Metamath Proof Explorer


Theorem wallispilem3

Description: I maps to real values. (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017)

Ref Expression
Hypothesis wallispilem3.1 I = n 0 0 π sin x n dx
Assertion wallispilem3 N 0 I N +

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 wallispilem3.1 I = n 0 0 π sin x n dx
2 breq2 w = 0 m w m 0
3 2 imbi1d w = 0 m w I m + m 0 I m +
4 3 ralbidv w = 0 m 0 m w I m + m 0 m 0 I m +
5 breq2 w = y m w m y
6 5 imbi1d w = y m w I m + m y I m +
7 6 ralbidv w = y m 0 m w I m + m 0 m y I m +
8 breq2 w = y + 1 m w m y + 1
9 8 imbi1d w = y + 1 m w I m + m y + 1 I m +
10 9 ralbidv w = y + 1 m 0 m w I m + m 0 m y + 1 I m +
11 breq2 w = N m w m N
12 11 imbi1d w = N m w I m + m N I m +
13 12 ralbidv w = N m 0 m w I m + m 0 m N I m +
14 simpr m 0 m 0 m 0
15 nn0ge0 m 0 0 m
16 15 adantr m 0 m 0 0 m
17 nn0re m 0 m
18 17 adantr m 0 m 0 m
19 0red m 0 m 0 0
20 18 19 letri3d m 0 m 0 m = 0 m 0 0 m
21 14 16 20 mpbir2and m 0 m 0 m = 0
22 21 fveq2d m 0 m 0 I m = I 0
23 1 wallispilem2 I 0 = π I 1 = 2 m 2 I m = m 1 m I m 2
24 23 simp1i I 0 = π
25 pirp π +
26 24 25 eqeltri I 0 +
27 22 26 eqeltrdi m 0 m 0 I m +
28 27 ex m 0 m 0 I m +
29 28 rgen m 0 m 0 I m +
30 nfv m y 0
31 nfra1 m m 0 m y I m +
32 30 31 nfan m y 0 m 0 m y I m +
33 simpllr y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 m 0 m y I m +
34 simplr y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 m 0
35 rsp m 0 m y I m + m 0 m y I m +
36 33 34 35 sylc y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 m y I m +
37 fveq2 m = 1 I m = I 1
38 23 simp2i I 1 = 2
39 2rp 2 +
40 38 39 eqeltri I 1 +
41 37 40 eqeltrdi m = 1 I m +
42 41 a1i y 0 m 0 m y I m + m 0 m = y + 1 m = 1 I m +
43 23 simp3i m 2 I m = m 1 m I m 2
44 43 adantl y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 I m = m 1 m I m 2
45 eluz2nn m 2 m
46 nnre m m
47 1red m 1
48 46 47 resubcld m m 1
49 45 48 syl m 2 m 1
50 1m1e0 1 1 = 0
51 1red m 2 1
52 eluzelre m 2 m
53 eluz2b2 m 2 m 1 < m
54 53 simprbi m 2 1 < m
55 51 52 51 54 ltsub1dd m 2 1 1 < m 1
56 50 55 eqbrtrrid m 2 0 < m 1
57 49 56 elrpd m 2 m 1 +
58 45 nnrpd m 2 m +
59 57 58 rpdivcld m 2 m 1 m +
60 59 adantl y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 m 1 m +
61 breq1 m = k m y k y
62 fveq2 m = k I m = I k
63 62 eleq1d m = k I m + I k +
64 61 63 imbi12d m = k m y I m + k y I k +
65 64 cbvralvw m 0 m y I m + k 0 k y I k +
66 65 biimpi m 0 m y I m + k 0 k y I k +
67 66 ad3antlr y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 k 0 k y I k +
68 uznn0sub m 2 m 2 0
69 68 adantl y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 m 2 0
70 67 69 jca y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 k 0 k y I k + m 2 0
71 simplll y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 y 0
72 simplr y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 m = y + 1
73 simpr y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 m 2
74 simp2 y 0 m = y + 1 m 2 m = y + 1
75 74 oveq1d y 0 m = y + 1 m 2 m 2 = y + 1 - 2
76 nn0re y 0 y
77 76 3ad2ant1 y 0 m = y + 1 m 2 y
78 77 recnd y 0 m = y + 1 m 2 y
79 df-2 2 = 1 + 1
80 79 a1i y 2 = 1 + 1
81 80 oveq2d y y + 1 - 2 = y + 1 - 1 + 1
82 id y y
83 1cnd y 1
84 82 83 83 pnpcan2d y y + 1 - 1 + 1 = y 1
85 81 84 eqtrd y y + 1 - 2 = y 1
86 78 85 syl y 0 m = y + 1 m 2 y + 1 - 2 = y 1
87 75 86 eqtrd y 0 m = y + 1 m 2 m 2 = y 1
88 77 lem1d y 0 m = y + 1 m 2 y 1 y
89 87 88 eqbrtrd y 0 m = y + 1 m 2 m 2 y
90 71 72 73 89 syl3anc y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 m 2 y
91 breq1 k = m 2 k y m 2 y
92 fveq2 k = m 2 I k = I m 2
93 92 eleq1d k = m 2 I k + I m 2 +
94 91 93 imbi12d k = m 2 k y I k + m 2 y I m 2 +
95 94 rspccva k 0 k y I k + m 2 0 m 2 y I m 2 +
96 70 90 95 sylc y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 I m 2 +
