Metamath Proof Explorer


Theorem wallispi2lem1

Description: An intermediate step between the first version of the Wallis' formula for π and the second version of Wallis' formula. This second version will then be used to prove Stirling's approximation formula for the factorial. (Contributed by Glauco Siliprandi, 30-Jun-2017)

Ref Expression
Assertion wallispi2lem1 ⊢ N ∈ ℕ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ N = 1 2 ⋅ N + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fveq2 ⊢ x = 1 → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ x = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ 1
2 oveq2 ⊢ x = 1 → 2 ⁢ x = 2 ⋅ 1
3 2 oveq1d ⊢ x = 1 → 2 ⁢ x + 1 = 2 ⋅ 1 + 1
4 3 oveq2d ⊢ x = 1 → 1 2 ⁢ x + 1 = 1 2 ⋅ 1 + 1
5 fveq2 ⊢ x = 1 → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1
6 4 5 oveq12d ⊢ x = 1 → 1 2 ⁢ x + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x = 1 2 ⋅ 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1
7 1 6 eqeq12d ⊢ x = 1 → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ x = 1 2 ⁢ x + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x ↔ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ 1 = 1 2 ⋅ 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1
8 fveq2 ⊢ x = y → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ x = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y
9 oveq2 ⊢ x = y → 2 ⁢ x = 2 ⁢ y
10 9 oveq1d ⊢ x = y → 2 ⁢ x + 1 = 2 ⁢ y + 1
11 10 oveq2d ⊢ x = y → 1 2 ⁢ x + 1 = 1 2 ⁢ y + 1
12 fveq2 ⊢ x = y → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y
13 11 12 oveq12d ⊢ x = y → 1 2 ⁢ x + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y
14 8 13 eqeq12d ⊢ x = y → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ x = 1 2 ⁢ x + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x ↔ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y
15 fveq2 ⊢ x = y + 1 → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ x = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1
16 oveq2 ⊢ x = y + 1 → 2 ⁢ x = 2 ⁢ y + 1
17 16 oveq1d ⊢ x = y + 1 → 2 ⁢ x + 1 = 2 ⁢ y + 1 + 1
18 17 oveq2d ⊢ x = y + 1 → 1 2 ⁢ x + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1
19 fveq2 ⊢ x = y + 1 → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
20 18 19 oveq12d ⊢ x = y + 1 → 1 2 ⁢ x + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
21 15 20 eqeq12d ⊢ x = y + 1 → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ x = 1 2 ⁢ x + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x ↔ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
22 fveq2 ⊢ x = N → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ x = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ N
23 oveq2 ⊢ x = N → 2 ⁢ x = 2 ⋅ N
24 23 oveq1d ⊢ x = N → 2 ⁢ x + 1 = 2 ⋅ N + 1
25 24 oveq2d ⊢ x = N → 1 2 ⁢ x + 1 = 1 2 ⋅ N + 1
26 fveq2 ⊢ x = N → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ N
27 25 26 oveq12d ⊢ x = N → 1 2 ⁢ x + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x = 1 2 ⋅ N + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ N
28 22 27 eqeq12d ⊢ x = N → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ x = 1 2 ⁢ x + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x ↔ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ N = 1 2 ⋅ N + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ N
29 1z ⊢ 1 ∈ ℤ
30 seq1 ⊢ 1 ∈ ℤ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ 1 = k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ 1
31 29 30 ax-mp ⊢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ 1 = k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ 1
32 1nn ⊢ 1 ∈ ℕ
33 oveq2 ⊢ k = 1 → 2 ⁢ k = 2 ⋅ 1
34 33 oveq1d ⊢ k = 1 → 2 ⁢ k − 1 = 2 ⋅ 1 − 1
35 33 34 oveq12d ⊢ k = 1 → 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 = 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 − 1
36 33 oveq1d ⊢ k = 1 → 2 ⁢ k + 1 = 2 ⋅ 1 + 1
37 33 36 oveq12d ⊢ k = 1 → 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 = 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 + 1
38 35 37 oveq12d ⊢ k = 1 → 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 = 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 − 1 ⁢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 + 1
