.  NN )
5049nncnd 10018 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
k  _C  j )  e.  CC )
511ad2antrr 708 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  A  e.  CC )
52 fznn0sub 11087 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  e.  ( 0 ... k )  ->  (
k  -  j )  e.  NN0 )
5352adantl 454 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
k  -  j )  e.  NN0 )
5451, 53expcld 11525 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( A ^ ( k  -  j ) )  e.  CC )
552ad2antrr 708 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  B  e.  CC )
56 elfznn0 11085 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  e.  ( 0 ... k )  ->  j  e.  NN0 )
5756adantl 454 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  j  e.  NN0 )
5855, 57expcld 11525 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( B ^ j )  e.  CC )
5954, 58mulcld 9110 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( A ^ (
k  -  j ) )  x.  ( B ^ j ) )  e.  CC )
6050, 59mulcld 9110 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( k  _C  j
)  x.  ( ( A ^ ( k  -  j ) )  x.  ( B ^
j ) ) )  e.  CC )
6146nnne0d 10046 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( ! `  k )  =/=  0
)
6244, 47, 60, 61fsumdivc 12571 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( k  _C  j
)  x.  ( ( A ^ ( k  -  j ) )  x.  ( B ^
j ) ) )  /  ( ! `  k ) )  = 
sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( ( k  _C  j )  x.  ( ( A ^
( k  -  j
) )  x.  ( B ^ j ) ) )  /  ( ! `
 k ) ) )
6351, 57expcld 11525 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( A ^ j )  e.  CC )
6457, 12syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( ! `  j )  e.  NN )
6564nncnd 10018 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( ! `  j )  e.  CC )
6664nnne0d 10046 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( ! `  j )  =/=  0 )
6763, 65, 66divcld 9792 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( A ^ j
)  /  ( ! `
 j ) )  e.  CC )
6831eftval 12681 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( k  -  j )  e.  NN0  ->  ( G `
 ( k  -  j ) )  =  ( ( B ^
( k  -  j
) )  /  ( ! `  ( k  -  j ) ) ) )
6953, 68syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( G `  ( k  -  j ) )  =  ( ( B ^ ( k  -  j ) )  / 
( ! `  (
k  -  j ) ) ) )
7055, 53expcld 11525 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( B ^ ( k  -  j ) )  e.  CC )
71 faccl 11578 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( k  -  j )  e.  NN0  ->  ( ! `
 ( k  -  j ) )  e.  NN )
7253, 71syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( ! `  ( k  -  j ) )  e.  NN )
7372nncnd 10018 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( ! `  ( k  -  j ) )  e.  CC )
7472nnne0d 10046 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( ! `  ( k  -  j ) )  =/=  0 )
7570, 73, 74divcld 9792 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( B ^ (
k  -  j ) )  /  ( ! `
 ( k  -  j ) ) )  e.  CC )
7669, 75eqeltrd 2512 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( G `  ( k  -  j ) )  e.  CC )
7767, 76mulcld 9110 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( A ^
