Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  stirlinglem15 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem stirlinglem15 40623
Description: The Stirling's formula is proven using a number of local definitions. The main theorem stirling 40624 will use this final lemma, but it will not expose the local definitions. (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stirlinglem15.1 𝑛𝜑
stirlinglem15.2 𝑆 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((√‘((2 · π) · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))
stirlinglem15.3 𝐴 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
stirlinglem15.4 𝐷 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐴‘(2 · 𝑛)))
stirlinglem15.5 𝐸 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))
stirlinglem15.6 𝑉 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((((2↑(4 · 𝑛)) · ((!‘𝑛)↑4)) / ((!‘(2 · 𝑛))↑2)) / ((2 · 𝑛) + 1)))
stirlinglem15.7 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)))
stirlinglem15.8 𝐻 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1))))
stirlinglem15.9 (𝜑𝐶 ∈ ℝ+)
stirlinglem15.10 (𝜑𝐴𝐶)
Assertion
Ref Expression
stirlinglem15 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / (𝑆𝑛))) ⇝ 1)
Distinct variable group:   𝐶,𝑛
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑛)   𝐴(𝑛)   𝐷(𝑛)   𝑆(𝑛)   𝐸(𝑛)   𝐹(𝑛)   𝐻(𝑛)   𝑉(𝑛)

Proof of Theorem stirlinglem15
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 stirlinglem15.1 . . 3 𝑛𝜑
2 nnnn0 11337 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℕ0)
32adantl 481 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ0)
4 2cnd 11131 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 2 ∈ ℂ)
5 picn 24256 . . . . . . . . . . 11 π ∈ ℂ
65a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → π ∈ ℂ)
74, 6mulcld 10098 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (2 · π) ∈ ℂ)
8 nncn 11066 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℂ)
98adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℂ)
107, 9mulcld 10098 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((2 · π) · 𝑛) ∈ ℂ)
1110sqrtcld 14220 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘((2 · π) · 𝑛)) ∈ ℂ)
12 ere 14863 . . . . . . . . . . . 12 e ∈ ℝ
1312recni 10090 . . . . . . . . . . 11 e ∈ ℂ
1413a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → e ∈ ℂ)
15 epos 14979 . . . . . . . . . . . 12 0 < e
1612, 15gt0ne0ii 10602 . . . . . . . . . . 11 e ≠ 0
1716a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → e ≠ 0)
188, 14, 17divcld 10839 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 / e) ∈ ℂ)
1918, 2expcld 13048 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝑛 / e)↑𝑛) ∈ ℂ)
2019adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑛 / e)↑𝑛) ∈ ℂ)
2111, 20mulcld 10098 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘((2 · π) · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) ∈ ℂ)
22 stirlinglem15.2 . . . . . . 7 𝑆 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((√‘((2 · π) · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))
2322fvmpt2 6330 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ ((√‘((2 · π) · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) ∈ ℂ) → (𝑆𝑛) = ((√‘((2 · π) · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))
243, 21, 23syl2anc 694 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑆𝑛) = ((√‘((2 · π) · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))
2524oveq2d 6706 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((!‘𝑛) / (𝑆𝑛)) = ((!‘𝑛) / ((√‘((2 · π) · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
266sqrtcld 14220 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘π) ∈ ℂ)
27 2cnd 11131 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
2827, 8mulcld 10098 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (2 · 𝑛) ∈ ℂ)
2928sqrtcld 14220 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → (√‘(2 · 𝑛)) ∈ ℂ)
3029adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘(2 · 𝑛)) ∈ ℂ)
3126, 30, 20mulassd 10101 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (((√‘π) · (√‘(2 · 𝑛))) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) = ((√‘π) · ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
32 stirlinglem15.7 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)))
33 nfmpt1 4780 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑛(𝑛 ∈ ℕ ↦ (((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)))
3432, 33nfcxfr 2791 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑛𝐹
35 stirlinglem15.8 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝐻 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1))))
36 nfmpt1 4780 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑛(𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1))))
3735, 36nfcxfr 2791 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑛𝐻
38 stirlinglem15.6 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑉 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((((2↑(4 · 𝑛)) · ((!‘𝑛)↑4)) / ((!‘(2 · 𝑛))↑2)) / ((2 · 𝑛) + 1)))
39 nfmpt1 4780 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑛(𝑛 ∈ ℕ ↦ ((((2↑(4 · 𝑛)) · ((!‘𝑛)↑4)) / ((!‘(2 · 𝑛))↑2)) / ((2 · 𝑛) + 1)))
4038, 39nfcxfr 2791 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑛𝑉
41 nnuz 11761 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℕ = (ℤ‘1)
42 1zzd 11446 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
43 stirlinglem15.3 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝐴 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
44 nfmpt1 4780 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑛(𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
4543, 44nfcxfr 2791 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑛𝐴
46 stirlinglem15.4 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝐷 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐴‘(2 · 𝑛)))
47 nfmpt1 4780 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑛(𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐴‘(2 · 𝑛)))
4846, 47nfcxfr 2791 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑛𝐷
49 faccl 13110 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 ∈ ℕ0 → (!‘𝑛) ∈ ℕ)
502, 49syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → (!‘𝑛) ∈ ℕ)
5150nnrpd 11908 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 ∈ ℕ → (!‘𝑛) ∈ ℝ+)
52 2rp 11875 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2 ∈ ℝ+
5352a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑛 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ+)
54 nnrp 11880 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ+)
5553, 54rpmulcld 11926 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 ∈ ℕ → (2 · 𝑛) ∈ ℝ+)
5655rpsqrtcld 14194 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → (√‘(2 · 𝑛)) ∈ ℝ+)
57 epr 14980 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 e ∈ ℝ+
5857a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑛 ∈ ℕ → e ∈ ℝ+)
5954, 58rpdivcld 11927 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 / e) ∈ ℝ+)
60 nnz 11437 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℤ)
6159, 60rpexpcld 13072 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝑛 / e)↑𝑛) ∈ ℝ+)
6256, 61rpmulcld 11926 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 ∈ ℕ → ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) ∈ ℝ+)
6351, 62rpdivcld 11927 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑛 ∈ ℕ → ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) ∈ ℝ+)
6443, 63fmpti 6423 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝐴:ℕ⟶ℝ+
6564a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐴:ℕ⟶ℝ+)
66 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝐴𝑛)↑4)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝐴𝑛)↑4))
67 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝐷𝑛)↑2)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝐷𝑛)↑2))
6864a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → 𝐴:ℕ⟶ℝ+)
69 2nn 11223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2 ∈ ℕ
7069a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 ∈ ℕ → 2 ∈ ℕ)
71 id 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℕ)
7270, 71nnmulcld 11106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → (2 · 𝑛) ∈ ℕ)
7368, 72ffvelrnd 6400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐴‘(2 · 𝑛)) ∈ ℝ+)
7446fvmpt2 6330 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ (𝐴‘(2 · 𝑛)) ∈ ℝ+) → (𝐷𝑛) = (𝐴‘(2 · 𝑛)))
7573, 74mpdan 703 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐷𝑛) = (𝐴‘(2 · 𝑛)))
7675, 73eqeltrd 2730 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐷𝑛) ∈ ℝ+)
7776adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) ∈ ℝ+)
78 stirlinglem15.9 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐶 ∈ ℝ+)
79 stirlinglem15.10 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐴𝐶)
801, 45, 48, 46, 65, 32, 66, 67, 77, 78, 79stirlinglem8 40616 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐹 ⇝ (𝐶↑2))
81 nnex 11064 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ℕ ∈ V
8281mptex 6527 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((((2↑(4 · 𝑛)) · ((!‘𝑛)↑4)) / ((!‘(2 · 𝑛))↑2)) / ((2 · 𝑛) + 1))) ∈ V
8338, 82eqeltri 2726 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑉 ∈ V
8483a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑉 ∈ V)
85 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 − (1 / ((2 · 𝑛) + 1)))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 − (1 / ((2 · 𝑛) + 1))))
86 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / ((2 · 𝑛) + 1))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / ((2 · 𝑛) + 1)))
