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Theorem stirlinglem3 27692
Description: Long but simple algebraic transformations are applied to show that  V, the Wallis formula for π , can be expressed in terms of  A, the Stirling's approximation formula for the factorial, up to a constant factor. This will allow (in a later theorem) to determine the right constant factor to be put into the  A, in order to get the exact Stirling's formula. (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stirlinglem3.1  |-  A  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ! `  n )  /  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) )
stirlinglem3.2  |-  D  =  ( n  e.  NN  |->  ( A `  ( 2  x.  n ) ) )
stirlinglem3.3  |-  E  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) )
stirlinglem3.4  |-  V  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ! `
 n ) ^
4 ) )  / 
( ( ! `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) )  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) )
Assertion
Ref Expression
stirlinglem3  |-  V  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( n ^ 2 )  /  ( n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )

Proof of Theorem stirlinglem3
Dummy variable  m is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 stirlinglem3.4 . 2  |-  V  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ! `
 n ) ^
4 ) )  / 
( ( ! `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) )  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) )
2 nnnn0 10184 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  NN0 )
3 faccl 11531 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN0  ->  ( ! `
 n )  e.  NN )
4 nncn 9964 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ! `  n )  e.  NN  ->  ( ! `  n )  e.  CC )
52, 3, 43syl 19 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  ( ! `  n )  e.  CC )
6 2cn 10026 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  2  e.  CC
76a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  CC )
8 nncn 9964 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  CC )
97, 8mulcld 9064 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  CC )
109sqrcld 12194 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
11 ere 12646 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  _e  e.  RR
1211recni 9058 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  _e  e.  CC
1312a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  _e  e.  CC )
14 epos 12761 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  0  <  _e
1511, 14gt0ne0ii 9519 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  _e  =/=  0
1615a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  _e  =/=  0 )
178, 13, 16divcld 9746 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  /  _e )  e.  CC )
1817, 2expcld 11478 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  /  _e ) ^ n )  e.  CC )
1910, 18mulcld 9064 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) )  e.  CC )
20 2rp 10573 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  2  e.  RR+
2120a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  RR+ )
22 nnrp 10577 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  RR+ )
2321, 22rpmulcld 10620 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR+ )
2423sqrgt0d 12170 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  ( sqr `  (
2  x.  n ) ) )
2524gt0ne0d 9547 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
26 nnne0 9988 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  n  =/=  0 )
278, 13, 26, 16divne0d 9762 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  /  _e )  =/=  0 )
28 nnz 10259 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  ZZ )
2917, 27, 28expne0d 11484 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  /  _e ) ^ n )  =/=  0 )
3010, 18, 25, 29mulne0d 9630 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) )  =/=  0 )
315, 19, 30divcld 9746 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  n
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) )  e.  CC )
32 stirlinglem3.1 . . . . . . . . . . . 12  |-  A  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ! `  n )  /  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) )
3332fvmpt2 5771 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  /\  ( ( ! `  n )  /  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) )  e.  CC )  ->  ( A `  n )  =  ( ( ! `  n
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ) )
3431, 33mpdan 650 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  n )  =  ( ( ! `
 n )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) )
3534oveq1d 6055 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( A `  n
) ^ 4 )  =  ( ( ( ! `  n )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ) ^ 4 ) )
36 stirlinglem3.3 . . . . . . . . . . . 12  |-  E  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) )
3736fvmpt2 5771 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  /\  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) )  e.  CC )  -> 
( E `  n
)  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) )
3819, 37mpdan 650 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  ( E `  n )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) )
3938oveq1d 6055 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( E `  n
) ^ 4 )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ^
4 ) )
4035, 39oveq12d 6058 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  =  ( ( ( ( ! `  n
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ) ^ 4 )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 ) ) )
41 4nn0 10196 . . . . . . . . . . 11  |-  4  e.  NN0
