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Theorem log2cnv 20240
Description: Using the Taylor series for arctan ( _i  / 
3 ), produce a rapidly convergent series for  log 2. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Apr-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
log2cnv.1  |-  F  =  ( n  e.  NN0  |->  ( 2  /  (
( 3  x.  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ n ) ) ) )
Assertion
Ref Expression
log2cnv  |-  seq  0
(  +  ,  F
)  ~~>  ( log `  2
)

Proof of Theorem log2cnv
Dummy variable  k is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nn0uz 10262 . . . 4  |-  NN0  =  ( ZZ>= `  0 )
2 0z 10035 . . . . 5  |-  0  e.  ZZ
32a1i 10 . . . 4  |-  (  T. 
->  0  e.  ZZ )
4 2cn 9816 . . . . . 6  |-  2  e.  CC
5 ax-icn 8796 . . . . . 6  |-  _i  e.  CC
6 ine0 9215 . . . . . 6  |-  _i  =/=  0
74, 5, 6divcli 9502 . . . . 5  |-  ( 2  /  _i )  e.  CC
87a1i 10 . . . 4  |-  (  T. 
->  ( 2  /  _i )  e.  CC )
9 3cn 9818 . . . . . . 7  |-  3  e.  CC
10 3ne0 9831 . . . . . . 7  |-  3  =/=  0
115, 9, 10divcli 9502 . . . . . 6  |-  ( _i 
/  3 )  e.  CC
12 absdiv 11780 . . . . . . . . 9  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  3  e.  CC  /\  3  =/=  0 )  ->  ( abs `  ( _i  / 
3 ) )  =  ( ( abs `  _i )  /  ( abs `  3
) ) )
135, 9, 10, 12mp3an 1277 . . . . . . . 8  |-  ( abs `  ( _i  /  3
) )  =  ( ( abs `  _i )  /  ( abs `  3
) )
14 absi 11771 . . . . . . . . 9  |-  ( abs `  _i )  =  1
15 3re 9817 . . . . . . . . . 10  |-  3  e.  RR
16 0re 8838 . . . . . . . . . . 11  |-  0  e.  RR
17 3pos 9830 . . . . . . . . . . 11  |-  0  <  3
1816, 15, 17ltleii 8941 . . . . . . . . . 10  |-  0  <_  3
19 absid 11781 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 3  e.  RR  /\  0  <_  3 )  -> 
( abs `  3
)  =  3 )
2015, 18, 19mp2an 653 . . . . . . . . 9  |-  ( abs `  3 )  =  3
2114, 20oveq12i 5870 . . . . . . . 8  |-  ( ( abs `  _i )  /  ( abs `  3
) )  =  ( 1  /  3 )
2213, 21eqtri 2303 . . . . . . 7  |-  ( abs `  ( _i  /  3
) )  =  ( 1  /  3 )
23 1lt3 9888 . . . . . . . 8  |-  1  <  3
24 recgt1 9652 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 3  e.  RR  /\  0  <  3 )  -> 
( 1  <  3  <->  ( 1  /  3 )  <  1 ) )
2515, 17, 24mp2an 653 . . . . . . . 8  |-  ( 1  <  3  <->  ( 1  /  3 )  <  1 )
2623, 25mpbi 199 . . . . . . 7  |-  ( 1  /  3 )  <  1
2722, 26eqbrtri 4042 . . . . . 6  |-  ( abs `  ( _i  /  3
) )  <  1
28 eqid 2283 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN0  |->  ( (
-u 1 ^ n
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )  =  ( n  e.  NN0  |->  ( (
-u 1 ^ n
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
2928atantayl3 20235 . . . . . 6  |-  ( ( ( _i  /  3
)  e.  CC  /\  ( abs `  ( _i 
/  3 ) )  <  1 )  ->  seq  0 (  +  , 
( n  e.  NN0  |->  ( ( -u 1 ^ n )  x.  ( ( ( _i 
/  3 ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) ) )  ~~>  (arctan `  ( _i  /  3 ) ) )
3011, 27, 29mp2an 653 . . . . 5  |-  seq  0
(  +  ,  ( n  e.  NN0  |->  ( (
-u 1 ^ n
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )  ~~>  (arctan `  ( _i  /  3
) )
3130a1i 10 . . . 4  |-  (  T. 
->  seq  0 (  +  ,  ( n  e. 