39 eqid ⊢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 = k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1
40 ovex ⊢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 − 1 ⁢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 + 1 ∈ V
41 38 39 40 fvmpt ⊢ 1 ∈ ℕ → k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ 1 = 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 − 1 ⁢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 + 1
42 32 41 ax-mp ⊢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ 1 = 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 − 1 ⁢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 + 1
43 2t1e2 ⊢ 2 ⋅ 1 = 2
44 43 oveq1i ⊢ 2 ⋅ 1 − 1 = 2 − 1
45 2m1e1 ⊢ 2 − 1 = 1
46 44 45 eqtri ⊢ 2 ⋅ 1 − 1 = 1
47 43 46 oveq12i ⊢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 − 1 = 2 1
48 43 oveq1i ⊢ 2 ⋅ 1 + 1 = 2 + 1
49 2p1e3 ⊢ 2 + 1 = 3
50 48 49 eqtri ⊢ 2 ⋅ 1 + 1 = 3
51 43 50 oveq12i ⊢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 + 1 = 2 3
52 47 51 oveq12i ⊢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 − 1 ⁢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 + 1 = 2 1 ⁢ 2 3
53 2cn ⊢ 2 ∈ ℂ
54 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
55 3cn ⊢ 3 ∈ ℂ
56 ax-1ne0 ⊢ 1 ≠ 0
57 3ne0 ⊢ 3 ≠ 0
58 53 54 53 55 56 57 divmuldivi ⊢ 2 1 ⁢ 2 3 = 2 ⋅ 2 1 ⋅ 3
59 2t2e4 ⊢ 2 ⋅ 2 = 4
60 55 mullidi ⊢ 1 ⋅ 3 = 3
61 59 60 oveq12i ⊢ 2 ⋅ 2 1 ⋅ 3 = 4 3
62 52 58 61 3eqtri ⊢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 − 1 ⁢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 + 1 = 4 3
63 4cn ⊢ 4 ∈ ℂ
64 divrec2 ⊢ 4 ∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℂ ∧ 3 ≠ 0 → 4 3 = 1 3 ⋅ 4
65 63 55 57 64 mp3an ⊢ 4 3 = 1 3 ⋅ 4
66 50 eqcomi ⊢ 3 = 2 ⋅ 1 + 1
67 66 oveq2i ⊢ 1 3 = 1 2 ⋅ 1 + 1
68 seq1 ⊢ 1 ∈ ℤ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1 = k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1
69 29 68 ax-mp ⊢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1 = k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1
70 33 oveq1d ⊢ k = 1 → 2 ⁢ k 4 = 2 ⋅ 1 4
71 33 34 oveq12d ⊢ k = 1 → 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 = 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1
72 71 oveq1d ⊢ k = 1 → 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 = 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1 2
73 70 72 oveq12d ⊢ k = 1 → 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 = 2 ⋅ 1 4 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1 2
74 eqid ⊢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 = k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2
75 ovex ⊢ 2 ⋅ 1 4 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1 2 ∈ V
76 73 74 75 fvmpt ⊢ 1 ∈ ℕ → k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1 = 2 ⋅ 1 4 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1 2
77 32 76 ax-mp ⊢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1 = 2 ⋅ 1 4 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1 2
78 43 oveq1i ⊢ 2 ⋅ 1 4 = 2 4
79 43 46 oveq12i ⊢ 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1 = 2 ⋅ 1
80 79 43 eqtri ⊢ 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1 = 2
81 80 oveq1i ⊢ 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1 2 = 2 2
82 78 81 oveq12i ⊢ 2 ⋅ 1 4 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1 2 = 2 4 2 2
83 2exp4 ⊢ 2 4 = 16
84 sq2 ⊢ 2 2 = 4
85 83 84 oveq12i ⊢ 2 4 2 2 = 16 4
86 4t4e16 ⊢ 4 ⋅ 4 = 16
87 86 eqcomi ⊢ 16 = 4 ⋅ 4
88 87 oveq1i ⊢ 16 4 = 4 ⋅ 4 4
89 4ne0 ⊢ 4 ≠ 0
90 63 63 89 divcan3i ⊢ 4 ⋅ 4 4 = 4
91 85 88 90 3eqtri ⊢ 2 4 2 2 = 4
92 82 91 eqtri ⊢ 2 ⋅ 1 4 2 ⋅ 1 ⁢ 2 ⋅ 1 − 1 2 = 4
93 69 77 92 3eqtri ⊢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1 = 4
94 93 eqcomi ⊢ 4 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1
95 67 94 oveq12i ⊢ 1 3 ⋅ 4 = 1 2 ⋅ 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1
96 62 65 95 3eqtri ⊢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 − 1 ⁢ 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 + 1 = 1 2 ⋅ 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1
97 31 42 96 3eqtri ⊢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ 1 = 1 2 ⋅ 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ 1
98 elnnuz ⊢ y ∈ ℕ ↔ y ∈ ℤ ≥ 1
99 98 biimpi ⊢ y ∈ ℕ → y ∈ ℤ ≥ 1