87 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))
8835, 85, 86, 87stirlinglem1 40609 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝐻 ⇝ (1 / 2)
8988a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐻 ⇝ (1 / 2))
9050nncnd 11074 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑛 ∈ ℕ → (!‘𝑛) ∈ ℂ)
9129, 19mulcld 10098 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑛 ∈ ℕ → ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) ∈ ℂ)
9255sqrtgt0d 14195 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝑛 ∈ ℕ → 0 < (√‘(2 · 𝑛)))
9392gt0ne0d 10630 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑛 ∈ ℕ → (√‘(2 · 𝑛)) ≠ 0)
94 nnne0 11091 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ≠ 0)
958, 14, 94, 17divne0d 10855 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 / e) ≠ 0)
9618, 95, 60expne0d 13054 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝑛 / e)↑𝑛) ≠ 0)
9729, 19, 93, 96mulne0d 10717 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑛 ∈ ℕ → ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) ≠ 0)
9890, 91, 97divcld 10839 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑛 ∈ ℕ → ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) ∈ ℂ)
9943fvmpt2 6330 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) ∈ ℂ) → (𝐴𝑛) = ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
10098, 99mpdan 703 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐴𝑛) = ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
101100, 98eqeltrd 2730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐴𝑛) ∈ ℂ)
102 4nn0 11349 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4 ∈ ℕ0
103102a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → 4 ∈ ℕ0)
104101, 103expcld 13048 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝐴𝑛)↑4) ∈ ℂ)
10576rpcnd 11912 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐷𝑛) ∈ ℂ)
106105sqcld 13046 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝐷𝑛)↑2) ∈ ℂ)
10776rpne0d 11915 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐷𝑛) ≠ 0)
108 2z 11447 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2 ∈ ℤ
109108a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → 2 ∈ ℤ)
110105, 107, 109expne0d 13054 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝐷𝑛)↑2) ≠ 0)
111104, 106, 110divcld 10839 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑛 ∈ ℕ → (((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)) ∈ ℂ)
11232fvmpt2 6330 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ (((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)) ∈ ℂ) → (𝐹𝑛) = (((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)))
113111, 112mpdan 703 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐹𝑛) = (((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)))
114113, 111eqeltrd 2730 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐹𝑛) ∈ ℂ)
115114adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛) ∈ ℂ)
1168sqcld 13046 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛↑2) ∈ ℂ)
117 1cnd 10094 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ)
11828, 117addcld 10097 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℂ)
1198, 118mulcld 10098 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1)) ∈ ℂ)
12072nnred 11073 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑛 ∈ ℕ → (2 · 𝑛) ∈ ℝ)
121 1red 10093 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑛 ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ)
12272nngt0d 11102 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑛 ∈ ℕ → 0 < (2 · 𝑛))
123 0lt1 10588 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 0 < 1
124123a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑛 ∈ ℕ → 0 < 1)
125120, 121, 122, 124addgt0d 10640 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 ∈ ℕ → 0 < ((2 · 𝑛) + 1))
126125gt0ne0d 10630 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 ∈ ℕ → ((2 · 𝑛) + 1) ≠ 0)
1278, 118, 94, 126mulne0d 10717 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1)) ≠ 0)
128116, 119, 127divcld 10839 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1))) ∈ ℂ)
12935fvmpt2 6330 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1))) ∈ ℂ) → (𝐻𝑛) = ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1))))
130128, 129mpdan 703 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐻𝑛) = ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1))))
131130, 128eqeltrd 2730 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐻𝑛) ∈ ℂ)
132131adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐻𝑛) ∈ ℂ)
133111, 128mulcld 10098 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑛 ∈ ℕ → ((((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)) · ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1)))) ∈ ℂ)