NN0  |->  ( ( -u
1 ^ n )  x.  ( ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )  ~~>  (arctan `  ( _i  /  3 ) ) )
32 oveq2 5866 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  k  ->  ( -u 1 ^ n )  =  ( -u 1 ^ k ) )
33 oveq2 5866 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  =  k  ->  (
2  x.  n )  =  ( 2  x.  k ) )
3433oveq1d 5873 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  =  k  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )
3534oveq2d 5874 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  =  k  ->  (
( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( _i 
/  3 ) ^
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )
3635, 34oveq12d 5876 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  k  ->  (
( ( _i  / 
3 ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )
3732, 36oveq12d 5876 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  k  ->  (
( -u 1 ^ n
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( -u
1 ^ k )  x.  ( ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
38 ovex 5883 . . . . . . . 8  |-  ( (
-u 1 ^ k
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  e.  _V
3937, 28, 38fvmpt 5602 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( n  e.  NN0  |->  ( (
-u 1 ^ n
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) `  k )  =  ( ( -u
1 ^ k )  x.  ( ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
405a1i 10 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN0  ->  _i  e.  CC )
419a1i 10 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN0  ->  3  e.  CC )
4210a1i 10 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN0  ->  3  =/=  0 )
43 2nn0 9982 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  2  e.  NN0
44 nn0mulcl 10000 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( 2  e.  NN0  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( 2  x.  k
)  e.  NN0 )
4543, 44mpan 651 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 2  x.  k )  e. 
NN0 )
46 peano2nn0 10004 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( 2  x.  k )  e.  NN0  ->  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e. 
NN0 )
4745, 46syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e. 
NN0 )
4840, 41, 42, 47expdivd 11259 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( _i ^
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  /  (
3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
4948oveq2d 5874 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( (
-u 1 ^ k
)  x.  ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( ( -u
1 ^ k )  x.  ( ( _i
^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  / 
( 3 ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) ) )
50 neg1cn 9813 . . . . . . . . . . . 12  |-  -u 1  e.  CC
51 expcl 11121 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
-u 1  e.  CC  /\  k  e.  NN0 )  ->  ( -u 1 ^ k )  e.  CC )
5250, 51mpan 651 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( -u
1 ^ k )  e.  CC )
53 expcl 11121 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e.  NN0 )  ->  ( _i ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  e.  CC )
545, 47, 53sylancr 644 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( _i
^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  e.  CC )
55 3nn 9878 . . . . . . . . . . . . 13  |-  3  e.  NN
56 nnexpcl 11116 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( 3  e.  NN  /\  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e.  NN0 )  ->  ( 3 ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  e.  NN )
5755, 47, 56sylancr 644 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  e.  NN )
5857nncnd 9762 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  e.  CC )
5957nnne0d 9790 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =/=  0 )
6052, 54, 58, 59divassd 9571 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( -u 1 ^ k )  x.  (
_i ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  /  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( ( -u
1 ^ k )  x.  ( ( _i
^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  / 
( 3 ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) ) )
61 expp1 11110 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  ( 2  x.  k
)  e.  NN0 )  ->  ( _i ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  =  ( ( _i ^ ( 2  x.  k ) )  x.  _i ) )
625, 45, 61sylancr 644 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( _i
^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( _i ^
( 2  x.  k
) )  x.  _i ) )
63 expmul 11147 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  2  e.  NN0  /\  k  e.  NN0 )  ->  (
_i ^ ( 2  x.  k ) )  =  ( ( _i
^ 2 ) ^
k ) )
645, 43, 63mp3an12 1267 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( _i
^ ( 2  x.  k ) )  =  ( ( _i ^
2 ) ^ k
) )
65 i2 11203 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( _i
^ 2 )  = 
-u 1
6665oveq1i 5868 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( _i ^ 2 ) ^ k )  =  ( -u 1 ^ k )
6764, 66syl6eq 2331 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( _i
^ ( 2  x.  k ) )  =  ( -u 1 ^ k ) )
6867oveq1d 5873 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( _i ^ ( 2  x.  k ) )  x.  _i )  =  ( ( -u 1 ^ k )  x.  _i ) )
6962, 68eqtrd 2315 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( _i
^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( -u 1 ^ k )  x.  _i ) )
7069oveq2d 5874 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( (
-u 1 ^ k
)  x.  ( _i
^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( ( -u
1 ^ k )  x.  ( ( -u
1 ^ k )  x.  _i ) ) )
7152, 52, 40mulassd 8858 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( -u 1 ^ k )  x.  ( -u 1 ^ k ) )  x.  _i )  =  ( ( -u
1 ^ k )  x.  ( ( -u
1 ^ k )  x.  _i ) ) )
7250a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN0  ->  -u 1  e.  CC )
73 id 19 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN0  ->  k  e. 
