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Theorem stirlinglem3 27801
Description: Long but simple algebraic transformations are applied to show that  V, the Wallis formula for π , can be expressed in terms of  A, the Stirling's approximation formula for the factorial, up to a constant factor. This will allow (in a later theorem) to determine the right constant factor to be put into the  A, in order to get the exact Stirling's formula. (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stirlinglem3.1  |-  A  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ! `  n )  /  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) )
stirlinglem3.2  |-  D  =  ( n  e.  NN  |->  ( A `  ( 2  x.  n ) ) )
stirlinglem3.3  |-  E  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) )
stirlinglem3.4  |-  V  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ! `
 n ) ^
4 ) )  / 
( ( ! `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) )  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) )
Assertion
Ref Expression
stirlinglem3  |-  V  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( n ^ 2 )  /  ( n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )

Proof of Theorem stirlinglem3
Dummy variable  m is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 stirlinglem3.4 . 2  |-  V  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ! `
 n ) ^
4 ) )  / 
( ( ! `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) )  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) )
2 nnnn0 10228 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  NN0 )
3 faccl 11576 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN0  ->  ( ! `
 n )  e.  NN )
4 nncn 10008 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ! `  n )  e.  NN  ->  ( ! `  n )  e.  CC )
52, 3, 43syl 19 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  ( ! `  n )  e.  CC )
6 2cn 10070 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  2  e.  CC
76a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  CC )
8 nncn 10008 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  CC )
97, 8mulcld 9108 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  CC )
109sqrcld 12239 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
11 ere 12691 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  _e  e.  RR
1211recni 9102 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  _e  e.  CC
1312a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  _e  e.  CC )
14 epos 12806 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  0  <  _e
1511, 14gt0ne0ii 9563 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  _e  =/=  0
1615a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  _e  =/=  0 )
178, 13, 16divcld 9790 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  /  _e )  e.  CC )
1817, 2expcld 11523 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  /  _e ) ^ n )  e.  CC )
1910, 18mulcld 9108 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) )  e.  CC )
20 2rp 10617 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  2  e.  RR+
2120a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  RR+ )
22 nnrp 10621 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  RR+ )
2321, 22rpmulcld 10664 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR+ )
2423sqrgt0d 12215 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  ( sqr `  (
2  x.  n ) ) )
2524gt0ne0d 9591 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
26 nnne0 10032 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  n  =/=  0 )
278, 13, 26, 16divne0d 9806 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  /  _e )  =/=  0 )
28 nnz 10303 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  ZZ )
2917, 27, 28expne0d 11529 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  /  _e ) ^ n )  =/=  0 )
3010, 18, 25, 29mulne0d 9674 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) )  =/=  0 )
315, 19, 30divcld 9790 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  n
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) )  e.  CC )
32 stirlinglem3.1 . . . . . . . . . . . 12  |-  A  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ! `  n )  /  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) )
3332fvmpt2 5812 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  /\  ( ( ! `  n )  /  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) )  e.  CC )  ->  ( A `  n )  =  ( ( ! `  n
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ) )
3431, 33mpdan 650 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  n )  =  ( ( ! `
 n )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) )
3534oveq1d 6096 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( A `  n
) ^ 4 )  =  ( ( ( ! `  n )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ) ^ 4 ) )
36 stirlinglem3.3 . . . . . . . . . . . 12  |-  E  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) )
3736fvmpt2 5812 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  /\  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) )  e.  CC )  -> 
( E `  n
)  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) )
3819, 37mpdan 650 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  ( E `  n )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) )
3938oveq1d 6096 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( E `  n