100 99 adantr ⊢ y ∈ ℕ ∧ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y → y ∈ ℤ ≥ 1
101 seqp1 ⊢ y ∈ ℤ ≥ 1 → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1
102 100 101 syl ⊢ y ∈ ℕ ∧ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1
103 simpr ⊢ y ∈ ℕ ∧ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y
104 103 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ ∧ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1
105 eqidd ⊢ y ∈ ℕ → k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 = k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1
106 oveq2 ⊢ k = y + 1 → 2 ⁢ k = 2 ⁢ y + 1
107 106 oveq1d ⊢ k = y + 1 → 2 ⁢ k − 1 = 2 ⁢ y + 1 − 1
108 106 107 oveq12d ⊢ k = y + 1 → 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 = 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1
109 106 oveq1d ⊢ k = y + 1 → 2 ⁢ k + 1 = 2 ⁢ y + 1 + 1
110 106 109 oveq12d ⊢ k = y + 1 → 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 = 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 + 1
111 108 110 oveq12d ⊢ k = y + 1 → 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 = 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 + 1
112 111 adantl ⊢ y ∈ ℕ ∧ k = y + 1 → 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 = 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 + 1
113 peano2nn ⊢ y ∈ ℕ → y + 1 ∈ ℕ
114 2rp ⊢ 2 ∈ ℝ +
115 114 a1i ⊢ y ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ +
116 nnre ⊢ y ∈ ℕ → y ∈ ℝ
117 nnnn0 ⊢ y ∈ ℕ → y ∈ ℕ 0
118 117 nn0ge0d ⊢ y ∈ ℕ → 0 ≤ y
119 116 118 ge0p1rpd ⊢ y ∈ ℕ → y + 1 ∈ ℝ +
120 115 119 rpmulcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ∈ ℝ +
121 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
122 121 a1i ⊢ y ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ
123 1red ⊢ y ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ
124 116 123 readdcld ⊢ y ∈ ℕ → y + 1 ∈ ℝ
125 122 124 remulcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ∈ ℝ
126 125 123 resubcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 − 1 ∈ ℝ
127 1lt2 ⊢ 1 < 2
128 127 a1i ⊢ y ∈ ℕ → 1 < 2
129 nnrp ⊢ y ∈ ℕ → y ∈ ℝ +
130 123 129 ltaddrp2d ⊢ y ∈ ℕ → 1 < y + 1
131 122 124 128 130 mulgt1d ⊢ y ∈ ℕ → 1 < 2 ⁢ y + 1
132 123 125 posdifd ⊢ y ∈ ℕ → 1 < 2 ⁢ y + 1 ↔ 0 < 2 ⁢ y + 1 − 1
133 131 132 mpbid ⊢ y ∈ ℕ → 0 < 2 ⁢ y + 1 − 1
134 126 133 elrpd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 − 1 ∈ ℝ +
135 120 134 rpdivcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ∈ ℝ +
136 115 rpge0d ⊢ y ∈ ℕ → 0 ≤ 2
137 0le1 ⊢ 0 ≤ 1
138 137 a1i ⊢ y ∈ ℕ → 0 ≤ 1
139 116 123 118 138 addge0d ⊢ y ∈ ℕ → 0 ≤ y + 1
140 122 124 136 139 mulge0d ⊢ y ∈ ℕ → 0 ≤ 2 ⁢ y + 1
141 125 140 ge0p1rpd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 + 1 ∈ ℝ +
142 120 141 rpdivcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ∈ ℝ +
143 135 142 rpmulcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ∈ ℝ +
144 105 112 113 143 fvmptd ⊢ y ∈ ℕ → k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 + 1
145 144 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 + 1
146 125 recnd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ∈ ℂ
147 126 recnd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 − 1 ∈ ℂ
148 141 rpcnd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 + 1 ∈ ℂ
149 133 gt0ne0d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 − 1 ≠ 0
150 141 rpne0d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 + 1 ≠ 0
151 146 147 146 148 149 150 divmuldivd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 + 1 = 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 + 1
152 146 146 mulcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 ∈ ℂ
153 152 147 148 149 150 divdiv1d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ⁢ y + 1 + 1 = 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 + 1
154 146 sqvald ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 = 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1
155 154 eqcomd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 = 2 ⁢ y + 1 2
156 155 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 = 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1
157 156 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ⁢ y + 1 + 1 = 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ⁢ y + 1 + 1
