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Theorem wallispi 40798
Description: Wallis' formula for π : Wallis' product converges to π / 2 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
wallispi.1 𝐹 = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) − 1)) · ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) + 1))))
wallispi.2 𝑊 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))
Assertion
Ref Expression
wallispi 𝑊 ⇝ (π / 2)
Distinct variable groups:   𝑘,𝑛   𝑛,𝐹
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑘)   𝑊(𝑘,𝑛)

Proof of Theorem wallispi
Dummy variables 𝑗 𝑤 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nnuz 11924 . . . 4 ℕ = (ℤ‘1)
2 1zzd 11609 . . . 4 (⊤ → 1 ∈ ℤ)
3 wallispi.1 . . . . . . . 8 𝐹 = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) − 1)) · ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) + 1))))
4 eqid 2770 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥)
5 eqid 2770 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥)‘(2 · 𝑛)) / ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥)‘((2 · 𝑛) + 1)))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥)‘(2 · 𝑛)) / ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ∫(0(,)π)((sin‘𝑥)↑𝑛) d𝑥)‘((2 · 𝑛) + 1))))
6 eqid 2770 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))
7 eqid 2770 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (((2 · 𝑛) + 1) / (2 · 𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (((2 · 𝑛) + 1) / (2 · 𝑛)))
83, 4, 5, 6, 7wallispilem5 40797 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))) ⇝ 1
98a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))) ⇝ 1)
10 2cnd 11294 . . . . . . 7 (⊤ → 2 ∈ ℂ)
11 picn 24431 . . . . . . . 8 π ∈ ℂ
1211a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → π ∈ ℂ)
13 pire 24430 . . . . . . . . 9 π ∈ ℝ
14 pipos 24432 . . . . . . . . 9 0 < π
1513, 14gt0ne0ii 10765 . . . . . . . 8 π ≠ 0
1615a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → π ≠ 0)
1710, 12, 16divcld 11002 . . . . . 6 (⊤ → (2 / π) ∈ ℂ)
18 nnex 11227 . . . . . . . 8 ℕ ∈ V
1918mptex 6629 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) ∈ V
2019a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) ∈ V)
2111a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → π ∈ ℂ)
2221halfcld 11478 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (π / 2) ∈ ℂ)
23 elnnuz 11925 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ ℕ ↔ 𝑛 ∈ (ℤ‘1))
2423biimpi 206 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ (ℤ‘1))
253a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 𝐹 = (𝑘 ∈ ℕ ↦ (((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) − 1)) · ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) + 1)))))
26 oveq2 6800 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑘 = 𝑗 → (2 · 𝑘) = (2 · 𝑗))
2726oveq1d 6807 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑘 = 𝑗 → ((2 · 𝑘) − 1) = ((2 · 𝑗) − 1))
2826, 27oveq12d 6810 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 = 𝑗 → ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) − 1)) = ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)))
2926oveq1d 6807 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑘 = 𝑗 → ((2 · 𝑘) + 1) = ((2 · 𝑗) + 1))
3026, 29oveq12d 6810 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 = 𝑗 → ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) + 1)) = ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1)))
3128, 30oveq12d 6810 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 = 𝑗 → (((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) − 1)) · ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) + 1))) = (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))))
3231adantl 467 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑗 ∈ (1...𝑛) ∧ 𝑘 = 𝑗) → (((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) − 1)) · ((2 · 𝑘) / ((2 · 𝑘) + 1))) = (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))))
33 elfznn 12576 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 𝑗 ∈ ℕ)
34 2cnd 11294 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑗 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
35 nncn 11229 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ ℂ)
3634, 35mulcld 10261 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 𝑗) ∈ ℂ)
37 1cnd 10257 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑗 ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ)
3836, 37subcld 10593 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) − 1) ∈ ℂ)
39 1red 10256 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑗 ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ)
40 1t1e1 11376 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (1 · 1) = 1
4139, 39remulcld 10271 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑗 ∈ ℕ → (1 · 1) ∈ ℝ)
42 2re 11291 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2 ∈ ℝ
4342a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑗 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ)
4443, 39remulcld 10271 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 1) ∈ ℝ)
45 nnre 11228 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ ℝ)
4643, 45remulcld 10271 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 𝑗) ∈ ℝ)
