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Theorem etransclem18

Description: The given function is integrable. (Contributed by Glauco Siliprandi, 5-Apr-2020)

Ref Expression
Hypotheses etransclem18.s ⊢ φ → ℝ ∈ ℝ ℂ
etransclem18.x ⊢ φ → ℝ ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
etransclem18.p ⊢ φ → P ∈ ℕ
etransclem18.m ⊢ φ → M ∈ ℕ 0
etransclem18.f ⊢ F = x ∈ ℝ ⟼ x P − 1 ⁢ ∏ j = 1 M x − j P
etransclem18.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
etransclem18.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
Assertion etransclem18 ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ e − x ⁢ F ⁡ x ∈ 𝐿 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 etransclem18.s ⊢ φ → ℝ ∈ ℝ ℂ
2 etransclem18.x ⊢ φ → ℝ ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
3 etransclem18.p ⊢ φ → P ∈ ℕ
4 etransclem18.m ⊢ φ → M ∈ ℕ 0
5 etransclem18.f ⊢ F = x ∈ ℝ ⟼ x P − 1 ⁢ ∏ j = 1 M x − j P
6 etransclem18.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
7 etransclem18.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
8 ioossicc ⊢ A B ⊆ A B
9 8 a1i ⊢ φ → A B ⊆ A B
10 ioombl ⊢ A B ∈ dom ⁡ vol
11 10 a1i ⊢ φ → A B ∈ dom ⁡ vol
12 ere ⊢ e ∈ ℝ
13 12 recni ⊢ e ∈ ℂ
14 13 a1i ⊢ φ ∧ x ∈ A B → e ∈ ℂ
15 6 7 iccssred ⊢ φ → A B ⊆ ℝ
16 15 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ A B → x ∈ ℝ
17 16 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ A B → x ∈ ℂ
18 17 negcld ⊢ φ ∧ x ∈ A B → − x ∈ ℂ
19 14 18 cxpcld ⊢ φ ∧ x ∈ A B → e − x ∈ ℂ
20 1 2 dvdmsscn ⊢ φ → ℝ ⊆ ℂ
21 20 3 5 etransclem8 ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℂ
22 21 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A B → F : ℝ ⟶ ℂ
23 22 16 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ x ∈ A B → F ⁡ x ∈ ℂ
24 19 23 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ A B → e − x ⁢ F ⁡ x ∈ ℂ
25 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ A B → y ∈ ℂ ⟼ e y = y ∈ ℂ ⟼ e y
26 oveq2 ⊢ y = − x → e y = e − x
27 26 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ A B ∧ y = − x → e y = e − x
28 15 20 sstrd ⊢ φ → A B ⊆ ℂ
29 28 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ A B → x ∈ ℂ
30 29 negcld ⊢ φ ∧ x ∈ A B → − x ∈ ℂ
31 13 a1i ⊢ x ∈ ℂ → e ∈ ℂ
32 negcl ⊢ x ∈ ℂ → − x ∈ ℂ
33 31 32 cxpcld ⊢ x ∈ ℂ → e − x ∈ ℂ
34 29 33 syl ⊢ φ ∧ x ∈ A B → e − x ∈ ℂ
35 25 27 30 34 fvmptd ⊢ φ ∧ x ∈ A B → y ∈ ℂ ⟼ e y ⁡ − x = e − x
36 35 eqcomd ⊢ φ ∧ x ∈ A B → e − x = y ∈ ℂ ⟼ e y ⁡ − x
37 36 mpteq2dva ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ e − x = x ∈ A B ⟼ y ∈ ℂ ⟼ e y ⁡ − x
38 epr ⊢ e ∈ ℝ +
39 mnfxr ⊢ −∞ ∈ ℝ *
40 39 a1i ⊢ e ∈ ℝ + → −∞ ∈ ℝ *
41 0red ⊢ e ∈ ℝ + → 0 ∈ ℝ
42 rpxr ⊢ e ∈ ℝ + → e ∈ ℝ *
43 rpgt0 ⊢ e ∈ ℝ + → 0 < e
44 40 41 42 43 gtnelioc ⊢ e ∈ ℝ + → ¬ e ∈ −∞ 0
45 38 44 ax-mp ⊢ ¬ e ∈ −∞ 0
46 eldif ⊢ e ∈ ℂ ∖ −∞ 0 ↔ e ∈ ℂ ∧ ¬ e ∈ −∞ 0
47 13 45 46 mpbir2an ⊢ e ∈ ℂ ∖ −∞ 0
48 cxpcncf2 ⊢ e ∈ ℂ ∖ −∞ 0 → y ∈ ℂ ⟼ e y : ℂ ⟶cn ℂ
49 47 48 mp1i ⊢ φ → y ∈ ℂ ⟼ e y : ℂ ⟶cn ℂ
50 eqid ⊢ x ∈ A B ⟼ − x = x ∈ A B ⟼ − x
51 50 negcncf ⊢ A B ⊆ ℂ → x ∈ A B ⟼ − x : A B ⟶cn ℂ
52 28 51 syl ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ − x : A B ⟶cn ℂ