NN0 )
7472, 73, 73expaddd 11247 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( -u
1 ^ ( k  +  k ) )  =  ( ( -u
1 ^ k )  x.  ( -u 1 ^ k ) ) )
75 expmul 11147 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
-u 1  e.  CC  /\  2  e.  NN0  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( -u 1 ^ (
2  x.  k ) )  =  ( (
-u 1 ^ 2 ) ^ k ) )
7650, 43, 75mp3an12 1267 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( -u
1 ^ ( 2  x.  k ) )  =  ( ( -u
1 ^ 2 ) ^ k ) )
77 ax-1cn 8795 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  1  e.  CC
78 sqneg 11164 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( 1  e.  CC  ->  ( -u 1 ^ 2 )  =  ( 1 ^ 2 ) )
7977, 78ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( -u
1 ^ 2 )  =  ( 1 ^ 2 )
80 sq1 11198 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( 1 ^ 2 )  =  1
8179, 80eqtri 2303 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( -u
1 ^ 2 )  =  1
8281oveq1i 5868 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
-u 1 ^ 2 ) ^ k )  =  ( 1 ^ k )
8376, 82syl6eq 2331 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( -u
1 ^ ( 2  x.  k ) )  =  ( 1 ^ k ) )
84 nn0cn 9975 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( k  e.  NN0  ->  k  e.  CC )
85842timesd 9954 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 2  x.  k )  =  ( k  +  k ) )
8685oveq2d 5874 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( -u
1 ^ ( 2  x.  k ) )  =  ( -u 1 ^ ( k  +  k ) ) )
87 nn0z 10046 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( k  e.  NN0  ->  k  e.  ZZ )
88 1exp 11131 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( k  e.  ZZ  ->  (
1 ^ k )  =  1 )
8987, 88syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 1 ^ k )  =  1 )
9083, 86, 893eqtr3d 2323 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( -u
1 ^ ( k  +  k ) )  =  1 )
9174, 90eqtr3d 2317 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( (
-u 1 ^ k
)  x.  ( -u
1 ^ k ) )  =  1 )
9291oveq1d 5873 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( -u 1 ^ k )  x.  ( -u 1 ^ k ) )  x.  _i )  =  ( 1  x.  _i ) )
935mulid2i 8840 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 1  x.  _i )  =  _i
9492, 93syl6eq 2331 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( -u 1 ^ k )  x.  ( -u 1 ^ k ) )  x.  _i )  =  _i )
9570, 71, 943eqtr2d 2321 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( (
-u 1 ^ k
)  x.  ( _i
^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  _i )
9695oveq1d 5873 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( -u 1 ^ k )  x.  (
_i ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  /  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( _i  / 
( 3 ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )
9749, 60, 963eqtr2d 2321 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( (
-u 1 ^ k
)  x.  ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( _i  / 
( 3 ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )
9897oveq1d 5873 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( -u 1 ^ k )  x.  (
( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( _i 
/  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )
99 expcl 11121 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( _i  /  3
)  e.  CC  /\  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e.  NN0 )  ->  ( ( _i  / 
3 ) ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  e.  CC )
10011, 47, 99sylancr 644 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  e.  CC )
101 nn0p1nn 10003 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  x.  k )  e.  NN0  ->  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e.  NN )
10245, 101syl 15 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e.  NN )
103102nncnd 9762 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e.  CC )
104102nnne0d 9790 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  =/=  0 )
10552, 100, 103, 104divassd 9571 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( -u 1 ^ k )  x.  (
( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( -u
1 ^ k )  x.  ( ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
10640, 58, 103, 59, 104divdiv1d 9567 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( _i  /  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( _i  /  (
( 3 ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
10798, 105, 1063eqtr3d 2323 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( (
-u 1 ^ k
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( _i  / 
( ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )
10858, 103mulcomd 8856 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  x.  (
3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
109108oveq2d 5874 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( _i 
/  ( ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( _i  /  (
( ( 2  x.  k )  +  1 )  x.  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) )
11039, 107, 1093eqtrd 2319 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( n  e.  NN0  |->  ( (
-u 1 ^ n
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) `  k )  =  ( _i  / 
( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  x.  (
3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) )
111102, 57nnmulcld 9793 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( 2  x.  k
)  +  1 )  x.  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  e.  NN )
112111nncnd 9762 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( 2  x.  k
)  +  1 )  x.  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  e.  CC )
113111nnne0d 9790 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( 2  x.  k
)  +  1 )  x.  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =/=  0 )
11440, 112, 113divcld 9536 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( _i 
/  ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  x.  ( 3 ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )  e.  CC )
115110, 114eqeltrd 2357 . . . . 5  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( n  e.  NN0  |->  ( (
-u 1 ^ n
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) `  k )  e.  CC )
116115adantl 452 . . . 4  |-  ( (  T.  /\  k  e. 