4241a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  4  e.  NN0 )
435, 19, 30, 42expdivd 11492 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ! `  n )  /  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) ^ 4 )  =  ( ( ( ! `  n ) ^ 4 )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 ) ) )
4443oveq1d 6055 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ! `
 n )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) ^ 4 )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ^
4 ) )  =  ( ( ( ( ! `  n ) ^ 4 )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 ) )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ^
4 ) ) )
455, 42expcld 11478 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  n
) ^ 4 )  e.  CC )
4619, 42expcld 11478 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 )  e.  CC )
4742nn0zd 10329 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  4  e.  ZZ )
4819, 30, 47expne0d 11484 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 )  =/=  0 )
4945, 46, 48divcan1d 9747 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ! `
 n ) ^
4 )  /  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 ) )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ^
4 ) )  =  ( ( ! `  n ) ^ 4 ) )
5040, 44, 493eqtrd 2440 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  =  ( ( ! `
 n ) ^
4 ) )
5150eqcomd 2409 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  n
) ^ 4 )  =  ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) ) )
5251oveq2d 6056 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ! `  n ) ^ 4 ) )  =  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) ) ) )
53 2nn0 10194 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  e.  NN0
5453a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  NN0 )
5554, 2nn0mulcld 10235 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  NN0 )
56 faccl 11531 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  x.  n )  e.  NN0  ->  ( ! `
 ( 2  x.  n ) )  e.  NN )
57 nncn 9964 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  e.  NN  ->  ( ! `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
5855, 56, 573syl 19 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  ( ! `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
5958sqcld 11476 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  e.  CC )
607, 9mulcld 9064 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
6160sqrcld 12194 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )  e.  CC )
629, 13, 16divcld 9746 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  /  _e )  e.  CC )
6362, 55expcld 11478 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
6461, 63mulcld 9064 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) )  e.  CC )
6564sqcld 11476 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  e.  CC )
6621, 23rpmulcld 10620 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  ( 2  x.  n ) )  e.  RR+ )
6766sqrgt0d 12170 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) )
6867gt0ne0d 9547 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )  =/=  0 )
6921rpne0d 10609 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  2  =/=  0 )
707, 8, 69, 26mulne0d 9630 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  =/=  0 )
719, 13, 70, 16divne0d 9762 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  /  _e )  =/=  0 )
72 2z 10268 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  2  e.  ZZ
7372a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  ZZ )
7473, 28zmulcld 10337 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  ZZ )
7562, 71, 74expne0d 11484 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
7661, 63, 68, 75mulne0d 9630 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) )  =/=  0 )
7764, 76, 73expne0d 11484 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =/=  0 )
7859, 65, 77divcan1d 9747 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ! `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 )  /  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ^
2 ) )  =  ( ( ! `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) )
7958, 64, 76, 54expdivd 11492 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ! `  ( 2  x.  n
) )  /  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ! `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) ) )
8079eqcomd 2409 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ! `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 )  /  ( ( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 ) )
8180oveq1d 6055 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ! `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 )  /  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ^
2 ) )  =  ( ( ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ^
2 ) ) )
8278, 81eqtr3d 2438 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( ! `  (
2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) ) )
83 fveq2 5687 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  =  m  ->  ( ! `  n )  =  ( ! `  m ) )
84 oveq2 6048 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  =  m  ->  (
2  x.  n )  =  ( 2  x.  m ) )
8584fveq2d 5691 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  =  m  ->  ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  =  ( sqr `  (
2  x.  m ) ) )
86 oveq1 6047 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  =  m  ->  (
n  /  _e )  =  ( m  /  _e ) )
87 id 20 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  =  m  ->  n  =  m )
8886, 87oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  =  m  ->  (
( n  /  _e ) ^ n )  =  ( ( m  /  _e ) ^ m ) )