158 151 153 157 3eqtr2d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 + 1 = 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ⁢ y + 1 + 1
159 158 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 − 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ y + 1 + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ⁢ y + 1 + 1
160 146 sqcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 ∈ ℂ
161 160 147 149 divcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 ∈ ℂ
162 161 148 150 divrec2d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ⁢ y + 1 + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1
163 162 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ⁢ y + 1 + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1
164 2cnd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ
165 nncn ⊢ y ∈ ℕ → y ∈ ℂ
166 164 165 mulcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y ∈ ℂ
167 1cnd ⊢ y ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ
168 166 167 addcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ∈ ℂ
169 2nn ⊢ 2 ∈ ℕ
170 169 a1i ⊢ y ∈ ℕ → 2 ∈ ℕ
171 id ⊢ y ∈ ℕ → y ∈ ℕ
172 170 171 nnmulcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y ∈ ℕ
173 172 peano2nnd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ∈ ℕ
174 173 nnne0d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ≠ 0
175 168 174 reccld ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ∈ ℂ
176 eqidd ⊢ y ∈ ℕ ∧ x ∈ 1 … y → k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 = k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2
177 oveq2 ⊢ k = x → 2 ⁢ k = 2 ⁢ x
178 177 oveq1d ⊢ k = x → 2 ⁢ k 4 = 2 ⁢ x 4
179 177 oveq1d ⊢ k = x → 2 ⁢ k − 1 = 2 ⁢ x − 1
180 177 179 oveq12d ⊢ k = x → 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 = 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1
181 180 oveq1d ⊢ k = x → 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 = 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 2
182 178 181 oveq12d ⊢ k = x → 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 = 2 ⁢ x 4 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 2
183 182 adantl ⊢ y ∈ ℕ ∧ x ∈ 1 … y ∧ k = x → 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 = 2 ⁢ x 4 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 2
184 elfznn ⊢ x ∈ 1 … y → x ∈ ℕ
185 184 adantl ⊢ y ∈ ℕ ∧ x ∈ 1 … y → x ∈ ℕ
186 169 a1i ⊢ x ∈ ℕ → 2 ∈ ℕ
187 id ⊢ x ∈ ℕ → x ∈ ℕ
188 186 187 nnmulcld ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x ∈ ℕ
189 4nn0 ⊢ 4 ∈ ℕ 0
190 189 a1i ⊢ x ∈ ℕ → 4 ∈ ℕ 0
191 188 190 nnexpcld ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x 4 ∈ ℕ
192 191 nncnd ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x 4 ∈ ℂ
193 2cnd ⊢ x ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ
194 nncn ⊢ x ∈ ℕ → x ∈ ℂ
195 193 194 mulcld ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x ∈ ℂ
196 1cnd ⊢ x ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ
197 195 196 subcld ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x − 1 ∈ ℂ
198 195 197 mulcld ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 ∈ ℂ
199 198 sqcld ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 2 ∈ ℂ
200 186 nnne0d ⊢ x ∈ ℕ → 2 ≠ 0
201 nnne0 ⊢ x ∈ ℕ → x ≠ 0
202 193 194 200 201 mulne0d ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x ≠ 0
203 1red ⊢ x ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ
204 121 a1i ⊢ x ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ
205 204 203 remulcld ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⋅ 1 ∈ ℝ
206 nnre ⊢ x ∈ ℕ → x ∈ ℝ
207 204 206 remulcld ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x ∈ ℝ
208 43 a1i ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⋅ 1 = 2
209 127 208 breqtrrid ⊢ x ∈ ℕ → 1 < 2 ⋅ 1
210 0le2 ⊢ 0 ≤ 2
211 210 a1i ⊢ x ∈ ℕ → 0 ≤ 2
212 nnge1 ⊢ x ∈ ℕ → 1 ≤ x
213 203 206 204 211 212 lemul2ad ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⋅ 1 ≤ 2 ⁢ x
214 203 205 207 209 213 ltletrd ⊢ x ∈ ℕ → 1 < 2 ⁢ x
215 203 214 gtned ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x ≠ 1
216 195 196 215 subne0d ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x − 1 ≠ 0
217 195 197 202 216 mulne0d ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 ≠ 0
218 2z ⊢ 2 ∈ ℤ