134 stirlinglem15.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝐸 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))
13543, 46, 134, 38stirlinglem3 40611 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑉 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)) · ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1)))))
136135fvmpt2 6330 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ ((((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)) · ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1)))) ∈ ℂ) → (𝑉𝑛) = ((((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)) · ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1)))))
137133, 136mpdan 703 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑉𝑛) = ((((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)) · ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1)))))
138113, 130oveq12d 6708 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ ℕ → ((𝐹𝑛) · (𝐻𝑛)) = ((((𝐴𝑛)↑4) / ((𝐷𝑛)↑2)) · ((𝑛↑2) / (𝑛 · ((2 · 𝑛) + 1)))))
139137, 138eqtr4d 2688 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑉𝑛) = ((𝐹𝑛) · (𝐻𝑛)))
140139adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑉𝑛) = ((𝐹𝑛) · (𝐻𝑛)))
1411, 34, 37, 40, 41, 42, 80, 84, 89, 115, 132, 140climmulf 40154 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑉 ⇝ ((𝐶↑2) · (1 / 2)))
14238wallispi2 40608 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑉 ⇝ (π / 2)
143 climuni 14327 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑉 ⇝ ((𝐶↑2) · (1 / 2)) ∧ 𝑉 ⇝ (π / 2)) → ((𝐶↑2) · (1 / 2)) = (π / 2))
144141, 142, 143sylancl 695 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐶↑2) · (1 / 2)) = (π / 2))
145144oveq1d 6705 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐶↑2) · (1 / 2)) / (1 / 2)) = ((π / 2) / (1 / 2)))
14678rpcnd 11912 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
147146sqcld 13046 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐶↑2) ∈ ℂ)
148 1cnd 10094 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
149148halfcld 11315 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (1 / 2) ∈ ℂ)
150 2cnd 11131 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
151 2pos 11150 . . . . . . . . . . . . . . . 16 0 < 2
152151a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 0 < 2)
153152gt0ne0d 10630 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 2 ≠ 0)
154150, 153recne0d 10833 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (1 / 2) ≠ 0)
155147, 149, 154divcan4d 10845 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝐶↑2) · (1 / 2)) / (1 / 2)) = (𝐶↑2))
1565a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → π ∈ ℂ)
157123a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 0 < 1)
158157gt0ne0d 10630 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 1 ≠ 0)
159156, 148, 150, 158, 153divcan7d 10867 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((π / 2) / (1 / 2)) = (π / 1))
160156div1d 10831 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (π / 1) = π)
161159, 160eqtrd 2685 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((π / 2) / (1 / 2)) = π)
162145, 155, 1613eqtr3d 2693 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐶↑2) = π)
163162fveq2d 6233 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (√‘(𝐶↑2)) = (√‘π))
16478rprege0d 11917 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐶 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐶))
165 sqrtsq 14054 . . . . . . . . . . 11 ((𝐶 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐶) → (√‘(𝐶↑2)) = 𝐶)
166164, 165syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (√‘(𝐶↑2)) = 𝐶)
167163, 166eqtr3d 2687 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (√‘π) = 𝐶)
168167adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘π) = 𝐶)
169168oveq1d 6705 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘π) · ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) = (𝐶 · ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
170146adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℂ)
17191adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) ∈ ℂ)
172170, 171mulcomd 10099 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶 · ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) = (((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) · 𝐶))
17331, 169, 1723eqtrd 2689 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (((√‘π) · (√‘(2 · 𝑛))) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) = (((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) · 𝐶))
174173oveq2d 6706 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((!‘𝑛) / (((√‘π) · (√‘(2 · 𝑛))) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) = ((!‘𝑛) / (((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) · 𝐶)))
175 2re 11128 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℝ
176175a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 2 ∈ ℝ)
177 pire 24255 . . . . . . . . . . 11 π ∈ ℝ
178177a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → π ∈ ℝ)
179176, 178remulcld 10108 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (2 · π) ∈ ℝ)
180 0le2 11149 . . . . . . . . . . 11 0 ≤ 2
181180a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 0 ≤ 2)
182 0re 10078 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ ℝ
183 pipos 24257 . . . . . . . . . . . 12 0 < π
184182, 177, 183ltleii 10198 . . . . . . . . . . 11 0 ≤ π
185184a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 0 ≤ π)
186176, 178, 181, 185mulge0d 10642 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 0 ≤ (2 · π))
1873nn0red 11390 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℝ)
1883nn0ge0d 11392 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝑛)
189179, 186, 187, 188sqrtmuld 14207 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘((2 · π) · 𝑛)) = ((√‘(2 · π)) · (√‘𝑛)))
190176, 181, 178, 185sqrtmuld 14207 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘(2 · π)) = ((√‘2) · (√‘π)))
191190oveq1d 6705 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘(2 · π)) · (√‘𝑛)) = (((√‘2) · (√‘π)) · (√‘𝑛)))
1924sqrtcld 14220 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘2) ∈ ℂ)
1939sqrtcld 14220 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘𝑛) ∈ ℂ)
194192, 26, 193mulassd 10101 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (((√‘2) · (√‘π)) · (√‘𝑛)) = ((√‘2) · ((√‘π) · (√‘𝑛))))
195192, 26, 193mul12d 10283 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘2) · ((√‘π) · (√‘𝑛))) = ((√‘π) · ((√‘2) · (√‘𝑛))))
196176, 181, 187, 188sqrtmuld 14207 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘(2 · 𝑛)) = ((√‘2) · (√‘𝑛)))
197196eqcomd 2657 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘2) · (√‘𝑛)) = (√‘(2 · 𝑛)))
198197oveq2d 6706 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘π) · ((√‘2) · (√‘𝑛))) = ((√‘π) · (√‘(2 · 𝑛))))
199195, 198eqtrd 2685 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘2) · ((√‘π) · (√‘𝑛))) = ((√‘π) · (√‘(2 · 𝑛))))
200191, 194, 1993eqtrd 2689 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘(2 · π)) · (√‘𝑛)) = ((√‘π) · (√‘(2 · 𝑛))))
201189, 200eqtrd 2685 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘((2 · π) · 𝑛)) = ((√‘π) · (√‘(2 · 𝑛))))
202201oveq1d 6705 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘((2 · π) · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) = (((√‘π) · (√‘(2 · 𝑛))) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))
203202oveq2d 6706 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((!‘𝑛) / ((√‘((2 · π) · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) = ((!‘𝑛) / (((√‘π) · (√‘(2 · 𝑛))) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
20490adantl 481 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (!‘𝑛) ∈ ℂ)
20593adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (√‘(2 · 𝑛)) ≠ 0)
20613a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → e ∈ ℂ)
20716a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → e ≠ 0)
2089, 206, 207divcld 10839 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 / e) ∈ ℂ)
20994adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ≠ 0)
2109, 206, 209, 207divne0d 10855 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 / e) ≠ 0)
21160adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℤ)
212208, 210, 211expne0d 13054 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑛 / e)↑𝑛) ≠ 0)
21330, 20, 205, 212mulne0d 10717 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) ≠ 0)
21478rpne0d 11915 . . . . . . 7 (𝜑𝐶 ≠ 0)
215214adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐶 ≠ 0)
216204, 171, 170, 213, 215divdiv1d 10870 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) / 𝐶) = ((!‘𝑛) / (((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) · 𝐶)))
217174, 203, 2163eqtr4d 2695 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((!‘𝑛) / ((√‘((2 · π) · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) = (((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) / 𝐶))
21898ancli 573 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) ∈ ℂ))
219218adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 ∈ ℕ ∧ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) ∈ ℂ))
220219, 99syl 17 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐴𝑛) = ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))))
221220eqcomd 2657 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) = (𝐴𝑛))
222221oveq1d 6705 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) / 𝐶) = ((𝐴𝑛) / 𝐶))
22325, 217, 2223eqtrd 2689 . . 3 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((!‘𝑛) / (𝑆𝑛)) = ((𝐴𝑛) / 𝐶))