8985, 88oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  =  m  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) ) )
9083, 89oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  =  m  ->  (
( ! `  n
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) )  =  ( ( ! `
 m )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) )
9190cbvmptv 4260 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  |->  ( ( ! `  n )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ) )  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( ! `  m
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) )
9232, 91eqtri 2424 . . . . . . . . . . . 12  |-  A  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( ! `  m )  /  (
( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) )
9392a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  A  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( ! `
 m )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) ) )
94 fveq2 5687 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  ( ! `  m )  =  ( ! `  ( 2  x.  n
) ) )
95 oveq2 6048 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  (
2  x.  m )  =  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )
9695fveq2d 5691 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  =  ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) )
97 oveq1 6047 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  (
m  /  _e )  =  ( ( 2  x.  n )  /  _e ) )
98 id 20 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  m  =  ( 2  x.  n ) )
9997, 98oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  (
( m  /  _e ) ^ m )  =  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) )
10096, 99oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  (
( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
10194, 100oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  =  ( 2  x.  n )  ->  (
( ! `  m
)  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) )  =  ( ( ! `
 ( 2  x.  n ) )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
102101adantl 453 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  /\  m  =  ( 2  x.  n ) )  ->  ( ( ! `
 m )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) )  =  ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
103 2nn 10089 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  e.  NN
104103a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  NN )
105 id 20 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  NN )
106104, 105nnmulcld 10003 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  NN )
10758, 64, 76divcld 9746 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) )  e.  CC )
10893, 102, 106, 107fvmptd 5769 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( ! `  ( 2  x.  n
) )  /  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
109108oveq1d 6055 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( A `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 ) )
110109eqcomd 2409 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ! `  ( 2  x.  n
) )  /  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( A `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) )
111110oveq1d 6055 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ! `
 ( 2  x.  n ) )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ^
2 ) )  =  ( ( ( A `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 )  x.  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) ) )
112 eqidd 2405 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) )  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) )
113100adantl 453 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  /\  m  =  ( 2  x.  n ) )  ->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
114112, 113, 106, 64fvmptd 5769 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
115114oveq1d 6055 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )
116115eqcomd 2409 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) )
117116oveq2d 6056 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( A `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )
11882, 111, 1173eqtrd 2440 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( A `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )
11989cbvmptv 4260 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) )  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) ) )
120119a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) )  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) )
121120fveq1d 5689 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^
m ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) )
122121eqcomd 2409 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) )
123122oveq1d 6055 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) )
124123oveq2d 6056 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  m ) )  x.  ( ( m  /  _e ) ^ m ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( A `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^
n ) ) ) `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )
125108, 107eqeltrd 2478 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
126 stirlinglem3.2 . . . . . . . . . . 11  |-  D  =  ( n  e.  NN  |->  ( A `  ( 2  x.  n ) ) )
127126fvmpt2 5771 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( n  e.  NN  /\  ( A `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )  -> 
( D `  n
)  =  ( A `
 ( 2  x.  n ) ) )
128125, 127mpdan 650 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( D `  n )  =  ( A `  ( 2  x.  n
) ) )
129128eqcomd 2409 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  ( 2  x.  n ) )  =  ( D `  n
) )