j )  /  ( ! `  j )
)  x.  ( G `
 ( k  -  j ) ) )  e.  CC )
78 oveq2 6091 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  =  ( ( 0  +  k )  -  m )  ->  ( A ^ j )  =  ( A ^ (
( 0  +  k )  -  m ) ) )
79 fveq2 5730 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  =  ( ( 0  +  k )  -  m )  ->  ( ! `  j )  =  ( ! `  ( ( 0  +  k )  -  m
) ) )
8078, 79oveq12d 6101 . . . . . . . . . 10  |-  ( j  =  ( ( 0  +  k )  -  m )  ->  (
( A ^ j
)  /  ( ! `
 j ) )  =  ( ( A ^ ( ( 0  +  k )  -  m ) )  / 
( ! `  (
( 0  +  k )  -  m ) ) ) )
81 oveq2 6091 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  =  ( ( 0  +  k )  -  m )  ->  (
k  -  j )  =  ( k  -  ( ( 0  +  k )  -  m
) ) )
8281fveq2d 5734 . . . . . . . . . 10  |-  ( j  =  ( ( 0  +  k )  -  m )  ->  ( G `  ( k  -  j ) )  =  ( G `  ( k  -  (
( 0  +  k )  -  m ) ) ) )
8380, 82oveq12d 6101 . . . . . . . . 9  |-  ( j  =  ( ( 0  +  k )  -  m )  ->  (
( ( A ^
j )  /  ( ! `  j )
)  x.  ( G `
 ( k  -  j ) ) )  =  ( ( ( A ^ ( ( 0  +  k )  -  m ) )  /  ( ! `  ( ( 0  +  k )  -  m
) ) )  x.  ( G `  (
k  -  ( ( 0  +  k )  -  m ) ) ) ) )
8477, 83fsumrev2 12567 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  sum_ j  e.  ( 0 ... k
) ( ( ( A ^ j )  /  ( ! `  j ) )  x.  ( G `  (
k  -  j ) ) )  =  sum_ m  e.  ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ (
( 0  +  k )  -  m ) )  /  ( ! `
 ( ( 0  +  k )  -  m ) ) )  x.  ( G `  ( k  -  (
( 0  +  k )  -  m ) ) ) ) )
8531eftval 12681 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( G `
 j )  =  ( ( B ^
j )  /  ( ! `  j )
) )
8657, 85syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( G `  j )  =  ( ( B ^ j )  / 
( ! `  j
) ) )
8786oveq2d 6099 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( A ^
( k  -  j
) )  /  ( ! `  ( k  -  j ) ) )  x.  ( G `
 j ) )  =  ( ( ( A ^ ( k  -  j ) )  /  ( ! `  ( k  -  j
) ) )  x.  ( ( B ^
j )  /  ( ! `  j )
) ) )
8872, 64nnmulcld 10049 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ! `  (
k  -  j ) )  x.  ( ! `
 j ) )  e.  NN )
8988nncnd 10018 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ! `  (
k  -  j ) )  x.  ( ! `
 j ) )  e.  CC )
9088nnne0d 10046 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ! `  (
k  -  j ) )  x.  ( ! `
 j ) )  =/=  0 )
9159, 89, 90divrec2d 9796 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( A ^
( k  -  j
) )  x.  ( B ^ j ) )  /  ( ( ! `
 ( k  -  j ) )  x.  ( ! `  j
) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( ! `  ( k  -  j
) )  x.  ( ! `  j )
) )  x.  (
( A ^ (
k  -  j ) )  x.  ( B ^ j ) ) ) )
9254, 73, 58, 65, 74, 66divmuldivd 9833 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( A ^
( k  -  j
) )  /  ( ! `  ( k  -  j ) ) )  x.  ( ( B ^ j )  /  ( ! `  j ) ) )  =  ( ( ( A ^ ( k  -  j ) )  x.  ( B ^
j ) )  / 
( ( ! `  ( k  -  j
) )  x.  ( ! `  j )
) ) )
93 bcval2 11598 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( j  e.  ( 0 ... k )  ->  (
k  _C  j )  =  ( ( ! `
 k )  / 
( ( ! `  ( k  -  j
) )  x.  ( ! `  j )
) ) )
9493adantl 454 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
k  _C  j )  =  ( ( ! `
 k )  / 