2241, 223mpteq2da 4776 . 2 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / (𝑆𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝐴𝑛) / 𝐶)))
225101adantl 481 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐴𝑛) ∈ ℂ)
226225, 170, 215divrec2d 10843 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐴𝑛) / 𝐶) = ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛)))
2271, 226mpteq2da 4776 . . 3 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝐴𝑛) / 𝐶)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛))))
228146, 214reccld 10832 . . . . 5 (𝜑 → (1 / 𝐶) ∈ ℂ)
22981mptex 6527 . . . . . 6 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛))) ∈ V
230229a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛))) ∈ V)
23143a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → 𝐴 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)))))
232 simpr 476 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑘) → 𝑛 = 𝑘)
233232fveq2d 6233 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑘) → (!‘𝑛) = (!‘𝑘))
234232oveq2d 6706 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑘) → (2 · 𝑛) = (2 · 𝑘))
235234fveq2d 6233 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑘) → (√‘(2 · 𝑛)) = (√‘(2 · 𝑘)))
236232oveq1d 6705 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑘) → (𝑛 / e) = (𝑘 / e))
237236, 232oveq12d 6708 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑘) → ((𝑛 / e)↑𝑛) = ((𝑘 / e)↑𝑘))
238235, 237oveq12d 6708 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑘) → ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛)) = ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘)))
239233, 238oveq12d 6708 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑘) → ((!‘𝑛) / ((√‘(2 · 𝑛)) · ((𝑛 / e)↑𝑛))) = ((!‘𝑘) / ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘))))
240 id 22 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ)
241 nnnn0 11337 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
242 faccl 13110 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ0 → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
243 nncn 11066 . . . . . . . . . 10 ((!‘𝑘) ∈ ℕ → (!‘𝑘) ∈ ℂ)
244241, 242, 2433syl 18 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → (!‘𝑘) ∈ ℂ)
245 2cnd 11131 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
246 nncn 11066 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℂ)
247245, 246mulcld 10098 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → (2 · 𝑘) ∈ ℂ)
248247sqrtcld 14220 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → (√‘(2 · 𝑘)) ∈ ℂ)
24913a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → e ∈ ℂ)
25016a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → e ≠ 0)
251246, 249, 250divcld 10839 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → (𝑘 / e) ∈ ℂ)
252251, 241expcld 13048 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → ((𝑘 / e)↑𝑘) ∈ ℂ)
253248, 252mulcld 10098 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘)) ∈ ℂ)
25452a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ+)
255 nnrp 11880 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℝ+)
256254, 255rpmulcld 11926 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → (2 · 𝑘) ∈ ℝ+)
257256sqrtgt0d 14195 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → 0 < (√‘(2 · 𝑘)))
258257gt0ne0d 10630 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → (√‘(2 · 𝑘)) ≠ 0)
259 nnne0 11091 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ≠ 0)
260246, 249, 259, 250divne0d 10855 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → (𝑘 / e) ≠ 0)
261 nnz 11437 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℤ)
262251, 260, 261expne0d 13054 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → ((𝑘 / e)↑𝑘) ≠ 0)
263248, 252, 258, 262mulne0d 10717 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘)) ≠ 0)
264244, 253, 263divcld 10839 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → ((!‘𝑘) / ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘))) ∈ ℂ)
265231, 239, 240, 264fvmptd 6327 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ ℕ → (𝐴𝑘) = ((!‘𝑘) / ((√‘(2 · 𝑘)) · ((𝑘 / e)↑𝑘))))
266265, 264eqeltrd 2730 . . . . . 6 (𝑘 ∈ ℕ → (𝐴𝑘) ∈ ℂ)
267266adantl 481 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴𝑘) ∈ ℂ)
268 nfcv 2793 . . . . . . . . 9 𝑘((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛))
269 nfcv 2793 . . . . . . . . . . 11 𝑛1
270 nfcv 2793 . . . . . . . . . . 11 𝑛 /
271 nfcv 2793 . . . . . . . . . . 11 𝑛𝐶
272269, 270, 271nfov 6716 . . . . . . . . . 10 𝑛(1 / 𝐶)
273 nfcv 2793 . . . . . . . . . 10 𝑛 ·
274 nfcv 2793 . . . . . . . . . . 11 𝑛𝑘
27545, 274nffv 6236 . . . . . . . . . 10 𝑛(𝐴𝑘)
276272, 273, 275nfov 6716 . . . . . . . . 9 𝑛((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘))
277 fveq2 6229 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑘 → (𝐴𝑛) = (𝐴𝑘))
