Metamath Proof Explorer


Theorem efcllem

Description: Lemma for efcl . The series that defines the exponential function converges, in the case where its argument is nonzero. The ratio test cvgrat is used to show convergence. (Contributed by NM, 26-Apr-2005) (Proof shortened by Mario Carneiro, 28-Apr-2014) (Proof shortened by AV, 9-Jul-2022)

Ref Expression
Hypothesis eftval.1 โŠข ๐น = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ†‘ ๐‘› ) / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) )
Assertion efcllem ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ seq 0 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eftval.1 โŠข ๐น = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐ด โ†‘ ๐‘› ) / ( ! โ€˜ ๐‘› ) ) )
2 nn0uz โŠข โ„•0 = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 )
3 eqid โŠข ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) )
4 halfre โŠข ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„
5 4 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„ )
6 halflt1 โŠข ( 1 / 2 ) < 1
7 6 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 1 / 2 ) < 1 )
8 2re โŠข 2 โˆˆ โ„
9 abscl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
10 remulcl โŠข ( ( 2 โˆˆ โ„ โˆง ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
11 8 9 10 sylancr โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
12 8 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ 2 โˆˆ โ„ )
13 0le2 โŠข 0 โ‰ค 2
14 13 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ 0 โ‰ค 2 )
15 absge0 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ 0 โ‰ค ( abs โ€˜ ๐ด ) )
16 12 9 14 15 mulge0d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ 0 โ‰ค ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) )
17 flge0nn0 โŠข ( ( ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„•0 )
18 11 16 17 syl2anc โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„•0 )
19 1 eftval โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
20 19 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
21 eftcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„‚ )
22 20 21 eqeltrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
23 9 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
24 eluznn0 โŠข ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
25 18 24 sylan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
26 nn0p1nn โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„• )
27 25 26 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„• )
28 23 27 nndivred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„ )
29 4 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„ )
30 23 25 reexpcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
31 25 faccld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• )
32 30 31 nndivred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ )
33 expcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
34 25 33 syldan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
35 34 absge0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( abs โ€˜ ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
36 absexp โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) )
37 25 36 syldan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) )
38 35 37 breqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) )
39 31 nnred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
40 31 nngt0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ 0 < ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) )
41 divge0 โŠข ( ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) โˆง ( ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 < ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
42 30 38 39 40 41 syl22anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
43 11 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
44 peano2nn0 โŠข ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
45 18 44 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
46 45 nn0red โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) โˆˆ โ„ )
47 46 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) โˆˆ โ„ )
48 27 nnred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„ )
49 flltp1 โŠข ( ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ โ†’ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) < ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) )
50 43 49 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) < ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) )
51 eluzp1p1 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) ) )
52 51 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) ) )
53 eluzle โŠข ( ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) โ‰ค ( ๐‘˜ + 1 ) )
54 52 53 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) + 1 ) โ‰ค ( ๐‘˜ + 1 ) )
55 43 47 48 50 54 ltletrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) < ( ๐‘˜ + 1 ) )
56 23 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
57 2cn โŠข 2 โˆˆ โ„‚
58 mulcom โŠข ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ โˆง 2 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) ยท 2 ) = ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) )
59 56 57 58 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) ยท 2 ) = ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) )
60 27 nncnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„‚ )
61 60 mullidd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( 1 ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) = ( ๐‘˜ + 1 ) )
62 55 59 61 3brtr4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) ยท 2 ) < ( 1 ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
63 2rp โŠข 2 โˆˆ โ„+
64 63 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ 2 โˆˆ โ„+ )
65 1red โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
66 27 nnrpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„+ )
67 23 64 65 66 lt2mul2divd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) ยท 2 ) < ( 1 ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ†” ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) < ( 1 / 2 ) ) )
68 62 67 mpbid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) < ( 1 / 2 ) )
69 ltle โŠข ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„ โˆง ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) < ( 1 / 2 ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ‰ค ( 1 / 2 ) ) )
70 28 4 69 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) < ( 1 / 2 ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ‰ค ( 1 / 2 ) ) )
71 68 70 mpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ‰ค ( 1 / 2 ) )
72 28 29 32 42 71 lemul2ad โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) โ‰ค ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( 1 / 2 ) ) )
73 peano2nn0 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
74 25 73 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„•0 )
75 1 eftval โŠข ( ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) = ( ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) / ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) )
76 74 75 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) = ( ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) / ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) )
77 76 fveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) = ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) / ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) ) )
78 absexp โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) = ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
79 74 78 syldan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) = ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
80 56 25 expp1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) = ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) )
81 79 80 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) = ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) )
82 74 faccld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„• )
83 82 nnred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„ )
84 82 nnnn0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„•0 )
85 84 nn0ge0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
86 83 85 absidd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) = ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
87 facp1 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) = ( ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
88 25 87 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) = ( ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
89 86 88 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) = ( ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) )
90 81 89 oveq12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) / ( abs โ€˜ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) ) = ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) / ( ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) )
91 expcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ( ๐‘˜ + 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
92 74 91 syldan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
93 82 nncnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
94 82 nnne0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) โ‰  0 )
95 92 93 94 absdivd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) / ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) ) = ( ( abs โ€˜ ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) / ( abs โ€˜ ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) ) )
96 30 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
97 31 nncnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
98 31 nnne0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) โ‰  0 )
99 27 nnne0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ + 1 ) โ‰  0 )
100 96 97 56 60 98 99 divmuldivd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) = ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) / ( ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) )
101 90 95 100 3eqtr4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ†‘ ( ๐‘˜ + 1 ) ) / ( ! โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) ) = ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) )
102 77 101 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) = ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( abs โ€˜ ๐ด ) / ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) )
103 halfcn โŠข ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚
104 25 22 syldan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
105 104 abscld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ )
106 105 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„‚ )
107 mulcom โŠข ( ( ( 1 / 2 ) โˆˆ โ„‚ โˆง ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) ยท ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) = ( ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( 1 / 2 ) ) )
108 103 106 107 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) ยท ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) = ( ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( 1 / 2 ) ) )
109 25 19 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
110 109 fveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) )
111 eftabs โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
112 25 111 syldan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( ๐ด โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
113 110 112 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) = ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
114 113 oveq1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( 1 / 2 ) ) = ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( 1 / 2 ) ) )
115 108 114 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( ( 1 / 2 ) ยท ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ( ( abs โ€˜ ๐ด ) โ†‘ ๐‘˜ ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( 1 / 2 ) ) )
116 72 102 115 3brtr4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ( 2 ยท ( abs โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘˜ + 1 ) ) ) โ‰ค ( ( 1 / 2 ) ยท ( abs โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ) ) )
117 2 3 5 7 18 22 116 cvgrat โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ seq 0 ( + , ๐น ) โˆˆ dom โ‡ )