( ( ! `  ( k  -  j
) )  x.  ( ! `  j )
) ) )
9594oveq1d 6098 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( k  _C  j
)  /  ( ! `
 k ) )  =  ( ( ( ! `  k )  /  ( ( ! `
 ( k  -  j ) )  x.  ( ! `  j
) ) )  / 
( ! `  k
) ) )
9647adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( ! `  k )  e.  CC )
9761adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( ! `  k )  =/=  0 )
9896, 89, 96, 90, 97divdiv32d 9817 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( ! `  k )  /  (
( ! `  (
k  -  j ) )  x.  ( ! `
 j ) ) )  /  ( ! `
 k ) )  =  ( ( ( ! `  k )  /  ( ! `  k ) )  / 
( ( ! `  ( k  -  j
) )  x.  ( ! `  j )
) ) )
9996, 97dividd 9790 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ! `  k
)  /  ( ! `
 k ) )  =  1 )
10099oveq1d 6098 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( ! `  k )  /  ( ! `  k )
)  /  ( ( ! `  ( k  -  j ) )  x.  ( ! `  j ) ) )  =  ( 1  / 
( ( ! `  ( k  -  j
) )  x.  ( ! `  j )
) ) )
10198, 100eqtrd 2470 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( ! `  k )  /  (
( ! `  (
k  -  j ) )  x.  ( ! `
 j ) ) )  /  ( ! `
 k ) )  =  ( 1  / 
( ( ! `  ( k  -  j
) )  x.  ( ! `  j )
) ) )
10295, 101eqtrd 2470 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( k  _C  j
)  /  ( ! `
 k ) )  =  ( 1  / 
( ( ! `  ( k  -  j
) )  x.  ( ! `  j )
) ) )
103102oveq1d 6098 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( k  _C  j )  /  ( ! `  k )
)  x.  ( ( A ^ ( k  -  j ) )  x.  ( B ^
j ) ) )  =  ( ( 1  /  ( ( ! `
 ( k  -  j ) )  x.  ( ! `  j
) ) )  x.  ( ( A ^
( k  -  j
) )  x.  ( B ^ j ) ) ) )
10491, 92, 1033eqtr4rd 2481 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( k  _C  j )  /  ( ! `  k )
)  x.  ( ( A ^ ( k  -  j ) )  x.  ( B ^
j ) ) )  =  ( ( ( A ^ ( k  -  j ) )  /  ( ! `  ( k  -  j
) ) )  x.  ( ( B ^
j )  /  ( ! `  j )
) ) )
10587, 104eqtr4d 2473 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( A ^
( k  -  j
) )  /  ( ! `  ( k  -  j ) ) )  x.  ( G `
 j ) )  =  ( ( ( k  _C  j )  /  ( ! `  k ) )  x.  ( ( A ^
( k  -  j
) )  x.  ( B ^ j ) ) ) )
106 nn0cn 10233 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( k  e.  NN0  ->  k  e.  CC )
107106ad2antlr 709 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  k  e.  CC )
108107addid2d 9269 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
0  +  k )  =  k )
109108oveq1d 6098 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( 0  +  k )  -  j )  =  ( k  -  j ) )
110109oveq2d 6099 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( A ^ ( ( 0  +  k )  -  j ) )  =  ( A ^ (
k  -  j ) ) )
111109fveq2d 5734 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( ! `  ( (
0  +  k )  -  j ) )  =  ( ! `  ( k  -  j
) ) )
112110, 111oveq12d 6101 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( A ^ (
( 0  +  k )  -  j ) )  /  ( ! `
 ( ( 0  +  k )  -  j ) ) )  =  ( ( A ^ ( k  -  j ) )  / 
( ! `  (
k  -  j ) ) ) )
113109oveq2d 6099 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
k  -  ( ( 0  +  k )  -  j ) )  =  ( k  -  ( k  -  j
) ) )
114 nn0cn 10233 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( j  e.  NN0  ->  j  e.  CC )