278277oveq2d 6706 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑘 → ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛)) = ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)))
279268, 276, 278cbvmpt 4782 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛))) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)))
280279a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛))) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘))))
281280fveq1d 6231 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛)))‘𝑘) = ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)))‘𝑘))
282 simpr 476 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝑘 ∈ ℕ)
283146adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℂ)
284214adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝐶 ≠ 0)
285283, 284reccld 10832 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (1 / 𝐶) ∈ ℂ)
286285, 267mulcld 10098 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)) ∈ ℂ)
287 eqid 2651 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘))) = (𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)))
288287fvmpt2 6330 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℕ ∧ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)) ∈ ℂ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)))‘𝑘) = ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)))
289282, 286, 288syl2anc 694 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑘 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)))‘𝑘) = ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)))
290281, 289eqtrd 2685 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛)))‘𝑘) = ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑘)))
29141, 42, 79, 228, 230, 267, 290climmulc2 14411 . . . 4 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛))) ⇝ ((1 / 𝐶) · 𝐶))
292146, 214recid2d 10835 . . . 4 (𝜑 → ((1 / 𝐶) · 𝐶) = 1)
293291, 292breqtrd 4711 . . 3 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((1 / 𝐶) · (𝐴𝑛))) ⇝ 1)
294227, 293eqbrtrd 4707 . 2 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝐴𝑛) / 𝐶)) ⇝ 1)
295224, 294eqbrtrd 4707 1 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((!‘𝑛) / (𝑆𝑛))) ⇝ 1)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1523  wnf 1748  wcel 2030  wne 2823  Vcvv 3231   class class class wbr 4685  cmpt 4762  wf 5922  cfv 5926  (class class class)co 6690  cc 9972  cr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977   · cmul 9979   < clt 10112  cle 10113  cmin 10304   / cdiv 10722  cn 11058  2c2 11108  4c4 11110  0cn0 11330  cz 11415  +crp 11870  cexp 12900  !cfa 13100  csqrt 14017  cli 14259  eceu 14837  πcpi 14841
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cc 9295  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052  ax-addf 10053  ax-mulf 10054
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-iin 4555  df-disj 4653  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-of 6939  df-ofr 6940  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-supp 7341  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-omul 7610  df-er 7787  df-map 7901  df-pm 7902  df-ixp 7951  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fsupp 8317  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-acn 8806  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-ioo 12217  df-ioc 12218  df-ico 12219  df-icc 12220  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-mod 12709  df-seq 12842  df-exp 12901  df-fac 13101  df-bc 13130  df-hash 13158  df-shft 13851  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-limsup 14246  df-clim 14263  df-rlim 14264  df-sum 14461  df-ef 14842  df-e 14843  df-sin 14844  df-cos 14845  df-pi 14847  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ip 16006  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-hom 16013  df-cco 16014  df-rest 16130  df-topn 16131  df-0g 16149  df-gsum 16150  df-topgen 16151  df-pt 16152  df-prds 16155  df-xrs 16209  df-qtop 16214  df-imas 16215  df-xps 16217  df-mre 16293  df-mrc 16294  df-acs 16296  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-submnd 17383  df-mulg 17588  df-cntz 17796  df-cmn 18241  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-fbas 19791  df-fg 19792  df-cnfld 19795  df-top 20747  df-topon 20764  df-topsp 20785  df-bases 20798  df-cld 20871  df-ntr 20872  df-cls 20873  df-nei 20950  df-lp 20988  df-perf 20989  df-cn 21079  df-cnp 21080  df-haus 21167  df-cmp 21238  df-tx 21413  df-hmeo 21606  df-fil 21697  df-fm 21789  df-flim 21790  df-flf 21791  df-xms 22172  df-ms 22173  df-tms 22174  df-cncf 22728  df-ovol 23279  df-vol 23280  df-mbf 23433  df-itg1 23434  df-itg2 23435  df-ibl 23436  df-itg 23437  df-0p 23482  df-limc 23675  df-dv 23676
This theorem is referenced by:  stirling  40624
  Copyright terms: Public domain W3C validator