130129oveq1d 6055 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( A `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )
13136a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  E  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ) )
132131fveq1d 5689 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( E `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) )
133132eqcomd 2409 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) `  ( 2  x.  n ) )  =  ( E `  ( 2  x.  n
) ) )
134133oveq1d 6055 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) )
135130, 134oveq12d 6058 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( n  e.  NN  |->  ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ) `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )
136118, 124, 1353eqtrd 2440 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )
13752, 136oveq12d 6058 . . . 4  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
( ! `  n
) ^ 4 ) )  /  ( ( ! `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) ) )  / 
( ( ( D `
 n ) ^
2 )  x.  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
138137oveq1d 6055 . . 3  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ! `  n ) ^ 4 ) )  /  (
( ! `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) ) )  /  ( ( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
139138mpteq2ia 4251 . 2  |-  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
( ! `  n
) ^ 4 ) )  /  ( ( ! `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) ) )  /  ( ( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
14042, 2nn0mulcld 10235 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
4  x.  n )  e.  NN0 )
1417, 140expcld 11478 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2 ^ ( 4  x.  n ) )  e.  CC )
14250, 45eqeltrd 2478 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  e.  CC )
143141, 142mulcomd 9065 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) )  x.  ( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) )
144143oveq1d 6055 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) ) )  /  ( ( ( D `  n
) ^ 2 )  x.  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  x.  ( 2 ^ ( 4  x.  n
) ) )  / 
( ( ( D `
 n ) ^
2 )  x.  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
145144oveq1d 6055 . . . 4  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) ) )  /  (
( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) )  x.  ( 2 ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( ( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
146128, 125eqeltrd 2478 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  ( D `  n )  e.  CC )
147146sqcld 11476 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( D `  n
) ^ 2 )  e.  CC )
148131, 120eqtrd 2436 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  E  =  ( m  e.  NN  |->  ( ( sqr `  ( 2  x.  m
) )  x.  (
( m  /  _e ) ^ m ) ) ) )
149148, 113, 106, 64fvmptd 5769 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( E `  ( 2  x.  n ) )  =  ( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
150149, 64eqeltrd 2478 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  ( E `  ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
151150sqcld 11476 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  e.  CC )
152 nnne0 9988 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ! `  ( 2  x.  n ) )  e.  NN  ->  ( ! `  ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
15355, 56, 1523syl 19 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  ( ! `  ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
15458, 64, 153, 76divne0d 9762 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ! `  (
2  x.  n ) )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) )  =/=  0 )
155108, 154eqnetrd 2585 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
156128, 155eqnetrd 2585 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  ( D `  n )  =/=  0 )
157146, 156, 73expne0d 11484 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( D `  n
) ^ 2 )  =/=  0 )
158149, 76eqnetrd 2585 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  ( E `  ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
159150, 158, 73expne0d 11484 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =/=  0 )
160142, 147, 141, 151, 157, 159divmuldivd 9787 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  /  (
( D `  n
) ^ 2 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  x.  ( 2 ^ ( 4  x.  n
) ) )  / 
( ( ( D `
 n ) ^
2 )  x.  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
161160eqcomd 2409 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  x.  (
2 ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( ( ( D `  n
) ^ 2 )  x.  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  /  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
162161oveq1d 6055 . . . 4  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) )  x.  ( 2 ^ (
4  x.  n ) ) )  /  (
( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) )  /  ( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
16334, 31eqeltrd 2478 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( A `  n )  e.  CC )
164163, 42expcld 11478 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( A `  n
) ^ 4 )  e.  CC )
16539, 46eqeltrd 2478 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( E `  n
) ^ 4 )  e.  CC )
166164, 165, 147, 157div23d 9783 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) )  /  ( ( D `  n ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) ) )
167166oveq1d 6055 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  /  (
( D `  n
) ^ 2 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  /  ( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  /  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