) ^ 4 )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ^
4 ) )
4035, 39oveq12d 6099 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  =  ( ( ( ( ! `  n
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ) ^ 4 )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 ) ) )
41 4nn0 10240 . . . . . . . . . . 11  |-  4  e.  NN0
4241a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  4  e.  NN0 )
435, 19, 30, 42expdivd 11537 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ! `  n )  /  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) ^ 4 )  =  ( ( ( ! `  n ) ^ 4 )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 ) ) )
4443oveq1d 6096 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ! `
 n )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) ^ 4 )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ^
4 ) )  =  ( ( ( ( ! `  n ) ^ 4 )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 ) )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ^
4 ) ) )
455, 42expcld 11523 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  n
) ^ 4 )  e.  CC )
4619, 42expcld 11523 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 )  e.  CC )
4742nn0zd 10373 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  4  e.  ZZ )
4819, 30, 47expne0d 11529 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 )  =/=  0 )
4945, 46, 48divcan1d 9791 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ! `
 n ) ^
4 )  /  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 ) )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ^
4 ) )  =  ( ( ! `  n ) ^ 4 ) )
5040, 44, 493eqtrd 2472 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  =  ( ( ! `
 n ) ^
4 ) )
5150eqcomd 2441 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  n
) ^ 4 )  =  ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) ) )
5251oveq2d 6097 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ! `  n ) ^ 4 ) )  =  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) ) ) )
53 2nn0 10238 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  e.  NN0
5453a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  NN0 )
5554, 2nn0mulcld 10279 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  NN0 )
56 faccl 11576 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  x.  n )  e.  NN0  ->  ( ! `
 ( 2  x.  n ) )  e.  NN )
57 nncn 10008 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  e.  NN  ->  ( ! `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
5855, 56, 573syl 19 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  ( ! `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
5958sqcld 11521 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  e.  CC )
607, 9mulcld 9108 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
6160sqrcld 12239 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )  e.  CC )
629, 13, 16divcld 9790 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  /  _e )  e.  CC )
6362, 55expcld 11523 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
6461, 63mulcld 9108 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) )  e.  CC )
6564sqcld 11521 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  e.  CC )
6621, 23rpmulcld 10664 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  ( 2  x.  n ) )  e.  RR+ )
6766sqrgt0d 12215 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) )
6867gt0ne0d 9591 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )  =/=  0 )
6921rpne0d 10653 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  2  =/=  0 )
707, 8, 69, 26mulne0d 9674 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  =/=  0 )
719, 13, 70, 16divne0d 9806 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  /  _e )  =/=  0 )
72 2z 10312 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  2  e.  ZZ
7372a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  ZZ )
7473, 28zmulcld 10381 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  ZZ )
7562, 71, 74expne0d 11529 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
7661, 63, 68, 75mulne0d 9674 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) )  =/=  0 )
7764, 76, 73expne0d 11529 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =/=  0 )
7859, 65, 77divcan1d 9791 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ! `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 )  /  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ^
2 ) )  =  ( ( ! `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) )
7958, 64, 76, 54expdivd 11537 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ! `  ( 2  x.  n
) )  /  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ! `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) ) )
8079eqcomd 2441 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ! `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 )  /  ( ( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 ) )
8180oveq1d 6096 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ! `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 )  /  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ^
2 ) )  =  ( ( ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ^
2 ) ) )
8278, 81eqtr3d 2470 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( ! `  (
2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) ) )
83 fveq2 5728 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  =  m  ->  ( ! `  n )  =  ( ! `  m ) )