NN0 )  ->  (
( n  e.  NN0  |->  ( ( -u 1 ^ n )  x.  ( ( ( _i 
/  3 ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) ) `  k )  e.  CC )
11734oveq2d 5874 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  k  ->  (
3  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )
118 oveq2 5866 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  k  ->  (
9 ^ n )  =  ( 9 ^ k ) )
119117, 118oveq12d 5876 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  k  ->  (
( 3  x.  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ n ) )  =  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k
) ) )
120119oveq2d 5874 . . . . . . 7  |-  ( n  =  k  ->  (
2  /  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ n ) ) )  =  ( 2  / 
( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
9 ^ k ) ) ) )
121 log2cnv.1 . . . . . . 7  |-  F  =  ( n  e.  NN0  |->  ( 2  /  (
( 3  x.  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ n ) ) ) )
122 ovex 5883 . . . . . . 7  |-  ( 2  /  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k
) ) )  e. 
_V
123120, 121, 122fvmpt 5602 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( F `
 k )  =  ( 2  /  (
( 3  x.  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k ) ) ) )
124 expp1 11110 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 3  e.  CC  /\  ( 2  x.  k
)  e.  NN0 )  ->  ( 3 ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  =  ( ( 3 ^ ( 2  x.  k ) )  x.  3 ) )
1259, 45, 124sylancr 644 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( 3 ^ ( 2  x.  k
) )  x.  3 ) )
126 expmul 11147 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( 3  e.  CC  /\  2  e.  NN0  /\  k  e.  NN0 )  ->  (
3 ^ ( 2  x.  k ) )  =  ( ( 3 ^ 2 ) ^
k ) )
1279, 43, 126mp3an12 1267 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3 ^ ( 2  x.  k ) )  =  ( ( 3 ^ 2 ) ^ k
) )
128 sq3 11200 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( 3 ^ 2 )  =  9
129128oveq1i 5868 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( 3 ^ 2 ) ^ k )  =  ( 9 ^ k
)
130127, 129syl6eq 2331 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3 ^ ( 2  x.  k ) )  =  ( 9 ^ k
) )
131130oveq1d 5873 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 3 ^ ( 2  x.  k ) )  x.  3 )  =  ( ( 9 ^ k )  x.  3 ) )
132 9nn 9884 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  9  e.  NN
133 nnexpcl 11116 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( 9  e.  NN  /\  k  e.  NN0 )  -> 
( 9 ^ k
)  e.  NN )
134132, 133mpan 651 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 9 ^ k )  e.  NN )
135134nncnd 9762 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 9 ^ k )  e.  CC )
136 mulcom 8823 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( 9 ^ k
)  e.  CC  /\  3  e.  CC )  ->  ( ( 9 ^ k )  x.  3 )  =  ( 3  x.  ( 9 ^ k ) ) )
137135, 9, 136sylancl 643 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 9 ^ k )  x.  3 )  =  ( 3  x.  (
9 ^ k ) ) )
138125, 131, 1373eqtrd 2319 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( 3  x.  (
9 ^ k ) ) )
13995, 138oveq12d 5876 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( -u 1 ^ k )  x.  (
_i ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  /  ( 3 ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( _i  / 
( 3  x.  (
9 ^ k ) ) ) )
14049, 60, 1393eqtr2d 2321 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( (
-u 1 ^ k
)  x.  ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( _i  / 
( 3  x.  (
9 ^ k ) ) ) )
141140oveq1d 5873 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( ( -u 1 ^ k )  x.  (
( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( _i 
/  ( 3  x.  ( 9 ^ k
) ) )  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )
142 nnmulcl 9769 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( 3  e.  NN  /\  ( 9 ^ k
)  e.  NN )  ->  ( 3  x.  ( 9 ^ k
) )  e.  NN )
14355, 134, 142sylancr 644 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3  x.  ( 9 ^ k ) )  e.  NN )
144143nncnd 9762 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3  x.  ( 9 ^ k ) )  e.  CC )
145143nnne0d 9790 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3  x.  ( 9 ^ k ) )  =/=  0 )