53 49 52 cncfmpt1f ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ y ∈ ℂ ⟼ e y ⁡ − x : A B ⟶cn ℂ
54 37 53 eqeltrd ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ e − x : A B ⟶cn ℂ
55 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
56 55 a1i ⊢ φ ∧ x ∈ A B → ℝ ⊆ ℂ
57 3 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A B → P ∈ ℕ
58 4 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A B → M ∈ ℕ 0
59 etransclem6 ⊢ x ∈ ℝ ⟼ x P − 1 ⁢ ∏ j = 1 M x − j P = y ∈ ℝ ⟼ y P − 1 ⁢ ∏ k = 1 M y − k P
60 5 59 eqtri ⊢ F = y ∈ ℝ ⟼ y P − 1 ⁢ ∏ k = 1 M y − k P
61 56 57 58 60 16 etransclem13 ⊢ φ ∧ x ∈ A B → F ⁡ x = ∏ k = 0 M x − k if k = 0 P − 1 P
62 61 mpteq2dva ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ F ⁡ x = x ∈ A B ⟼ ∏ k = 0 M x − k if k = 0 P − 1 P
63 fzfid ⊢ φ → 0 … M ∈ Fin
64 17 3adant3 ⊢ φ ∧ x ∈ A B ∧ k ∈ 0 … M → x ∈ ℂ
65 elfzelz ⊢ k ∈ 0 … M → k ∈ ℤ
66 65 zcnd ⊢ k ∈ 0 … M → k ∈ ℂ
67 66 3ad2ant3 ⊢ φ ∧ x ∈ A B ∧ k ∈ 0 … M → k ∈ ℂ
68 64 67 subcld ⊢ φ ∧ x ∈ A B ∧ k ∈ 0 … M → x − k ∈ ℂ
69 nnm1nn0 ⊢ P ∈ ℕ → P − 1 ∈ ℕ 0
70 3 69 syl ⊢ φ → P − 1 ∈ ℕ 0
71 3 nnnn0d ⊢ φ → P ∈ ℕ 0
72 70 71 ifcld ⊢ φ → if k = 0 P − 1 P ∈ ℕ 0
73 72 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ x ∈ A B ∧ k ∈ 0 … M → if k = 0 P − 1 P ∈ ℕ 0
74 68 73 expcld ⊢ φ ∧ x ∈ A B ∧ k ∈ 0 … M → x − k if k = 0 P − 1 P ∈ ℂ
75 nfv ⊢ Ⅎ x φ ∧ k ∈ 0 … M
76 ssid ⊢ ℂ ⊆ ℂ
77 76 a1i ⊢ φ → ℂ ⊆ ℂ
78 28 77 idcncfg ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ x : A B ⟶cn ℂ
79 78 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … M → x ∈ A B ⟼ x : A B ⟶cn ℂ
80 28 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … M → A B ⊆ ℂ
81 66 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … M → k ∈ ℂ
82 76 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … M → ℂ ⊆ ℂ
83 80 81 82 constcncfg ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … M → x ∈ A B ⟼ k : A B ⟶cn ℂ
84 79 83 subcncf ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … M → x ∈ A B ⟼ x − k : A B ⟶cn ℂ
85 expcncf ⊢ if k = 0 P − 1 P ∈ ℕ 0 → y ∈ ℂ ⟼ y if k = 0 P − 1 P : ℂ ⟶cn ℂ
86 72 85 syl ⊢ φ → y ∈ ℂ ⟼ y if k = 0 P − 1 P : ℂ ⟶cn ℂ
87 86 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … M → y ∈ ℂ ⟼ y if k = 0 P − 1 P : ℂ ⟶cn ℂ
88 oveq1 ⊢ y = x − k → y if k = 0 P − 1 P = x − k if k = 0 P − 1 P
89 75 84 87 82 88 cncfcompt2 ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … M → x ∈ A B ⟼ x − k if k = 0 P − 1 P : A B ⟶cn ℂ
90 28 63 74 89 fprodcncf ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ ∏ k = 0 M x − k if k = 0 P − 1 P : A B ⟶cn ℂ
91 62 90 eqeltrd ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ F ⁡ x : A B ⟶cn ℂ
92 54 91 mulcncf ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ e − x ⁢ F ⁡ x : A B ⟶cn ℂ
93 cniccibl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ x ∈ A B ⟼ e − x ⁢ F ⁡ x : A B ⟶cn ℂ → x ∈ A B ⟼ e − x ⁢ F ⁡ x ∈ 𝐿 1
94 6 7 92 93 syl3anc ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ e − x ⁢ F ⁡ x ∈ 𝐿 1
95 9 11 24 94 iblss ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ e − x ⁢ F ⁡ x ∈ 𝐿 1