219 218 a1i ⊢ x ∈ ℕ → 2 ∈ ℤ
220 198 217 219 expne0d ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 2 ≠ 0
221 192 199 220 divcld ⊢ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x 4 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 2 ∈ ℂ
222 184 221 syl ⊢ x ∈ 1 … y → 2 ⁢ x 4 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 2 ∈ ℂ
223 222 adantl ⊢ y ∈ ℕ ∧ x ∈ 1 … y → 2 ⁢ x 4 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 2 ∈ ℂ
224 176 183 185 223 fvmptd ⊢ y ∈ ℕ ∧ x ∈ 1 … y → k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x = 2 ⁢ x 4 2 ⁢ x ⁢ 2 ⁢ x − 1 2
225 224 223 eqeltrd ⊢ y ∈ ℕ ∧ x ∈ 1 … y → k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ x ∈ ℂ
226 mulcl ⊢ x ∈ ℂ ∧ w ∈ ℂ → x ⁢ w ∈ ℂ
227 226 adantl ⊢ y ∈ ℕ ∧ x ∈ ℂ ∧ w ∈ ℂ → x ⁢ w ∈ ℂ
228 99 225 227 seqcl ⊢ y ∈ ℕ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ∈ ℂ
229 175 228 mulcld ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ∈ ℂ
230 148 150 reccld ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ∈ ℂ
231 229 230 161 mul12d ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1
232 175 228 mulcomd ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 1 2 ⁢ y + 1
233 232 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1
234 228 175 161 mulassd ⊢ y ∈ ℕ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1
235 167 168 160 147 174 149 divmuldivd ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 = 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1
236 160 mullidd ⊢ y ∈ ℕ → 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 = 2 ⁢ y + 1 2
237 164 165 167 adddid ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 = 2 ⁢ y + 2 ⋅ 1
238 43 a1i ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⋅ 1 = 2
239 238 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 2 ⋅ 1 = 2 ⁢ y + 2
240 237 239 eqtrd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 = 2 ⁢ y + 2
241 240 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 − 1 = 2 ⁢ y + 2 - 1
242 166 164 167 addsubassd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 2 - 1 = 2 ⁢ y + 2 - 1
243 45 a1i ⊢ y ∈ ℕ → 2 − 1 = 1
244 243 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 2 - 1 = 2 ⁢ y + 1
245 241 242 244 3eqtrd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 − 1 = 2 ⁢ y + 1
246 245 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 = 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1
247 168 sqvald ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 = 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1
248 246 247 eqtr4d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 = 2 ⁢ y + 1 2
249 236 248 oveq12d ⊢ y ∈ ℕ → 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 = 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 2
250 2p2e4 ⊢ 2 + 2 = 4
251 53 53 250 mvlladdi ⊢ 2 = 4 − 2
252 251 a1i ⊢ y ∈ ℕ → 2 = 4 − 2
253 252 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 = 2 ⁢ y + 1 4 − 2
254 120 rpne0d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ≠ 0
255 218 a1i ⊢ y ∈ ℕ → 2 ∈ ℤ
256 4z ⊢ 4 ∈ ℤ
257 256 a1i ⊢ y ∈ ℕ → 4 ∈ ℤ
258 146 254 255 257 expsubd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 4 − 2 = 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 2
259 253 258 eqtrd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 = 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 2
260 245 eqcomd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 = 2 ⁢ y + 1 − 1
261 260 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 = 2 ⁢ y + 1 − 1 2
262 259 261 oveq12d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 2 = 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 2
263 146 254 257 expclzd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 4 ∈ ℂ
264 147 sqcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ∈ ℂ
265 165 167 addcld ⊢ y ∈ ℕ → y + 1 ∈ ℂ
266 170 nnne0d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ≠ 0
267 113 nnne0d ⊢ y ∈ ℕ → y + 1 ≠ 0
268 164 265 266 267 mulne0d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ≠ 0
269 146 268 255 expne0d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 ≠ 0
270 147 149 255 expne0d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ≠ 0