168167oveq1d 6055 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  /  (
( D `  n
) ^ 2 ) )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( E `  ( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
169164, 147, 157divcld 9746 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  /  ( ( D `  n ) ^ 2 ) )  e.  CC )
170141, 151, 159divcld 9746 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  e.  CC )
171169, 165, 170mulassd 9067 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( ( E `
 n ) ^
4 )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) ) )
172171oveq1d 6055 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  /  ( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  /  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
173165, 170mulcld 9064 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  e.  CC )
174 ax-1cn 9004 . . . . . . . . 9  |-  1  e.  CC
175174a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  1  e.  CC )
1769, 175addcld 9063 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  e.  CC )
177 0re 9047 . . . . . . . . . 10  |-  0  e.  RR
178177a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  0  e.  RR )
179106nnred 9971 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR )
180 2re 10025 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  e.  RR
181180a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  RR )
182 nnre 9963 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  RR )
183181, 182remulcld 9072 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR )
184 1re 9046 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  RR
185184a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  1  e.  RR )
186183, 185readdcld 9071 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  e.  RR )
187106nngt0d 9999 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  ( 2  x.  n
) )
188179ltp1d 9897 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  <  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
189178, 179, 186, 187, 188lttrd 9187 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
190189gt0ne0d 9547 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =/=  0 )
191169, 173, 176, 190divassd 9781 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( ( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  /  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )
192165, 141, 151, 159div12d 9782 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( E `
 n ) ^
4 )  /  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) ) )
19310, 18, 42mulexpd 11493 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) ) ^ 4 )  x.  ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^
4 ) ) )
19461, 63sqmuld 11490 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n
)  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )
195193, 194oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) )  x.  (
( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  x.  ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^
4 ) )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )
196149oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( E `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) )  x.  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ) ^
2 ) )
19739, 196oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) )  x.  ( ( n  /  _e ) ^ n ) ) ^ 4 )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) )  x.  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) ) )
19810, 42expcld 11478 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  e.  CC )
19961sqcld 11476 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  e.  CC )
20018, 42expcld 11478 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n  /  _e ) ^ n ) ^ 4 )  e.  CC )
20163sqcld 11476 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  e.  CC )
20261, 68, 73expne0d 11484 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =/=  0 )
20363, 75, 73expne0d 11484 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  =/=  0 )
204198, 199, 200, 201, 202, 203divmuldivd 9787 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^
4 )  /  (
( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  =  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  x.  ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^
4 ) )  / 
( ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  x.  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )
205195, 197, 2043eqtr4d 2446 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  (
( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 )  /  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )
206205oveq2d 6056 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( E `  n
) ^ 4 )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) ) ^ 4 )  / 
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^ 4 )  / 
( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) ) ) ) )
20766rprege0d 10611 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  (
2  x.  n ) )  e.  RR  /\  0  <_  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) ) )
208 resqrth 12016 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( 2  x.  (
2  x.  n ) )  e.  RR  /\  0  <_  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )  -> 
( ( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )
209207, 208syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 )  =  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )
210209oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) ) )
211 2t2e4 10083 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( 2  x.  2 )  =  4