14640, 144, 103, 145, 104divdiv1d 9567 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( _i  /  ( 3  x.  ( 9 ^ k ) ) )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( _i  /  (
( 3  x.  (
9 ^ k ) )  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
147141, 105, 1463eqtr3d 2323 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( (
-u 1 ^ k
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( _i  / 
( ( 3  x.  ( 9 ^ k
) )  x.  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )
14841, 135, 103mul32d 9022 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 3  x.  ( 9 ^ k ) )  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
9 ^ k ) ) )
149148oveq2d 5874 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( _i 
/  ( ( 3  x.  ( 9 ^ k ) )  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( _i  /  (
( 3  x.  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k ) ) ) )
15039, 147, 1493eqtrd 2319 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( n  e.  NN0  |->  ( (
-u 1 ^ n
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) `  k )  =  ( _i  / 
( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
9 ^ k ) ) ) )
151150oveq2d 5874 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 2  /  _i )  x.  ( ( n  e.  NN0  |->  ( (
-u 1 ^ n
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) `  k ) )  =  ( ( 2  /  _i )  x.  ( _i  / 
( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
9 ^ k ) ) ) ) )
152 nnmulcl 9769 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 3  e.  NN  /\  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e.  NN )  ->  ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  e.  NN )
15355, 102, 152sylancr 644 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  e.  NN )
154153, 134nnmulcld 9793 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k ) )  e.  NN )
155154nncnd 9762 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k ) )  e.  CC )
156154nnne0d 9790 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k ) )  =/=  0 )
15740, 155, 156divcld 9536 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( _i 
/  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k
) ) )  e.  CC )
158 mulcom 8823 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( _i  /  (
( 3  x.  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k ) ) )  e.  CC  /\  ( 2  /  _i )  e.  CC )  ->  ( ( _i  / 
( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
9 ^ k ) ) )  x.  (
2  /  _i ) )  =  ( ( 2  /  _i )  x.  ( _i  / 
( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
9 ^ k ) ) ) ) )
159157, 7, 158sylancl 643 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( _i  /  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k ) ) )  x.  ( 2  /  _i ) )  =  ( ( 2  /  _i )  x.  ( _i  /  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
9 ^ k ) ) ) ) )
1604a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN0  ->  2  e.  CC )
1616a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN0  ->  _i  =/=  0 )
162160, 40, 155, 161, 156dmdcand 9565 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( _i  /  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k ) ) )  x.  ( 2  /  _i ) )  =  ( 2  /  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k ) ) ) )
163151, 159, 1623eqtr2d 2321 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( ( 2  /  _i )  x.  ( ( n  e.  NN0  |->  ( (
-u 1 ^ n
)  x.  ( ( ( _i  /  3
) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) `  k ) )  =  ( 2  /  ( ( 3  x.  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( 9 ^ k
) ) ) )
164123, 163eqtr4d 2318 . . . . 5  |-  ( k  e.  NN0  ->  ( F `
 k )  =  ( ( 2  /  _i )  x.  (
( n  e.  NN0  |->  ( ( -u 1 ^ n )  x.  ( ( ( _i 
/  3 ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) ) `  k ) ) )
165164adantl 452 . . . 4  |-  ( (  T.  /\  k  e. 
NN0 )  ->  ( F `  k )  =  ( ( 2  /  _i )  x.  ( ( n  e. 
NN0  |->  ( ( -u
1 ^ n )  x.  ( ( ( _i  /  3 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) `
 k ) ) )
1661, 3, 8, 31, 116, 165isermulc2 12131 . . 3  |-  (  T. 