271 263 160 264 269 270 divdiv1d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 2 = 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
272 146 147 sqmuld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2 = 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
273 272 eqcomd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2 = 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
274 273 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 2 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2 = 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
275 262 271 274 3eqtrd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 2 = 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
276 235 249 275 3eqtrd ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 = 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
277 276 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
278 233 234 277 3eqtrd ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
279 278 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
280 163 231 279 3eqtrd ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 2 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ⁢ y + 1 + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
281 145 159 280 3eqtrd ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
282 eqidd ⊢ y ∈ ℕ → k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 = k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2
283 simpr ⊢ y ∈ ℕ ∧ k = y + 1 → k = y + 1
284 283 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ ∧ k = y + 1 → 2 ⁢ k = 2 ⁢ y + 1
285 284 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ ∧ k = y + 1 → 2 ⁢ k 4 = 2 ⁢ y + 1 4
286 284 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ ∧ k = y + 1 → 2 ⁢ k − 1 = 2 ⁢ y + 1 − 1
287 284 286 oveq12d ⊢ y ∈ ℕ ∧ k = y + 1 → 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 = 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1
288 287 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ ∧ k = y + 1 → 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 = 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
289 285 288 oveq12d ⊢ y ∈ ℕ ∧ k = y + 1 → 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 = 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
290 146 147 mulcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 ∈ ℂ
291 290 sqcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ∈ ℂ
292 146 147 254 149 mulne0d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 ≠ 0
293 290 292 255 expne0d ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ≠ 0
294 263 291 293 divcld ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2 ∈ ℂ
295 282 289 113 294 fvmptd ⊢ y ∈ ℕ → k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1 = 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2
296 295 eqcomd ⊢ y ∈ ℕ → 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2 = k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
297 296 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
298 297 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ 2 ⁢ y + 1 4 2 ⁢ y + 1 ⁢ 2 ⁢ y + 1 − 1 2 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
299 seqp1 ⊢ y ∈ ℤ ≥ 1 → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
300 99 299 syl ⊢ y ∈ ℕ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
301 300 eqcomd ⊢ y ∈ ℕ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1 = seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
302 301 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
303 281 298 302 3eqtrd ⊢ y ∈ ℕ → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
304 303 adantr ⊢ y ∈ ℕ ∧ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y → 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y ⁢ k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
305 102 104 304 3eqtrd ⊢ y ∈ ℕ ∧ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
306 305 ex ⊢ y ∈ ℕ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y = 1 2 ⁢ y + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ y + 1 = 1 2 ⁢ y + 1 + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ y + 1
307 7 14 21 28 97 306 nnind ⊢ N ∈ ℕ → seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 2 ⁢ k − 1 ⁢ 2 ⁢ k 2 ⁢ k + 1 ⁡ N = 1 2 ⋅ N + 1 ⁢ seq 1 × k ∈ ℕ ⟼ 2 ⁢ k 4 2 ⁢ k ⁢ 2 ⁢ k − 1 2 ⁡ N