212211eqcomi 2408 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  4  =  ( 2  x.  2 )
213212a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  4  =  ( 2  x.  2 ) )
214213oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  =  ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) ) ^ (
2  x.  2 ) ) )
21510, 54, 54expmuld 11481 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ ( 2  x.  2 ) )  =  ( ( ( sqr `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ^
2 ) )
21623rprege0d 10611 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  e.  RR  /\  0  <_  ( 2  x.  n ) ) )
217 resqrth 12016 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( 2  x.  n
)  e.  RR  /\  0  <_  ( 2  x.  n ) )  -> 
( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( 2  x.  n ) )
218216, 217syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( 2  x.  n ) )
219218oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 2 ) ^ 2 )  =  ( ( 2  x.  n ) ^ 2 ) )
220214, 215, 2193eqtrd 2440 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  =  ( ( 2  x.  n ) ^
2 ) )
2217, 7, 8mulassd 9067 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  2 )  x.  n )  =  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )
222211a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  2 )  =  4 )
223222oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  2 )  x.  n )  =  ( 4  x.  n ) )
224221, 223eqtr3d 2438 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  ( 2  x.  n ) )  =  ( 4  x.  n ) )
225220, 224oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( 2  x.  ( 2  x.  n
) ) )  =  ( ( ( 2  x.  n ) ^
2 )  /  (
4  x.  n ) ) )
2267, 8sqmuld 11490 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
) ^ 2 )  =  ( ( 2 ^ 2 )  x.  ( n ^ 2 ) ) )
227 sq2 11432 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( 2 ^ 2 )  =  4
228227a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2 ^ 2 )  =  4 )
229228oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ 2 )  x.  ( n ^ 2 ) )  =  ( 4  x.  ( n ^ 2 ) ) )
230226, 229eqtrd 2436 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
) ^ 2 )  =  ( 4  x.  ( n ^ 2 ) ) )
231230oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n ) ^ 2 )  /  ( 4  x.  n ) )  =  ( ( 4  x.  ( n ^
2 ) )  / 
( 4  x.  n
) ) )
232 4cn 10030 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  4  e.  CC
233 4pos 10042 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  0  <  4
234177, 233gtneii 9141 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  4  =/=  0
235232, 234dividi 9703 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( 4  /  4 )  =  1
236235a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
4  /  4 )  =  1 )
2378sqvald 11475 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n ^ 2 )  =  ( n  x.  n ) )
238237oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ 2 )  /  n )  =  ( ( n  x.  n )  /  n ) )
2398, 8, 26divcan4d 9752 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  x.  n
)  /  n )  =  n )
240238, 239eqtrd 2436 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ 2 )  /  n )  =  n )
241236, 240oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 4  /  4
)  x.  ( ( n ^ 2 )  /  n ) )  =  ( 1  x.  n ) )
24242nn0cnd 10232 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  4  e.  CC )
2438sqcld 11476 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n ^ 2 )  e.  CC )
244234a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  4  =/=  0 )
245242, 242, 243, 8, 244, 26divmuldivd 9787 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 4  /  4
)  x.  ( ( n ^ 2 )  /  n ) )  =  ( ( 4  x.  ( n ^
2 ) )  / 
( 4  x.  n
) ) )
2468mulid2d 9062 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
1  x.  n )  =  n )
247241, 245, 2463eqtr3d 2444 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 4  x.  (
n ^ 2 ) )  /  ( 4  x.  n ) )  =  n )
248231, 247eqtrd 2436 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n ) ^ 2 )  /  ( 4  x.  n ) )  =  n )
249210, 225, 2483eqtrd 2440 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  =  n )
2508, 242mulcomd 9065 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  x.  4 )  =  ( 4  x.  n ) )
251250oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  /  _e ) ^ ( n  x.  4 ) )  =  ( ( n  /  _e ) ^ ( 4  x.  n ) ) )
25217, 42, 2expmuld 11481 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  /  _e ) ^ ( n  x.  4 ) )  =  ( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 ) )
2538, 13, 16, 140expdivd 11492 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n  /  _e ) ^ ( 4  x.  n ) )  =  ( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) ) )
254251, 252, 2533eqtr3d 2444 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n  /  _e ) ^ n ) ^ 4 )  =  ( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) ) )
2557, 8, 7mul32d 9232 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  x.  2 )  =  ( ( 2  x.  2 )  x.  n ) )
256255, 223eqtrd 2436 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  x.  2 )  =  ( 4  x.  n ) )
257256oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( ( 2  x.  n )  x.  2 ) )  =  ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 4  x.  n ) ) )
25862, 54, 55expmuld 11481 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( ( 2  x.  n )  x.  2 ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^
( 2  x.  n
) ) ^ 2 ) )
2599, 13, 16, 140expdivd 11492 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 4  x.  n ) )  =  ( ( ( 2  x.  n ) ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) ) )
260257, 258, 2593eqtr3d 2444 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( 2  x.  n ) ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) ) )