84 oveq2 6089 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  =  m  ->  (
2  x.  n )  =  ( 2  x.  m ) )
8584fveq2d 5732 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  =  m  ->  ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  =  ( sqr `  (
2  x.  m ) ) )
86 oveq1 6088 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  =  m  ->  (
n  /  _e )  =  ( m  /  _e ) )
87 id 20 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  =  m  ->  n  =  m )
8886, 87oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  =  m  ->  (
( n  /  _e ) ^ n )  =  ( ( m  /  _e ) ^ m ) )
8985, 88oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  =  m  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) ) )
9083, 89oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  =  m  ->  (
( ! `  n
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) )  =  ( ( ! `
 m )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) )
9190cbvmptv 4300 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  |->  ( ( ! `  n )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ) )  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( ! `  m
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) )
9232, 91eqtri 2456 . . . . . . . . . . . 12  |-  A  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( ! `  m )  /  (
( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) )
9392a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  A  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( ! `
 m )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) ) )
94 fveq2 5728 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  ( ! `  m )  =  ( ! `  ( 2  x.  n
) ) )
95 oveq2 6089 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  (
2  x.  m )  =  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )
9695fveq2d 5732 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  =  ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) )
97 oveq1 6088 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  (
m  /  _e )  =  ( ( 2  x.  n )  /  _e ) )
98 id 20 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  m  =  ( 2  x.  n ) )
9997, 98oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  (
( m  /  _e ) ^ m )  =  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) )
10096, 99oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  (
( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
10194, 100oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  (
( ! `  m
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) )  =  ( ( ! `
 ( 2  x.  n ) )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
102101adantl 453 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  /\  m  =  ( 2  x.  n ) )  ->  ( ( ! `
 m )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) )  =  ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
103 2nn 10133 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  e.  NN
104103a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  NN )
105 id 20 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  NN )
106104, 105nnmulcld 10047 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  NN )
10758, 64, 76divcld 9790 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) )  e.  CC )
10893, 102, 106, 107fvmptd 5810 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( ! `  ( 2  x.  n
) )  /  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
109108oveq1d 6096 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( A `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 ) )
110109eqcomd 2441 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ! `  ( 2  x.  n
) )  /  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( A `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) )
111110oveq1d 6096 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ! `
 ( 2  x.  n ) )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ^
2 ) )  =  ( ( ( A `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 )  x.  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) ) )
112 eqidd 2437 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) )  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) )
113100adantl 453 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  /\  m  =  ( 2  x.  n ) )  ->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
114112, 113, 106, 64fvmptd 5810 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
115114oveq1d 6096 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )
116115eqcomd 2441 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) )
117116oveq2d 6097 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( A `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )
11882, 111, 1173eqtrd 2472 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( A `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )
11989cbvmptv 4300 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) )  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) ) )
120119a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) )  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) )
121120fveq1d 5730 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) )
122121eqcomd 2441 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) )
123122oveq1d 6096 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) )