11557, 114syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  j  e.  CC )
116107, 115nncand 9418 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
k  -  ( k  -  j ) )  =  j )
117113, 116eqtrd 2470 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
k  -  ( ( 0  +  k )  -  j ) )  =  j )
118117fveq2d 5734 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  ( G `  ( k  -  ( ( 0  +  k )  -  j ) ) )  =  ( G `  j ) )
119112, 118oveq12d 6101 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( A ^
( ( 0  +  k )  -  j
) )  /  ( ! `  ( (
0  +  k )  -  j ) ) )  x.  ( G `
 ( k  -  ( ( 0  +  k )  -  j
) ) ) )  =  ( ( ( A ^ ( k  -  j ) )  /  ( ! `  ( k  -  j
) ) )  x.  ( G `  j
) ) )
12050, 59, 96, 97div23d 9829 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( k  _C  j )  x.  (
( A ^ (
k  -  j ) )  x.  ( B ^ j ) ) )  /  ( ! `
 k ) )  =  ( ( ( k  _C  j )  /  ( ! `  k ) )  x.  ( ( A ^
( k  -  j
) )  x.  ( B ^ j ) ) ) )
121105, 119, 1203eqtr4rd 2481 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN0 )  /\  j  e.  ( 0 ... k
) )  ->  (
( ( k  _C  j )  x.  (
( A ^ (
k  -  j ) )  x.  ( B ^ j ) ) )  /  ( ! `
 k ) )  =  ( ( ( A ^ ( ( 0  +  k )  -  j ) )  /  ( ! `  ( ( 0  +  k )  -  j
) ) )  x.  ( G `  (
k  -  ( ( 0  +  k )  -  j ) ) ) ) )
122121sumeq2dv 12499 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  sum_ j  e.  ( 0 ... k
) ( ( ( k  _C  j )  x.  ( ( A ^ ( k  -  j ) )  x.  ( B ^ j
) ) )  / 
( ! `  k
) )  =  sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( ( A ^
( ( 0  +  k )  -  j
) )  /  ( ! `  ( (
0  +  k )  -  j ) ) )  x.  ( G `
 ( k  -  ( ( 0  +  k )  -  j
) ) ) ) )
123 oveq2 6091 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  =  m  ->  (
( 0  +  k )  -  j )  =  ( ( 0  +  k )  -  m ) )
124123oveq2d 6099 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  =  m  ->  ( A ^ ( ( 0  +  k )  -  j ) )  =  ( A ^ (
( 0  +  k )  -  m ) ) )
125123fveq2d 5734 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  =  m  ->  ( ! `  ( (
0  +  k )  -  j ) )  =  ( ! `  ( ( 0  +  k )  -  m
) ) )
126124, 125oveq12d 6101 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  =  m  ->  (
( A ^ (
( 0  +  k )  -  j ) )  /  ( ! `
 ( ( 0  +  k )  -  j ) ) )  =  ( ( A ^ ( ( 0  +  k )  -  m ) )  / 
( ! `  (
( 0  +  k )  -  m ) ) ) )
127123oveq2d 6099 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  =  m  ->  (
k  -  ( ( 0  +  k )  -  j ) )  =  ( k  -  ( ( 0  +  k )  -  m
) ) )
128127fveq2d 5734 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  =  m  ->  ( G `  ( k  -  ( ( 0  +  k )  -  j ) ) )  =  ( G `  ( k  -  (
( 0  +  k )  -  m ) ) ) )
129126, 128oveq12d 6101 . . . . . . . . . 10  |-  ( j  =  m  ->  (
( ( A ^
( ( 0  +  k )  -  j
) )  /  ( ! `  ( (
0  +  k )  -  j ) ) )  x.  ( G `
 ( k  -  ( ( 0  +  k )  -  j
) ) ) )  =  ( ( ( A ^ ( ( 0  +  k )  -  m ) )  /  ( ! `  ( ( 0  +  k )  -  m
) ) )  x.  ( G `  (
k  -  ( ( 0  +  k )  -  m ) ) ) ) )
130129cbvsumv 12492 . . . . . . . . 9  |-  sum_ j  e.  ( 0 ... k
) ( ( ( A ^ ( ( 0  +  k )  -  j ) )  /  ( ! `  ( ( 0  +  k )  -  j
) ) )  x.  ( G `  (
k  -  ( ( 0  +  k )  -  j ) ) ) )  =  sum_ m  e.  ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ (
( 0  +  k )  -  m ) )  /  ( ! `
 ( ( 0  +  k )  -  m ) ) )  x.  ( G `  ( k  -  (
( 0  +  k )  -  m ) ) ) )
131122, 130syl6eq 2486 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  sum_ j  e.  ( 0 ... k
) ( ( ( k  _C  j )  x.  ( ( A ^ ( k  -  j ) )  x.  ( B ^ j
) ) )  / 
( ! `  k
) )  =  sum_ m  e.  ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ (
( 0  +  k )  -  m ) )  /  ( ! `
 ( ( 0  +  k )  -  m ) ) )  x.  ( G `  ( k  -  (
( 0  +  k )  -  m ) ) ) ) )
13284, 131eqtr4d 2473 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  sum_ j  e.  ( 0 ... k
) ( ( ( A ^ j )  /  ( ! `  j ) )  x.  ( G `  (
k  -  j ) ) )  =  sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( ( k  _C  j )  x.  (
( A ^ (
k  -  j ) )  x.  ( B ^ j ) ) )  /  ( ! `
 k ) ) )
13362, 132eqtr4d 2473 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( k  _C  j
)  x.  ( ( A ^ ( k  -  j ) )  x.  ( B ^
j ) ) )  /  ( ! `  k ) )  = 
sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ j )  / 
( ! `  j
) )  x.  ( G `  ( k  -  j ) ) ) )
13443, 133eqtrd 2470 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( (
( A  +  B
) ^ k )  /  ( ! `  k ) )  = 
sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( ( A ^ j )  / 
( ! `  j
) )  x.  ( G `  ( k  -  j ) ) ) )
13537, 134eqtrd 2470 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( H `  k )  =  sum_ j  e.  ( 0 ... k ) ( ( ( A ^
j )  /  ( ! `  j )
)  x.  ( G `
 ( k  -  j ) ) ) )
1361abscld 12240 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( abs `  A
)  e.  RR )
137136recnd 9116 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( abs `  A
)  e.  CC )
13825efcllem 12682 . . . . 5  |-  ( ( abs `  A )  e.  CC  ->  seq  0 (  +  , 
( n  e.  NN0  |->  ( ( ( abs `  A ) ^ n
)  /  ( ! `
 n ) ) ) )  e.  dom  ~~>  )
139137, 138syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  seq  0 (  +  ,  ( n  e. 
NN0  |->  ( ( ( abs `  A ) ^ n )  / 
( ! `  n
) ) ) )  e.  dom  ~~>  )
14031efcllem 12682 . . . . 5  |-  ( B  e.  CC  ->  seq  0 (  +  ,  G )  e.  dom  ~~>  )
1412, 140syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  seq  0 (  +  ,  G )  e. 
dom 
~~>  )
1429, 28, 30, 33, 35, 135, 139, 141mertens 12665 . . 3  |-  ( ph  ->  seq  0 (  +  ,  H )  ~~>  ( sum_ j  e.  NN0  ( ( A ^ j )  /  ( ! `  j ) )  x. 
sum_ k  e.  NN0  ( ( B ^
k )  /  ( ! `  k )
) ) )
143 efval 12684 . . . . 5  |-  ( A  e.  CC  ->  ( exp `  A )  = 
sum_ j  e.  NN0  ( ( A ^
j )  /  ( ! `  j )
) )
1441, 143syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( exp `  A
)  =  sum_ j  e.  NN0  ( ( A ^ j )  / 
( ! `  j
) ) )
145 efval 12684 . . . . 5  |-  ( B  e.  CC  ->  ( exp `  B )  = 
sum_ k  e.  NN0  ( ( B ^
k )  /  ( ! `  k )
) )
1462, 145syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( exp `  B
)  =  sum_ k  e.  NN0  ( ( B ^ k )  / 
( ! `  k
) ) )
147144, 146oveq12d 6101 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( exp `  A
)  x.  ( exp `  B ) )  =  ( sum_ j  e.  NN0  ( ( A ^
j )  /  ( ! `  j )
)  x.  sum_ k  e.  NN0  ( ( B ^ k )  / 
( ! `  k
) ) ) )