->  seq  0 (  +  ,  F )  ~~>  ( ( 2  /  _i )  x.  (arctan `  (
_i  /  3 ) ) ) )
167166trud 1314 . 2  |-  seq  0
(  +  ,  F
)  ~~>  ( ( 2  /  _i )  x.  (arctan `  ( _i  /  3 ) ) )
168 bndatandm 20225 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( _i  /  3
)  e.  CC  /\  ( abs `  ( _i 
/  3 ) )  <  1 )  -> 
( _i  /  3
)  e.  dom arctan )
16911, 27, 168mp2an 653 . . . . . . 7  |-  ( _i 
/  3 )  e. 
dom arctan
170 atanval 20180 . . . . . . 7  |-  ( ( _i  /  3 )  e.  dom arctan  ->  (arctan `  ( _i  /  3
) )  =  ( ( _i  /  2
)  x.  ( ( log `  ( 1  -  ( _i  x.  ( _i  /  3
) ) ) )  -  ( log `  (
1  +  ( _i  x.  ( _i  / 
3 ) ) ) ) ) ) )
171169, 170ax-mp 8 . . . . . 6  |-  (arctan `  ( _i  /  3
) )  =  ( ( _i  /  2
)  x.  ( ( log `  ( 1  -  ( _i  x.  ( _i  /  3
) ) ) )  -  ( log `  (
1  +  ( _i  x.  ( _i  / 
3 ) ) ) ) ) )
172 df-4 9806 . . . . . . . . . . . . 13  |-  4  =  ( 3  +  1 )
173172oveq1i 5868 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 4  /  3 )  =  ( ( 3  +  1 )  /  3
)
1749, 77, 9, 10divdiri 9517 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 3  +  1 )  /  3 )  =  ( ( 3  / 
3 )  +  ( 1  /  3 ) )
1759, 10dividi 9493 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 3  /  3 )  =  1
176175oveq1i 5868 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 3  /  3 )  +  ( 1  / 
3 ) )  =  ( 1  +  ( 1  /  3 ) )
177173, 174, 1763eqtri 2307 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 4  /  3 )  =  ( 1  +  ( 1  /  3 ) )
17877, 9, 10divcli 9502 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 1  /  3 )  e.  CC
17977, 178subnegi 9125 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1  -  -u ( 1  / 
3 ) )  =  ( 1  +  ( 1  /  3 ) )
180 divneg 9455 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( 1  e.  CC  /\  3  e.  CC  /\  3  =/=  0 )  ->  -u (
1  /  3 )  =  ( -u 1  /  3 ) )
18177, 9, 10, 180mp3an 1277 . . . . . . . . . . . . 13  |-  -u (
1  /  3 )  =  ( -u 1  /  3 )
182 ixi 9397 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( _i  x.  _i )  = 
-u 1
183182oveq1i 5868 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( _i  x.  _i )  /  3 )  =  ( -u 1  / 
3 )
1845, 5, 9, 10divassi 9516 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( _i  x.  _i )  /  3 )  =  ( _i  x.  (
_i  /  3 ) )
185181, 183, 1843eqtr2i 2309 . . . . . . . . . . . 12  |-  -u (
1  /  3 )  =  ( _i  x.  ( _i  /  3
) )
186185oveq2i 5869 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1  -  -u ( 1  / 
3 ) )  =  ( 1  -  (
_i  x.  ( _i  /  3 ) ) )
187177, 179, 1863eqtr2ri 2310 . . . . . . . . . 10  |-  ( 1  -  ( _i  x.  ( _i  /  3
) ) )  =  ( 4  /  3
)
188187fveq2i 5528 . . . . . . . . 9  |-  ( log `  ( 1  -  (
_i  x.  ( _i  /  3 ) ) ) )  =  ( log `  ( 4  /  3
) )
1899, 10pm3.2i 441 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 3  e.  CC  /\  3  =/=  0 )
190 divsubdir 9456 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( 3  e.  CC  /\  1  e.  CC  /\  (
3  e.  CC  /\  3  =/=  0 ) )  ->  ( ( 3  -  1 )  / 
3 )  =  ( ( 3  /  3
)  -  ( 1  /  3 ) ) )
1919, 77, 189, 190mp3an 1277 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 3  -  1 )  /  3 )  =  ( ( 3  / 
3 )  -  (
1  /  3 ) )
192 df-3 9805 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  3  =  ( 2  +  1 )
193192oveq1i 5868 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( 3  -  1 )  =  ( ( 2  +  1 )  -  1 )
194 pncan 9057 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( 2  +  1 )  -  1 )  =  2 )
1954, 77, 194mp2an 653 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( 2  +  1 )  -  1 )  =  2
196193, 195eqtri 2303 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 3  -  1 )  =  2
197196oveq1i 5868 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 3  -  1 )  /  3 )  =  ( 2  /  3
)
198175oveq1i 5868 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 3  /  3 )  -  ( 1  / 
3 ) )  =  ( 1  -  (
1  /  3 ) )
199191, 197, 1983eqtr3i 2311 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 2  /  3 )  =  ( 1  -  (
1  /  3 ) )
20077, 178negsubi 9124 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1  +  -u ( 1  / 