124123oveq2d 6097 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( A `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )
125108, 107eqeltrd 2510 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
126 stirlinglem3.2 . . . . . . . . . . 11  |-  D  =  ( n  e.  NN  |->  ( A `  ( 2  x.  n ) ) )
127126fvmpt2 5812 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( n  e.  NN  /\  ( A `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )  -> 
( D `  n
)  =  ( A `
 ( 2  x.  n ) ) )
128125, 127mpdan 650 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( D `  n )  =  ( A `  ( 2  x.  n
) ) )
129128eqcomd 2441 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  ( 2  x.  n ) )  =  ( D `  n
) )
130129oveq1d 6096 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( A `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )
13136a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  E  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ) )
132131fveq1d 5730 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( E `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) )
133132eqcomd 2441 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) `  ( 2  x.  n ) )  =  ( E `  ( 2  x.  n
) ) )
134133oveq1d 6096 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) )
135130, 134oveq12d 6099 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )
136118, 124, 1353eqtrd 2472 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )
13752, 136oveq12d 6099 . . . 4  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
( ! `  n
) ^ 4 ) )  /  ( ( ! `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) ) )  / 
( ( ( D `
 n ) ^
2 )  x.  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
138137oveq1d 6096 . . 3  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ! `  n ) ^ 4 ) )  /  (
( ! `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) ) )  /  ( ( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
139138mpteq2ia 4291 . 2  |-  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
( ! `  n
) ^ 4 ) )  /  ( ( ! `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) ) )  /  ( ( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
14042, 2nn0mulcld 10279 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
4  x.  n )  e.  NN0 )
1417, 140expcld 11523 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2 ^ ( 4  x.  n ) )  e.  CC )
14250, 45eqeltrd 2510 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  e.  CC )
143141, 142mulcomd 9109 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) )  x.  ( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) )
144143oveq1d 6096 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) ) )  /  ( ( ( D `  n
) ^ 2 )  x.  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  x.  ( 2 ^ ( 4  x.  n
) ) )  / 
( ( ( D `
 n ) ^
2 )  x.  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
145144oveq1d 6096 . . . 4  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) ) )  /  (
( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) )  x.  ( 2 ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( ( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
146128, 125eqeltrd 2510 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  ( D `  n )  e.  CC )
147146sqcld 11521 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( D `  n
) ^ 2 )  e.  CC )
148131, 120eqtrd 2468 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  E  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) ) ) )
149148, 113, 106, 64fvmptd 5810 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( E `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
150149, 64eqeltrd 2510 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  ( E `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
151150sqcld 11521 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  e.  CC )
152 nnne0 10032 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  e.  NN  ->  ( ! `  ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
15355, 56, 1523syl 19 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  ( ! `  ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
15458, 64, 153, 76divne0d 9806 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) )  =/=  0 )
155108, 154eqnetrd 2619 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
156128, 155eqnetrd 2619 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  ( D `  n )  =/=  0 )
157146, 156, 73expne0d 11529 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( D `  n
) ^ 2 )  =/=  0 )
158149, 76eqnetrd 2619 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  ( E `  ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
159150, 158, 73expne0d 11529 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =/=  0 )
160142, 147, 141, 151, 157, 159divmuldivd 9831 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  /  (
( D `  n
) ^ 2 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  x.  ( 2 ^ ( 4  x.  n
) ) )  / 
( ( ( D `
 n ) ^
2 )  x.  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
161160eqcomd 2441 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  x.  (
2 ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( ( ( D `  n
) ^ 2 )  x.  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  /  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
162161oveq1d 6096 . . . 4  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) )  x.  ( 2 ^ (
4  x.  n ) ) )  /  (
( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) )  /  ( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
16334, 31eqeltrd 2510 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  n )  e.  CC )
164163, 42expcld 11523 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( A `  n
) ^ 4 )  e.  CC )
16539, 46eqeltrd 2510 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( E `  n
) ^ 4 )  e.  CC )
166164, 165, 147, 157div23d 9827 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) )  /  ( ( D `  n ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) ) )
167166oveq1d 6096 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  /  (
( D `  n
) ^ 2 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  /  ( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  /  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
168167oveq1d 6096 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  /  (
( D `  n
) ^ 2 ) )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
169164, 147, 157divcld 9790 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  /  ( ( D `  n ) ^ 2 ) )  e.  CC )
170141, 151, 159divcld 9790 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  e.  CC )
171169, 165, 170mulassd 9111 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( ( E `
 n ) ^
4 )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) ) )
172171oveq1d 6096 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  /  ( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  /  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
173165, 170mulcld 9108 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  e.  CC )
174 ax-1cn 9048 . . . . . . . . 9  |-  1  e.  CC
175174a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  1  e.  CC )
1769, 175addcld 9107 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  e.  CC )
177 0re 9091 . . . . . . . . . 10  |-  0  e.  RR
178177a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  0  e.  RR )
179106nnred 10015 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR )
180 2re 10069 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  e.  RR
181180a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  RR )
182 nnre 10007 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  RR )
183181, 182remulcld 9116 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR )
184 1re 9090 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  RR
185184a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  1  e.  RR )
186183, 185readdcld 9115 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  e.  RR )
187106nngt0d 10043 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  ( 2  x.  n
) )
188179ltp1d 9941 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  <  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
189178, 179, 186, 187, 188lttrd 9231 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
190189gt0ne0d 9591 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =/=  0 )
191169, 173, 176, 190divassd 9825 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( ( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  /  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )
192165, 141, 151, 159div12d 9826 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( E `
 n ) ^
4 )  /  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
19310, 18, 42mulexpd 11538 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) ) ^ 4 )  x.  ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^
4 ) ) )
19461, 63sqmuld 11535 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )
195193, 194oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  x.  ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^
4 ) )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )
196149oveq1d 6096 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ^
2 ) )
19739, 196oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) ) )
19810, 42expcld 11523 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  e.  CC )
19961sqcld 11521 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  e.  CC )
20018, 42expcld 11523 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n  /  _e ) ^ n ) ^ 4 )  e.  CC )
20163sqcld 11521 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  e.  CC )
20261, 68, 73expne0d 11529 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =/=  0 )
20363, 75, 73expne0d 11529 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  =/=  0 )
204198, 199, 200, 201, 202, 203divmuldivd 9831 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^
4 )  /  (
( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  =  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  x.  ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^
4 ) )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )
205195, 197, 2043eqtr4d 2478 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  (
( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 )  /  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )
206205oveq2d 6097 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( E `  n
) ^ 4 )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) ) ^ 4 )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^ 4 )  / 
( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) ) ) )
20766rprege0d 10655 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  (