148142, 147breqtrrd 4240 . 2  |-  ( ph  ->  seq  0 (  +  ,  H )  ~~>  ( ( exp `  A )  x.  ( exp `  B
) ) )
149 climuni 12348 . 2  |-  ( (  seq  0 (  +  ,  H )  ~~>  ( exp `  ( A  +  B
) )  /\  seq  0 (  +  ,  H )  ~~>  ( ( exp `  A )  x.  ( exp `  B
) ) )  -> 
( exp `  ( A  +  B )
)  =  ( ( exp `  A )  x.  ( exp `  B
) ) )
1506, 148, 149syl2anc 644 1  |-  ( ph  ->  ( exp `  ( A  +  B )
)  =  ( ( exp `  A )  x.  ( exp `  B
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 360    = wceq 1653    e. wcel 1726    =/= wne 2601   class class class wbr 4214    e. cmpt 4268   dom cdm 4880   ` cfv 5456  (class class class)co 6083   CCcc 8990   0cc0 8992   1c1 8993    + caddc 8995    x. cmul 8997    - cmin 9293    / cdiv 9679   NNcn 10002   NN0cn0 10223   ...cfz 11045    seq cseq 11325   ^cexp 11384   !cfa 11568    _C cbc 11595   abscabs 12041    ~~> cli 12280   sum_csu 12481   expce 12666
This theorem is referenced by:  efadd  12698
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-13 1728  ax-14 1730  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2419  ax-rep 4322  ax-sep 4332  ax-nul 4340  ax-pow 4379  ax-pr 4405  ax-un 4703  ax-inf2 7598  ax-cnex 9048  ax-resscn 9049  ax-1cn 9050  ax-icn 9051  ax-addcl 9052  ax-addrcl 9053  ax-mulcl 9054  ax-mulrcl 9055  ax-mulcom 9056  ax-addass 9057  ax-mulass 9058  ax-distr 9059  ax-i2m1 9060  ax-1ne0 9061  ax-1rid 9062  ax-rnegex 9063  ax-rrecex 9064  ax-cnre 9065  ax-pre-lttri 9066  ax-pre-lttrn 9067  ax-pre-ltadd 9068  ax-pre-mulgt0 9069  ax-pre-sup 9070  ax-addf 9071  ax-mulf 9072
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 938  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-nel 2604  df-ral 2712  df-rex 2713  df-reu 2714  df-rmo 2715  df-rab 2716  df-v 2960  df-sbc 3164  df-csb 3254  df-dif 3325  df-un 3327  df-in 3329  df-ss 3336  df-pss 3338  df-nul 3631  df-if 3742  df-pw 3803  df-sn 3822  df-pr 3823  df-tp 3824  df-op 3825  df-uni 4018  df-int 4053  df-iun 4097  df-br 4215  df-opab 4269  df-mpt 4270  df-tr 4305  df-eprel 4496  df-id 4500  df-po 4505  df-so 4506  df-fr 4543  df-se 4544  df-we 4545  df-ord 4586  df-on 4587  df-lim 4588  df-suc 4589  df-om 4848  df-xp 4886  df-rel 4887  df-cnv 4888  df-co 4889  df-dm 4890  df-rn 4891  df-res 4892  df-ima 4893  df-iota 5420  df-fun 5458  df-fn 5459  df-f 5460  df-f1 5461  df-fo 5462  df-f1o 5463  df-fv 5464  df-isom 5465  df-ov 6086  df-oprab 6087  df-mpt2 6088  df-1st 6351  df-2nd 6352  df-riota 6551  df-recs 6635  df-rdg 6670  df-1o 6726  df-oadd 6730  df-er 6907  df-pm 7023  df-en 7112  df-dom 7113  df-sdom 7114  df-fin 7115  df-sup 7448  df-oi 7481  df-card 7828  df-pnf 9124  df-mnf 9125  df-xr 9126  df-ltxr 9127  df-le 9128  df-sub 9295  df-neg 9296  df-div 9680  df-nn 10003  df-2 10060  df-3 10061  df-n0 10224  df-z 10285  df-uz 10491  df-rp 10615  df-ico 10924  df-fz 11046  df-fzo 11138  df-fl 11204  df-seq 11326  df-exp 11385  df-fac 11569  df-bc 11596  df-hash 11621  df-shft 11884  df-cj 11906  df-re 11907  df-im 11908  df-sqr 12042  df-abs 12043  df-limsup 12267  df-clim 12284  df-rlim 12285  df-sum 12482  df-ef 12672
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