3 ) )  =  ( 1  -  (
1  /  3 ) )
201185oveq2i 5869 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1  +  -u ( 1  / 
3 ) )  =  ( 1  +  ( _i  x.  ( _i 
/  3 ) ) )
202199, 200, 2013eqtr2ri 2310 . . . . . . . . . 10  |-  ( 1  +  ( _i  x.  ( _i  /  3
) ) )  =  ( 2  /  3
)
203202fveq2i 5528 . . . . . . . . 9  |-  ( log `  ( 1  +  ( _i  x.  ( _i 
/  3 ) ) ) )  =  ( log `  ( 2  /  3 ) )
204188, 203oveq12i 5870 . . . . . . . 8  |-  ( ( log `  ( 1  -  ( _i  x.  ( _i  /  3
) ) ) )  -  ( log `  (
1  +  ( _i  x.  ( _i  / 
3 ) ) ) ) )  =  ( ( log `  (
4  /  3 ) )  -  ( log `  ( 2  /  3
) ) )
205 4re 9819 . . . . . . . . . . 11  |-  4  e.  RR
206 4pos 9832 . . . . . . . . . . 11  |-  0  <  4
207205, 206elrpii 10357 . . . . . . . . . 10  |-  4  e.  RR+
20815, 17elrpii 10357 . . . . . . . . . 10  |-  3  e.  RR+
209 rpdivcl 10376 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 4  e.  RR+  /\  3  e.  RR+ )  ->  (
4  /  3 )  e.  RR+ )
210207, 208, 209mp2an 653 . . . . . . . . 9  |-  ( 4  /  3 )  e.  RR+
211 2rp 10359 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  RR+
212 rpdivcl 10376 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  e.  RR+  /\  3  e.  RR+ )  ->  (
2  /  3 )  e.  RR+ )
213211, 208, 212mp2an 653 . . . . . . . . 9  |-  ( 2  /  3 )  e.  RR+
214 relogdiv 19946 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( 4  /  3
)  e.  RR+  /\  (
2  /  3 )  e.  RR+ )  ->  ( log `  ( ( 4  /  3 )  / 
( 2  /  3
) ) )  =  ( ( log `  (
4  /  3 ) )  -  ( log `  ( 2  /  3
) ) ) )
215210, 213, 214mp2an 653 . . . . . . . 8  |-  ( log `  ( ( 4  / 
3 )  /  (
2  /  3 ) ) )  =  ( ( log `  (
4  /  3 ) )  -  ( log `  ( 2  /  3
) ) )
216 4cn 9820 . . . . . . . . . . 11  |-  4  e.  CC
217 2ne0 9829 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  =/=  0
2184, 217pm3.2i 441 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 2  e.  CC  /\  2  =/=  0 )
219 divcan7 9469 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 4  e.  CC  /\  ( 2  e.  CC  /\  2  =/=  0 )  /\  ( 3  e.  CC  /\  3  =/=  0 ) )  -> 
( ( 4  / 
3 )  /  (
2  /  3 ) )  =  ( 4  /  2 ) )
220216, 218, 189, 219mp3an 1277 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 4  /  3 )  /  ( 2  / 
3 ) )  =  ( 4  /  2
)
221 4d2e2 9876 . . . . . . . . . 10  |-  ( 4  /  2 )  =  2
222220, 221eqtri 2303 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 4  /  3 )  /  ( 2  / 
3 ) )  =  2
223222fveq2i 5528 . . . . . . . 8  |-  ( log `  ( ( 4  / 
3 )  /  (
2  /  3 ) ) )  =  ( log `  2 )
224204, 215, 2233eqtr2i 2309 . . . . . . 7  |-  ( ( log `  ( 1  -  ( _i  x.  ( _i  /  3
) ) ) )  -  ( log `  (
1  +  ( _i  x.  ( _i  / 
3 ) ) ) ) )  =  ( log `  2 )
225224oveq2i 5869 . . . . . 6  |-  ( ( _i  /  2 )  x.  ( ( log `  ( 1  -  (
_i  x.  ( _i  /  3 ) ) ) )  -  ( log `  ( 1  +  ( _i  x.  ( _i 
/  3 ) ) ) ) ) )  =  ( ( _i 
/  2 )  x.  ( log `  2
) )
226171, 225eqtri 2303 . . . . 5  |-  (arctan `  ( _i  /  3
) )  =  ( ( _i  /  2
)  x.  ( log `  2 ) )
227226oveq2i 5869 . . . 4  |-  ( ( 2  /  _i )  x.  (arctan `  (
_i  /  3 ) ) )  =  ( ( 2  /  _i )  x.  ( (
_i  /  2 )  x.  ( log `  2
) ) )
2285, 4, 217divcli 9502 . . . . 5  |-  ( _i 
/  2 )  e.  CC
229 logcl 19926 . . . . . 6  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  2  =/=  0 )  -> 
( log `  2
)  e.  CC )
2304, 217, 229mp2an 653 . . . . 5  |-  ( log `  2 )  e.  CC
2317, 228, 230mulassi 8846 . . . 4  |-  ( ( ( 2  /  _i )  x.  ( _i  /  2 ) )  x.  ( log `  2
) )  =  ( ( 2  /  _i )  x.  ( (
_i  /  2 )  x.  ( log `  2
) ) )
232227, 231eqtr4i 2306 . . 3  |-  ( ( 2  /  _i )  x.  (arctan `  (
_i  /  3 ) ) )  =  ( ( ( 2  /  _i )  x.  (
_i  /  2 ) )  x.  ( log `  2 ) )
233 divcan6 9467 . . . . 5  |-  ( ( ( 2  e.  CC  /\  2  =/=  0 )  /\  ( _i  e.  CC  /\  _i  =/=  0
) )  ->  (
( 2  /  _i )  x.  ( _i  /  2 ) )  =  1 )
2344, 217, 5, 6, 233mp4an 654 . . . 4  |-  ( ( 2  /  _i )  x.  ( _i  / 
2 ) )  =  1
235234oveq1i 5868 . . 3  |-  ( ( ( 2  /  _i )  x.  ( _i  /  2 ) )  x.  ( log `  2
) )  =  ( 1  x.  ( log `  2 ) )
236230mulid2i 8840 . . 3  |-  ( 1  x.  ( log `  2
) )  =  ( log `  2 )
237232, 235, 2363eqtri 2307 . 2  |-  ( ( 2  /  _i )  x.  (arctan `  (