2  x.  n ) )  e.  RR  /\  0  <_  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) ) )
208 resqrth 12061 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( 2  x.  (
2  x.  n ) )  e.  RR  /\  0  <_  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )  -> 
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )
209207, 208syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )
210209oveq2d 6097 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) ) )
211 2t2e4 10127 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( 2  x.  2 )  =  4
212211eqcomi 2440 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  4  =  ( 2  x.  2 )
213212a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  4  =  ( 2  x.  2 ) )
214213oveq2d 6097 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) ) ^ (
2  x.  2 ) ) )
21510, 54, 54expmuld 11526 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ ( 2  x.  2 ) )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ^
2 ) )
21623rprege0d 10655 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  e.  RR  /\  0  <_  ( 2  x.  n ) ) )
217 resqrth 12061 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( 2  x.  n
)  e.  RR  /\  0  <_  ( 2  x.  n ) )  -> 
( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( 2  x.  n ) )
218216, 217syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( 2  x.  n ) )
219218oveq1d 6096 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ^ 2 )  =  ( ( 2  x.  n ) ^ 2 ) )
220214, 215, 2193eqtrd 2472 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  =  ( ( 2  x.  n ) ^
2 ) )
2217, 7, 8mulassd 9111 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  2 )  x.  n )  =  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )
222211a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  2 )  =  4 )
223222oveq1d 6096 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  2 )  x.  n )  =  ( 4  x.  n ) )
224221, 223eqtr3d 2470 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  ( 2  x.  n ) )  =  ( 4  x.  n ) )
225220, 224oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )  =  ( ( ( 2  x.  n ) ^
2 )  /  (
4  x.  n ) ) )
2267, 8sqmuld 11535 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
) ^ 2 )  =  ( ( 2 ^ 2 )  x.  ( n ^ 2 ) ) )
227 sq2 11477 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( 2 ^ 2 )  =  4
228227a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2 ^ 2 )  =  4 )
229228oveq1d 6096 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ 2 )  x.  ( n ^ 2 ) )  =  ( 4  x.  ( n ^ 2 ) ) )
230226, 229eqtrd 2468 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
) ^ 2 )  =  ( 4  x.  ( n ^ 2 ) ) )
231230oveq1d 6096 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n ) ^ 2 )  /  ( 4  x.  n ) )  =  ( ( 4  x.  ( n ^
2 ) )  / 
( 4  x.  n
) ) )
232 4cn 10074 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  4  e.  CC
233 4pos 10086 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  0  <  4
234177, 233gtneii 9185 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  4  =/=  0
235232, 234dividi 9747 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( 4  /  4 )  =  1
236235a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
4  /  4 )  =  1 )
2378sqvald 11520 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n ^ 2 )  =  ( n  x.  n ) )
238237oveq1d 6096 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ 2 )  /  n )  =  ( ( n  x.  n )  /  n ) )
2398, 8, 26divcan4d 9796 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  x.  n
)  /  n )  =  n )
240238, 239eqtrd 2468 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ 2 )  /  n )  =  n )
241236, 240oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 4  /  4
)  x.  ( ( n ^ 2 )  /  n ) )  =  ( 1  x.  n ) )
24242nn0cnd 10276 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  4  e.  CC )
2438sqcld 11521 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n ^ 2 )  e.  CC )
244234a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  4  =/=  0 )
245242, 242, 243, 8, 244, 26divmuldivd 9831 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 4  /  4
)  x.  ( ( n ^ 2 )  /  n ) )  =  ( ( 4  x.  ( n ^
2 ) )  / 
( 4  x.  n
) ) )
2468mulid2d 9106 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
1  x.  n )  =  n )
247241, 245, 2463eqtr3d 2476 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 4  x.  (
n ^ 2 ) )  /  ( 4  x.  n ) )  =  n )
248231, 247eqtrd 2468 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n ) ^ 2 )  /  ( 4  x.  n ) )  =  n )
249210, 225, 2483eqtrd 2472 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  =  n )
2508, 242mulcomd 9109 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  x.  4 )  =  ( 4  x.  n ) )
251250oveq2d 6097 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  /  _e ) ^ ( n  x.  4 ) )  =  ( ( n  /  _e ) ^ ( 4  x.  n ) ) )
25217, 42, 2expmuld 11526 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  /  _e ) ^ ( n  x.  4 ) )  =  ( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 ) )
2538, 13, 16, 140expdivd 11537 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  /  _e ) ^ ( 4  x.  n ) )  =  ( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) ) )
254251, 252, 2533eqtr3d 2476 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n  /  _e ) ^ n ) ^ 4 )  =  ( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) ) )
2557, 8, 7mul32d 9276 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  x.  2 )  =  ( ( 2  x.  2 )  x.  n ) )