47 1rp 12038 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1 ∈ ℝ+
4847a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑗 ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ+)
49 1lt2 11395 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1 < 2
5049a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑗 ∈ ℕ → 1 < 2)
5139, 43, 48, 50ltmul1dd 12129 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑗 ∈ ℕ → (1 · 1) < (2 · 1))
52 0le2 11312 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 0 ≤ 2
5352a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑗 ∈ ℕ → 0 ≤ 2)
54 nnge1 11247 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑗 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝑗)
5539, 45, 43, 53, 54lemul2ad 11165 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 1) ≤ (2 · 𝑗))
5641, 44, 46, 51, 55ltletrd 10398 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑗 ∈ ℕ → (1 · 1) < (2 · 𝑗))
5740, 56syl5eqbrr 4820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑗 ∈ ℕ → 1 < (2 · 𝑗))
5839, 57gtned 10373 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 𝑗) ≠ 1)
5936, 37, 58subne0d 10602 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) − 1) ≠ 0)
6036, 38, 59divcld 11002 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) ∈ ℂ)
6136, 37addcld 10260 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) + 1) ∈ ℂ)
62 0red 10242 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑗 ∈ ℕ → 0 ∈ ℝ)
6346, 39readdcld 10270 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) + 1) ∈ ℝ)
6448rpgt0d 12077 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑗 ∈ ℕ → 0 < 1)
65 2rp 12039 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2 ∈ ℝ+
6665a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑗 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ+)
67 nnrp 12044 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ ℝ+)
6866, 67rpmulcld 12090 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑗 ∈ ℕ → (2 · 𝑗) ∈ ℝ+)
6939, 68ltaddrp2d 12108 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑗 ∈ ℕ → 1 < ((2 · 𝑗) + 1))
7062, 39, 63, 64, 69lttrd 10399 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑗 ∈ ℕ → 0 < ((2 · 𝑗) + 1))
7162, 70gtned 10373 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) + 1) ≠ 0)
7236, 61, 71divcld 11002 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1)) ∈ ℂ)
7360, 72mulcld 10261 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ ℕ → (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))) ∈ ℂ)
7433, 73syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))) ∈ ℂ)
7525, 32, 33, 74fvmptd 6430 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (𝐹𝑗) = (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))))
7665a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 2 ∈ ℝ+)
7733nnrpd 12072 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 𝑗 ∈ ℝ+)
7876, 77rpmulcld 12090 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (2 · 𝑗) ∈ ℝ+)
7946, 39resubcld 10659 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) − 1) ∈ ℝ)
80 1m1e0 11290 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (1 − 1) = 0
8139, 46, 39, 57ltsub1dd 10840 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑗 ∈ ℕ → (1 − 1) < ((2 · 𝑗) − 1))
8280, 81syl5eqbrr 4820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ ℕ → 0 < ((2 · 𝑗) − 1))
8379, 82elrpd 12071 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 · 𝑗) − 1) ∈ ℝ+)
8433, 83syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → ((2 · 𝑗) − 1) ∈ ℝ+)
8578, 84rpdivcld 12091 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) ∈ ℝ+)
8642a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 2 ∈ ℝ)
8733nnred 11236 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 𝑗 ∈ ℝ)
8886, 87remulcld 10271 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (2 · 𝑗) ∈ ℝ)
8976rpge0d 12078 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 0 ≤ 2)
9077rpge0d 12078 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 0 ≤ 𝑗)
9186, 87, 89, 90mulge0d 10805 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → 0 ≤ (2 · 𝑗))
9288, 91ge0p1rpd 12104 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → ((2 · 𝑗) + 1) ∈ ℝ+)
9378, 92rpdivcld 12091 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1)) ∈ ℝ+)
9485, 93rpmulcld 12090 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) − 1)) · ((2 · 𝑗) / ((2 · 𝑗) + 1))) ∈ ℝ+)
9575, 94eqeltrd 2849 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑗 ∈ (1...𝑛) → (𝐹𝑗) ∈ ℝ+)
9695adantl 467 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑗 ∈ (1...𝑛)) → (𝐹𝑗) ∈ ℝ+)
97 rpmulcl 12057 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑗 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) → (𝑗 · 𝑤) ∈ ℝ+)
9897adantl 467 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ (𝑗 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+)) → (𝑗 · 𝑤) ∈ ℝ+)
9924, 96, 98seqcl 13027 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑛) ∈ ℝ+)
10099rpcnd 12076 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑛) ∈ ℂ)
10199rpne0d 12079 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑛) ≠ 0)
102100, 101reccld 10995 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)) ∈ ℂ)