97 60 96 rpmulcld y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 m 1 m I m 2 +
98 44 97 eqeltrd y 0 m 0 m y I m + m = y + 1 m 2 I m +
99 98 adantllr y 0 m 0 m y I m + m 0 m = y + 1 m 2 I m +
100 99 ex y 0 m 0 m y I m + m 0 m = y + 1 m 2 I m +
101 simplll y 0 m 0 m y I m + m 0 m = y + 1 y 0
102 simplr y 0 m 0 m y I m + m 0 m = y + 1 m 0
103 simpr y 0 m 0 m y I m + m 0 m = y + 1 m = y + 1
104 simp3 y 0 m 0 m = y + 1 m = y + 1
105 nn0p1nn y 0 y + 1
106 105 3ad2ant1 y 0 m 0 m = y + 1 y + 1
107 104 106 eqeltrd y 0 m 0 m = y + 1 m
108 elnnuz m m 1
109 107 108 sylib y 0 m 0 m = y + 1 m 1
110 uzp1 m 1 m = 1 m 1 + 1
111 1p1e2 1 + 1 = 2
112 111 fveq2i 1 + 1 = 2
113 112 eleq2i m 1 + 1 m 2
114 113 orbi2i m = 1 m 1 + 1 m = 1 m 2
115 110 114 sylib m 1 m = 1 m 2
116 109 115 syl y 0 m 0 m = y + 1 m = 1 m 2
117 101 102 103 116 syl3anc y 0 m 0 m y I m + m 0 m = y + 1 m = 1 m 2
118 42 100 117 mpjaod y 0 m 0 m y I m + m 0 m = y + 1 I m +
119 118 adantlr y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 m = y + 1 I m +
120 119 ex y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 m = y + 1 I m +
121 simplll y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 y 0
122 simpr y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 m y + 1
123 simpl1 y 0 m 0 m y + 1 m < y + 1 y 0
124 simpl2 y 0 m 0 m y + 1 m < y + 1 m 0
125 simpr y 0 m 0 m y + 1 m < y + 1 m < y + 1
126 simpr y 0 m = 0 m = 0
127 nn0ge0 y 0 0 y
128 127 adantr y 0 m = 0 0 y
129 126 128 eqbrtrd y 0 m = 0 m y
130 129 3ad2antl1 y 0 m 0 m < y + 1 m = 0 m y
131 simpl1 y 0 m 0 m < y + 1 m y 0
132 simpr y 0 m 0 m < y + 1 m m
133 simpl3 y 0 m 0 m < y + 1 m m < y + 1
134 simp3 y 0 m m < y + 1 m < y + 1
135 simp2 y 0 m m < y + 1 m
136 simp1 y 0 m m < y + 1 y 0
137 0red y 0 m m < y + 1 0
138 48 3ad2ant2 y 0 m m < y + 1 m 1
139 76 3ad2ant1 y 0 m m < y + 1 y
140 nnm1ge0 m 0 m 1
141 140 3ad2ant2 y 0 m m < y + 1 0 m 1
142 46 3ad2ant2 y 0 m m < y + 1 m
143 1red y 0 m m < y + 1 1
144 142 143 139 ltsubaddd y 0 m m < y + 1 m 1 < y m < y + 1
145 134 144 mpbird y 0 m m < y + 1 m 1 < y
146 137 138 139 141 145 lelttrd y 0 m m < y + 1 0 < y
147 146 gt0ne0d y 0 m m < y + 1 y 0
148 elnnne0 y y 0 y 0
149 136 147 148 sylanbrc y 0 m m < y + 1 y
150 nnleltp1 m y m y m < y + 1
151 135 149 150 syl2anc y 0 m m < y + 1 m y m < y + 1
152 134 151 mpbird y 0 m m < y + 1 m y
153 131 132 133 152 syl3anc y 0 m 0 m < y + 1 m m y
154 elnn0 m 0 m m = 0
155 154 biimpi m 0 m m = 0
156 155 orcomd m 0 m = 0 m
157 156 3ad2ant2 y 0 m 0 m < y + 1 m = 0 m
158 130 153 157 mpjaodan y 0 m 0 m < y + 1 m y
159 158 orcd y 0 m 0 m < y + 1 m y m = y + 1
160 123 124 125 159 syl3anc y 0 m 0 m y + 1 m < y + 1 m y m = y + 1
161 simpr y 0 m 0 m y + 1 m = y + 1 m = y + 1
162 161 olcd y 0 m 0 m y + 1 m = y + 1 m y m = y + 1
163 simp3 y 0 m 0 m y + 1 m y + 1
164 17 3ad2ant2 y 0 m 0 m y + 1 m
165 76 3ad2ant1 y 0 m 0 m y + 1 y
166 1red y 0 m 0 m y + 1 1
167 165 166 readdcld y 0 m 0 m y + 1 y + 1
168 164 167 leloed y 0 m 0 m y + 1 m y + 1 m < y + 1 m = y + 1
169 163 168 mpbid y 0 m 0 m y + 1 m < y + 1 m = y + 1
170 160 162 169 mpjaodan y 0 m 0 m y + 1 m y m = y + 1
171 121 34 122 170 syl3anc y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 m y m = y + 1
172 36 120 171 mpjaod y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 I m +
173 172 exp31 y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 I m +
174 32 173 ralrimi y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 I m +
175 174 ex y 0 m 0 m y I m + m 0 m y + 1 I m +
176 4 7 10 13 29 175 nn0ind N 0 m 0 m N I m +
177 176 ancri N 0 m 0 m N I m + N 0
178 nn0re N 0 N
179 178 leidd N 0 N N
180 breq1 m = N m N N N
181 fveq2 m = N I m = I N
182 181 eleq1d m = N I m + I N +
183 180 182 imbi12d m = N m N I m + N N I N +
184 183 rspccva m 0 m N I m + N 0 N N I N +
185 177 179 184 sylc N 0 I N +