256255, 223eqtrd 2468 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  x.  2 )  =  ( 4  x.  n ) )
257256oveq2d 6097 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( ( 2  x.  n )  x.  2 ) )  =  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 4  x.  n ) ) )
25862, 54, 55expmuld 11526 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( ( 2  x.  n )  x.  2 ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) )
2599, 13, 16, 140expdivd 11537 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 4  x.  n ) )  =  ( ( ( 2  x.  n ) ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) ) )
260257, 258, 2593eqtr3d 2476 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( 2  x.  n ) ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) ) )
261254, 260oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 )  /  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) )  =  ( ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( _e ^ (
4  x.  n ) ) )  /  (
( ( 2  x.  n ) ^ (
4  x.  n ) )  /  ( _e
^ ( 4  x.  n ) ) ) ) )
262254, 200eqeltrrd 2511 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( _e
^ ( 4  x.  n ) ) )  e.  CC )
2639, 140expcld 11523 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
) ^ ( 4  x.  n ) )  e.  CC )
26413, 140expcld 11523 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
_e ^ ( 4  x.  n ) )  e.  CC )
26547, 28zmulcld 10381 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
4  x.  n )  e.  ZZ )
2669, 70, 265expne0d 11529 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
) ^ ( 4  x.  n ) )  =/=  0 )
26713, 16, 265expne0d 11529 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
_e ^ ( 4  x.  n ) )  =/=  0 )
268262, 263, 264, 266, 267divdiv2d 9822 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( ( ( 2  x.  n
) ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( _e ^
( 4  x.  n
) ) ) )  =  ( ( ( ( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( _e
^ ( 4  x.  n ) ) )  x.  ( _e ^
( 4  x.  n
) ) )  / 
( ( 2  x.  n ) ^ (
4  x.  n ) ) ) )
2698, 140expcld 11523 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n ^ ( 4  x.  n ) )  e.  CC )
270269, 264, 267divcan1d 9791 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) )  x.  ( _e
^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( n ^
( 4  x.  n
) ) )
271270oveq1d 6096 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( _e ^ (
4  x.  n ) ) )  x.  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( ( 2  x.  n ) ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( 2  x.  n ) ^ (
4  x.  n ) ) ) )
2727, 8, 140mulexpd 11538 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
) ^ ( 4  x.  n ) )  =  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( n ^ (
4  x.  n ) ) ) )
273272oveq2d 6097 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( 2  x.  n ) ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
n ^ ( 4  x.  n ) ) ) ) )
274141, 269mulcomd 9109 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( n ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) )
275274oveq2d 6097 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( n ^
( 4  x.  n
) ) ) )  =  ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  x.  (
2 ^ ( 4  x.  n ) ) ) ) )
2768, 26, 265expne0d 11529 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n ^ ( 4  x.  n ) )  =/=  0 )
2777, 69, 265expne0d 11529 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2 ^ ( 4  x.  n ) )  =/=  0 )
278269, 269, 141, 276, 277divdiv1d 9821 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
n ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( 2 ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  x.  (
2 ^ ( 4  x.  n ) ) ) ) )
279269, 276dividd 9788 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( n ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  1 )
280279oveq1d 6096 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
n ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( 2 ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) )
281275, 278, 2803eqtr2d 2474 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( n ^
( 4  x.  n
) ) ) )  =  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) )
282271, 273, 2813eqtrd 2472 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( _e ^ (
4  x.  n ) ) )  x.  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( ( 2  x.  n ) ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) )
283261, 268, 2823eqtrd 2472 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 )  /  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) )  =  ( 1  /  (
2 ^ ( 4  x.  n ) ) ) )
284249, 283oveq12d 6099 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^
4 )  /  (
( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  =  ( n  x.  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) ) )
285284oveq2d 6097 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  (
( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 )  /  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )  =  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( n  x.  ( 1  /  (
2 ^ ( 4  x.  n ) ) ) ) ) )
286141, 277reccld 9783 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
1  /  ( 2 ^ ( 4  x.  n ) ) )  e.  CC )