10322, 102mulcld 10261 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) ∈ ℂ)
1046, 103fmpti 6525 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))):ℕ⟶ℂ
105104a1i 11 . . . . . . 7 (⊤ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))):ℕ⟶ℂ)
106105ffvelrnda 6502 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))‘𝑗) ∈ ℂ)
107 fveq2 6332 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑗 → (seq1( · , 𝐹)‘𝑛) = (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))
108107eleq1d 2834 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑗 → ((seq1( · , 𝐹)‘𝑛) ∈ ℝ+ ↔ (seq1( · , 𝐹)‘𝑗) ∈ ℝ+))
109108, 99vtoclga 3421 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑗) ∈ ℝ+)
110109rpcnd 12076 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑗) ∈ ℂ)
111109rpne0d 12079 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ℕ → (seq1( · , 𝐹)‘𝑗) ≠ 0)
11237, 110, 111divrecd 11005 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)) = (1 · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))))
11311a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ ℕ → π ∈ ℂ)
11466rpne0d 12079 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ ℕ → 2 ≠ 0)
11515a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ ℕ → π ≠ 0)
11634, 113, 114, 115divcan6d 11021 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 / π) · (π / 2)) = 1)
117116eqcomd 2776 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ℕ → 1 = ((2 / π) · (π / 2)))
118117oveq1d 6807 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ℕ → (1 · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))) = (((2 / π) · (π / 2)) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))))
11934, 113, 115divcld 11002 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ℕ → (2 / π) ∈ ℂ)
120113halfcld 11478 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ℕ → (π / 2) ∈ ℂ)
121110, 111reccld 10995 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)) ∈ ℂ)
122119, 120, 121mulassd 10264 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ℕ → (((2 / π) · (π / 2)) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))) = ((2 / π) · ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))))
123112, 118, 1223eqtrd 2808 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)) = ((2 / π) · ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))))
124 eqidd 2771 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ℕ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))
125107oveq2d 6808 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑗 → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)) = (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))
126125adantl 467 . . . . . . . . 9 ((𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑗) → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)) = (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))
127 id 22 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ ℕ)
128109rpreccld 12084 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)) ∈ ℝ+)
129124, 126, 127, 128fvmptd 6430 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) = (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))
130 eqidd 2771 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ℕ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))))
131126oveq2d 6808 . . . . . . . . . 10 ((𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑛 = 𝑗) → ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) = ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))))
132120, 121mulcld 10261 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ℕ → ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))) ∈ ℂ)
133130, 131, 127, 132fvmptd 6430 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))‘𝑗) = ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))))
134133oveq2d 6808 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ ℕ → ((2 / π) · ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))‘𝑗)) = ((2 / π) · ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))))
135123, 129, 1343eqtr4d 2814 . . . . . . 7 (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) = ((2 / π) · ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))‘𝑗)))
136135adantl 467 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) = ((2 / π) · ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((π / 2) · (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))))‘𝑗)))
1371, 2, 9, 17, 20, 106, 136climmulc2 14574 . . . . 5 (⊤ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) ⇝ ((2 / π) · 1))
138 2cn 11292 . . . . . . 7 2 ∈ ℂ
139138, 11, 15divcli 10968 . . . . . 6 (2 / π) ∈ ℂ
140139mulid1i 10243 . . . . 5 ((2 / π) · 1) = (2 / π)
141137, 140syl6breq 4825 . . . 4 (⊤ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))) ⇝ (2 / π))
142 2ne0 11314 . . . . . 6 2 ≠ 0
143138, 11, 142, 15divne0i 10974 . . . . 5 (2 / π) ≠ 0
144143a1i 11 . . . 4 (⊤ → (2 / π) ≠ 0)
145129, 121eqeltrd 2849 . . . . . 6 (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ∈ ℂ)
146110, 111recne0d 10996 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)) ≠ 0)
147129, 146eqnetrd 3009 . . . . . . 7 (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ≠ 0)