_i  /  3 ) ) )  =  ( log `  2 )
238167, 237breqtri 4046 1  |-  seq  0
(  +  ,  F
)  ~~>  ( log `  2
)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    <-> wb 176    /\ wa 358    T. wtru 1307    = wceq 1623    e. wcel 1684    =/= wne 2446   class class class wbr 4023    e. cmpt 4077   dom cdm 4689   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   CCcc 8735   RRcr 8736   0cc0 8737   1c1 8738   _ici 8739    + caddc 8740    x. cmul 8742    < clt 8867    <_ cle 8868    - cmin 9037   -ucneg 9038    / cdiv 9423   NNcn 9746   2c2 9795   3c3 9796   4c4 9797   9c9 9802   NN0cn0 9965   ZZcz 10024   RR+crp 10354    seq cseq 11046   ^cexp 11104   abscabs 11719    ~~> cli 11958   logclog 19912  arctancatan 20160
This theorem is referenced by:  log2tlbnd  20241
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-rep 4131  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512  ax-inf2 7342  ax-cnex 8793  ax-resscn 8794  ax-1cn 8795  ax-icn 8796  ax-addcl 8797  ax-addrcl 8798  ax-mulcl 8799  ax-mulrcl 8800  ax-mulcom 8801  ax-addass 8802  ax-mulass 8803  ax-distr 8804  ax-i2m1 8805  ax-1ne0 8806  ax-1rid 8807  ax-rnegex 8808  ax-rrecex 8809  ax-cnre 8810  ax-pre-lttri 8811  ax-pre-lttrn 8812  ax-pre-ltadd 8813  ax-pre-mulgt0 8814  ax-pre-sup 8815  ax-addf 8816  ax-mulf 8817
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-nel 2449  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rmo 2551  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pss 3168  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-tp 3648  df-op 3649  df-uni 3828  df-int 3863  df-iun 3907  df-iin 3908  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-tr 4114  df-eprel 4305  df-id 4309  df-po 4314  df-so 4315  df-fr 4352  df-se 4353  df-we 4354  df-ord 4395  df-on 4396  df-lim 4397  df-suc 4398  df-om 4657  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-isom 5264  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-of 6078  df-1st 6122  df-2nd 6123  df-riota 6304  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-1o 6479  df-2o 6480  df-oadd 6483  df-er 6660  df-map 6774  df-pm 6775  df-ixp 6818  df-en 6864  df-dom 6865  df-sdom 6866  df-fin 6867  df-fi 7165  df-sup 7194  df-oi 7225  df-card 7572  df-cda 7794  df-pnf 8869  df-mnf 8870  df-xr 8871  df-ltxr 8872  df-le 8873  df-sub 9039  df-neg 9040  df-div 9424  df-nn 9747  df-2 9804  df-3 9805  df-4 9806  df-5 9807  df-6 9808  df-7 9809  df-8 9810  df-9 9811  df-10 9812  df-n0 9966  df-z 10025  df-dec 10125  df-uz 10231  df-q 10317  df-rp 10355  df-xneg 10452  df-xadd 10453  df-xmul 10454  df-ioo 10660  df-ioc 10661  df-ico 10662  df-icc 10663  df-fz 10783  df-fzo 10871  df-fl 10925  df-mod 10974  df-seq 11047  df-exp 11105  df-fac 11289  df-bc 11316  df-hash 11338  df-shft 11562  df-cj 11584  df-re 11585  df-im 11586  df-sqr 11720  df-abs 11721  df-limsup 11945  df-clim 11962  df-rlim 11963  df-sum 12159  df-ef 12349  df-sin 12351  df-cos 12352  df-tan 12353  df-pi 12354  df-dvds 12532  df-struct 13150  df-ndx 13151  df-slot 13152  df-base 13153  df-sets 13154  df-ress 13155  df-plusg 13221  df-mulr 13222  df-starv 13223  df-sca 13224  df-vsca 13225  df-tset 13227  df-ple 13228  df-ds 13230  df-hom 13232  df-cco 13233  df-rest 13327  df-topn 13328  df-topgen 13344  df-pt 13345  df-prds 13348  df-xrs 13403  df-0g 13404  df-gsum 13405  df-qtop 13410  df-imas 13411  df-xps 13413  df-mre 13488  df-mrc 13489  df-acs 13491  df-mnd 14367  df-submnd 14416  df-mulg 14492  df-cntz 14793  df-cmn 15091  df-xmet 16373  df-met 16374  df-bl 16375  df-mopn 16376  df-cnfld 16378  df-top 16636  df-bases 16638  df-topon 16639  df-topsp 16640  df-cld 16756  df-ntr 16757  df-cls 16758  df-nei 16835  df-lp 16868  df-perf 16869  df-cn 16957  df-cnp 16958  df-haus 17043  df-cmp 17114  df-tx 17257  df-hmeo 17446  df-fbas 17520  df-fg 17521  df-fil 17541  df-fm 17633  df-flim 17634  df-flf 17635  df-xms 17885  df-ms 17886  df-tms 17887  df-cncf 18382  df-limc 19216  df-dv 19217  df-ulm 19756  df-log 19914  df-atan 20163
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