Metamath Proof Explorer


Theorem eltayl

Description: Value of the Taylor series as a relation (elementhood in the domain here expresses that the series is convergent). (Contributed by Mario Carneiro, 30-Dec-2016)

Ref Expression
Hypotheses taylfval.s โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ { โ„ , โ„‚ } )
taylfval.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : ๐ด โŸถ โ„‚ )
taylfval.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โŠ† ๐‘† )
taylfval.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆจ ๐‘ = +โˆž ) )
taylfval.b โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ dom ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
taylfval.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ ( ๐‘† Tayl ๐น ) ๐ต )
Assertion eltayl ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ๐‘‡ ๐‘Œ โ†” ( ๐‘‹ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ( โ„‚fld tsums ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) โ†ฆ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘‹ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 taylfval.s โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ { โ„ , โ„‚ } )
2 taylfval.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : ๐ด โŸถ โ„‚ )
3 taylfval.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โŠ† ๐‘† )
4 taylfval.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆจ ๐‘ = +โˆž ) )
5 taylfval.b โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ dom ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) )
6 taylfval.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ ( ๐‘† Tayl ๐น ) ๐ต )
7 1 2 3 4 5 6 taylfval โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ = โˆช ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( { ๐‘ฅ } ร— ( โ„‚fld tsums ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) โ†ฆ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
8 7 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ โˆˆ ๐‘‡ โ†” โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ โˆˆ โˆช ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( { ๐‘ฅ } ร— ( โ„‚fld tsums ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) โ†ฆ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) ) )
9 df-br โŠข ( ๐‘‹ ๐‘‡ ๐‘Œ โ†” โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ โˆˆ ๐‘‡ )
10 9 bicomi โŠข ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ โˆˆ ๐‘‡ โ†” ๐‘‹ ๐‘‡ ๐‘Œ )
11 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐ต ) = ( ๐‘‹ โˆ’ ๐ต ) )
12 11 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘‹ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) )
13 12 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘‹ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
14 13 mpteq2dv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) โ†ฆ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) โ†ฆ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘‹ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) )
15 14 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( โ„‚fld tsums ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) โ†ฆ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) = ( โ„‚fld tsums ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) โ†ฆ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘‹ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) )
16 15 opeliunxp2 โŠข ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ โˆˆ โˆช ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ ( { ๐‘ฅ } ร— ( โ„‚fld tsums ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) โ†ฆ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) โ†” ( ๐‘‹ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ( โ„‚fld tsums ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) โ†ฆ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘‹ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
17 8 10 16 3bitr3g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ๐‘‡ ๐‘Œ โ†” ( ๐‘‹ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ( โ„‚fld tsums ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐‘ ) โˆฉ โ„ค ) โ†ฆ ( ( ( ( ( ๐‘† D๐‘› ๐น ) โ€˜ ๐‘˜ ) โ€˜ ๐ต ) / ( ! โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยท ( ( ๐‘‹ โˆ’ ๐ต ) โ†‘ ๐‘˜ ) ) ) ) ) ) )