287141, 8, 286mul12d 9275 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( n  x.  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) ) )  =  ( n  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
1  /  ( 2 ^ ( 4  x.  n ) ) ) ) ) )
2888mulid1d 9105 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  x.  1 )  =  n )
289141, 277recidd 9785 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( 1  /  ( 2 ^ ( 4  x.  n
) ) ) )  =  1 )
290289oveq2d 6097 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) ) )  =  ( n  x.  1 ) )
291288, 290, 2403eqtr4d 2478 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) ) )  =  ( ( n ^ 2 )  /  n ) )
292285, 287, 2913eqtrd 2472 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  (
( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 )  /  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )  =  ( ( n ^ 2 )  /  n ) )
293192, 206, 2923eqtrd 2472 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( n ^ 2 )  /  n ) )
294293oveq1d 6096 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( E `
 n ) ^
4 )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( n ^ 2 )  /  n )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
295243, 8, 176, 26, 190divdiv1d 9821 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n ^
2 )  /  n
)  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( n ^ 2 )  / 
( n  x.  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )
296294, 295eqtrd 2468 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( E `
 n ) ^
4 )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( n ^ 2 )  / 
( n  x.  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )
297296oveq2d 6097 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( A `
 n ) ^
4 )  /  (
( D `  n
) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( n ^
2 )  /  (
n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
298191, 297eqtrd 2468 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( n ^
2 )  /  (
n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
299168, 172, 2983eqtrd 2472 . . . 4  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( n ^
2 )  /  (
n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
300145, 162, 2993eqtrd 2472 . . 3  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) ) )  /  (
( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( n ^
2 )  /  (
n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
301300mpteq2ia 4291 . 2  |-  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) ) )  /  ( ( ( D `  n
) ^ 2 )  x.  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( n ^
2 )  /  (
n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
3021, 139, 3013eqtri 2460 1  |-  V  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( n ^ 2 )  /  ( n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    /\ wa 359    = wceq 1652    e. wcel 1725    =/= wne 2599   class class class wbr 4212    e. cmpt 4266   ` cfv 5454  (class class class)co 6081   CCcc 8988   RRcr 8989   0cc0 8990   1c1 8991    + caddc 8993    x. cmul 8995    <_ cle 9121    / cdiv 9677   NNcn 10000   2c2 10049   4c4 10051   NN0cn0 10221   ZZcz 10282   RR+crp 10612   ^cexp 11382   !cfa 11566   sqrcsqr 12038   _eceu 12665
This theorem is referenced by:  stirlinglem15  27813
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2417  ax-rep 4320  ax-sep 4330  ax-nul 4338  ax-pow 4377  ax-pr 4403  ax-un 4701  ax-inf2 7596  ax-cnex 9046  ax-resscn 9047  ax-1cn 9048  ax-icn 9049  ax-addcl 9050  ax-addrcl 9051  ax-mulcl 9052  ax-mulrcl 9053  ax-mulcom 9054  ax-addass 9055  ax-mulass 9056  ax-distr 9057  ax-i2m1 9058  ax-1ne0 9059  ax-1rid 9060  ax-rnegex 9061  ax-rrecex 9062  ax-cnre 9063  ax-pre-lttri 9064  ax-pre-lttrn 9065  ax-pre-ltadd 9066  ax-pre-mulgt0 9067  ax-pre-sup 9068  ax-addf 9069  ax-mulf 9070
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2285  df-mo 2286  df-clab 2423  df-cleq 2429  df-clel 2432  df-nfc 2561  df-ne 2601  df-nel 2602  df-ral 2710  df-rex 2711  df-reu 2712  df-rmo 2713  df-rab 2714  df-v 2958  df-sbc 3162  df-csb 3252  df-dif 3323  df-un 3325  df-in 3327  df-ss 3334  df-pss 3336  df-nul 3629  df-if 3740  df-pw 3801  df-sn 3820  df-pr 3821  df-tp 3822  df-op 3823  df-uni 4016  df-int 4051  df-iun 4095  df-br 4213  df-opab 4267  df-mpt 4268  df-tr 4303  df-eprel 4494  df-id 4498  df-po 4503  df-so 4504  df-fr 4541  df-se 4542  df-we 4543  df-ord 4584  df-on 4585  df-lim 4586  df-suc 4587  df-om 4846  df-xp 4884  df-rel 4885  df-cnv 4886  df-co 4887  df-dm 4888  df-rn 4889  df-res 4890  df-ima 4891  df-iota 5418  df-fun 5456  df-fn 5457  df-f 5458  df-f1 5459  df-fo 5460  df-f1o 5461  df-fv 5462  df-isom 5463  df-ov 6084  df-oprab 6085  df-mpt2 6086  df-1st 6349  df-2nd 6350  df-riota 6549  df-recs 6633  df-rdg 6668  df-1o 6724  df-oadd 6728  df-er 6905  df-pm 7021  df-en 7110  df-dom 7111  df-sdom 7112  df-fin 7113  df-sup 7446  df-oi 7479  df-card 7826  df-pnf 9122  df-mnf 9123  df-xr 9124  df-ltxr 9125  df-le 9126  df-sub 9293  df-neg 9294  df-div 9678  df-nn 10001  df-2 10058  df-3 10059  df-4 10060  df-n0 10222  df-z 10283  df-uz 10489  df-q 10575  df-rp 10613  df-ico 10922  df-fz 11044  df-fzo 11136  df-fl 11202  df-seq 11324  df-exp 11383  df-fac 11567  df-bc 11594  df-hash 11619  df-shft 11882  df-cj 11904  df-re 11905  df-im 11906  df-sqr 12040  df-abs 12041  df-limsup 12265  df-clim 12282  df-rlim 12283  df-sum 12480  df-ef 12670  df-e 12671
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