148 nelsn 4349 . . . . . . 7 (((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ≠ 0 → ¬ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ∈ {0})
149147, 148syl 17 . . . . . 6 (𝑗 ∈ ℕ → ¬ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ∈ {0})
150145, 149eldifd 3732 . . . . 5 (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ∈ (ℂ ∖ {0}))
151150adantl 467 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) ∈ (ℂ ∖ {0}))
152110, 111recrecd 10999 . . . . . 6 (𝑗 ∈ ℕ → (1 / (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))) = (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))
153124, 126, 127, 121fvmptd 6430 . . . . . . 7 (𝑗 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗) = (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗)))
154153oveq2d 6808 . . . . . 6 (𝑗 ∈ ℕ → (1 / ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗)) = (1 / (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))))
155 wallispi.2 . . . . . . 7 𝑊 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (seq1( · , 𝐹)‘𝑛))
156107, 155, 99fvmpt3 6428 . . . . . 6 (𝑗 ∈ ℕ → (𝑊𝑗) = (seq1( · , 𝐹)‘𝑗))
157152, 154, 1563eqtr4rd 2815 . . . . 5 (𝑗 ∈ ℕ → (𝑊𝑗) = (1 / ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗)))
158157adantl 467 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → (𝑊𝑗) = (1 / ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)))‘𝑗)))
15918mptex 6629 . . . . . 6 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (seq1( · , 𝐹)‘𝑛)) ∈ V
160155, 159eqeltri 2845 . . . . 5 𝑊 ∈ V
161160a1i 11 . . . 4 (⊤ → 𝑊 ∈ V)
1621, 2, 141, 144, 151, 158, 161climrec 40347 . . 3 (⊤ → 𝑊 ⇝ (1 / (2 / π)))
163162trud 1640 . 2 𝑊 ⇝ (1 / (2 / π))
164 recdiv 10932 . . 3 (((2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0) ∧ (π ∈ ℂ ∧ π ≠ 0)) → (1 / (2 / π)) = (π / 2))
165138, 142, 11, 15, 164mp4an 665 . 2 (1 / (2 / π)) = (π / 2)
166163, 165breqtri 4809 1 𝑊 ⇝ (π / 2)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wa 382   = wceq 1630  wtru 1631  wcel 2144  wne 2942  Vcvv 3349  cdif 3718  {csn 4314   class class class wbr 4784  cmpt 4861  wf 6027  cfv 6031  (class class class)co 6792  cc 10135  cr 10136  0cc0 10137  1c1 10138   + caddc 10140   · cmul 10142   < clt 10275  cle 10276  cmin 10467   / cdiv 10885  cn 11221  2c2 11271  0cn0 11493  cuz 11887  +crp 12034  (,)cioo 12379  ...cfz 12532  seqcseq 13007  cexp 13066  cli 14422  sincsin 14999  πcpi 15002  citg 23605
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-rep 4902  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-inf2 8701  ax-cc 9458  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214  ax-pre-sup 10215  ax-addf 10216  ax-mulf 10217
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-fal 1636  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rmo 3068  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-int 4610  df-iun 4654  df-iin 4655  df-disj 4753  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-of 7043  df-ofr 7044  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-supp 7446  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-1o 7712  df-2o 7713  df-oadd 7716  df-omul 7717  df-er 7895  df-map 8010  df-pm 8011  df-ixp 8062  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-fin 8112  df-fsupp 8431  df-fi 8472  df-sup 8503  df-inf 8504  df-oi 8570  df-card 8964  df-acn 8967  df-cda 9191  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-div 10886  df-nn 11222  df-2 11280  df-3 11281  df-4 11282  df-5 11283  df-6 11284  df-7 11285  df-8 11286  df-9 11287  df-n0 11494  df-z 11579  df-dec 11695  df-uz 11888  df-q 11991  df-rp 12035  df-xneg 12150  df-xadd 12151  df-xmul 12152  df-ioo 12383  df-ioc 12384  df-ico 12385  df-icc 12386  df-fz 12533  df-fzo 12673  df-fl 12800  df-mod 12876  df-seq 13008  df-exp 13067  df-fac 13264  df-bc 13293  df-hash 13321  df-shft 14014  df-cj 14046  df-re 14047  df-im 14048  df-sqrt 14182  df-abs 14183  df-limsup 14409  df-clim 14426  df-rlim 14427  df-sum 14624  df-ef 15003  df-sin 15005  df-cos 15006  df-pi 15008  df-struct 16065  df-ndx 16066  df-slot 16067  df-base 16069  df-sets 16070  df-ress 16071  df-plusg 16161  df-mulr 16162  df-starv 16163  df-sca 16164  df-vsca 16165  df-ip 16166  df-tset 16167  df-ple 16168  df-ds 16171  df-unif 16172  df-hom 16173  df-cco 16174  df-rest 16290  df-topn 16291  df-0g 16309  df-gsum 16310  df-topgen 16311  df-pt 16312  df-prds 16315  df-xrs 16369  df-qtop 16374  df-imas 16375  df-xps 16377  df-mre 16453  df-mrc 16454  df-acs 16456  df-mgm 17449  df-sgrp 17491  df-mnd 17502  df-submnd 17543  df-mulg 17748  df-cntz 17956  df-cmn 18401  df-psmet 19952  df-xmet 19953  df-met 19954  df-bl 19955  df-mopn 19956  df-fbas 19957  df-fg 19958  df-cnfld 19961  df-top 20918  df-topon 20935  df-topsp 20957  df-bases 20970  df-cld 21043  df-ntr 21044  df-cls 21045  df-nei 21122  df-lp 21160  df-perf 21161  df-cn 21251  df-cnp 21252  df-haus 21339  df-cmp 21410  df-tx 21585  df-hmeo 21778  df-fil 21869  df-fm 21961  df-flim 21962  df-flf 21963  df-xms 22344  df-ms 22345  df-tms 22346  df-cncf 22900  df-ovol 23451  df-vol 23452  df-mbf 23606  df-itg1 23607  df-itg2 23608  df-ibl 23609  df-itg 23610  df-0p 23656  df-limc 23849  df-dv 23850
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