261254, 260oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 )  /  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) )  =  ( ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( _e ^ (
4  x.  n ) ) )  /  (
( ( 2  x.  n ) ^ (
4  x.  n ) )  /  ( _e
^ ( 4  x.  n ) ) ) ) )
262254, 200eqeltrrd 2479 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( _e
^ ( 4  x.  n ) ) )  e.  CC )
2639, 140expcld 11478 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
) ^ ( 4  x.  n ) )  e.  CC )
26413, 140expcld 11478 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
_e ^ ( 4  x.  n ) )  e.  CC )
26547, 28zmulcld 10337 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
4  x.  n )  e.  ZZ )
2669, 70, 265expne0d 11484 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
) ^ ( 4  x.  n ) )  =/=  0 )
26713, 16, 265expne0d 11484 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
_e ^ ( 4  x.  n ) )  =/=  0 )
268262, 263, 264, 266, 267divdiv2d 9778 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( ( ( 2  x.  n
) ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( _e ^
( 4  x.  n
) ) ) )  =  ( ( ( ( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( _e
^ ( 4  x.  n ) ) )  x.  ( _e ^
( 4  x.  n
) ) )  / 
( ( 2  x.  n ) ^ (
4  x.  n ) ) ) )
2698, 140expcld 11478 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n ^ ( 4  x.  n ) )  e.  CC )
270269, 264, 267divcan1d 9747 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) )  x.  ( _e
^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( n ^
( 4  x.  n
) ) )
271270oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( _e ^ (
4  x.  n ) ) )  x.  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( ( 2  x.  n ) ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( 2  x.  n ) ^ (
4  x.  n ) ) ) )
2727, 8, 140mulexpd 11493 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
) ^ ( 4  x.  n ) )  =  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( n ^ (
4  x.  n ) ) ) )
273272oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( 2  x.  n ) ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
n ^ ( 4  x.  n ) ) ) ) )
274141, 269mulcomd 9065 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( n ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) )
275274oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( n ^
( 4  x.  n
) ) ) )  =  ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  x.  (
2 ^ ( 4  x.  n ) ) ) ) )
2768, 26, 265expne0d 11484 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n ^ ( 4  x.  n ) )  =/=  0 )
2777, 69, 265expne0d 11484 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2 ^ ( 4  x.  n ) )  =/=  0 )
278269, 269, 141, 276, 277divdiv1d 9777 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
n ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( 2 ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  x.  (
2 ^ ( 4  x.  n ) ) ) ) )
279269, 276dividd 9744 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( n ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  1 )
280279oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n ^
( 4  x.  n
) )  /  (
n ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( 2 ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) )
281275, 278, 2803eqtr2d 2442 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( n ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( n ^
( 4  x.  n
) ) ) )  =  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) )
282271, 273, 2813eqtrd 2440 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( n ^ ( 4  x.  n ) )  / 
( _e ^ (
4  x.  n ) ) )  x.  (
_e ^ ( 4  x.  n ) ) )  /  ( ( 2  x.  n ) ^ ( 4  x.  n ) ) )  =  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) )
283261, 268, 2823eqtrd 2440 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 )  /  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) )  =  ( 1  /  (
2 ^ ( 4  x.  n ) ) ) )
284249, 283oveq12d 6058 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( sqr `  ( 2  x.  n
) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  ( 2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( ( n  /  _e ) ^ n ) ^
4 )  /  (
( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  =  ( n  x.  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) ) )
285284oveq2d 6056 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  (
( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 )  /  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )  =  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( n  x.  ( 1  /  (
2 ^ ( 4  x.  n ) ) ) ) ) )
286141, 277reccld 9739 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
1  /  ( 2 ^ ( 4  x.  n ) ) )  e.  CC )
287141, 8, 286mul12d 9231 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( n  x.  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) ) )  =  ( n  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
1  /  ( 2 ^ ( 4  x.  n ) ) ) ) ) )
2888mulid1d 9061 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  x.  1 )  =  n )
289141, 277recidd 9741 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( 1  /  ( 2 ^ ( 4  x.  n
) ) ) )  =  1 )
290289oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) ) )  =  ( n  x.  1 ) )
291288, 290, 2403eqtr4d 2446 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( 1  / 
( 2 ^ (
4  x.  n ) ) ) ) )  =  ( ( n ^ 2 )  /  n ) )
292285, 287, 2913eqtrd 2440 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  x.  ( ( ( ( sqr `  (
2  x.  n ) ) ^ 4 )  /  ( ( sqr `  ( 2  x.  (
2  x.  n ) ) ) ^ 2 ) )  x.  (
( ( ( n  /  _e ) ^
n ) ^ 4 )  /  ( ( ( ( 2  x.  n )  /  _e ) ^ ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )  =  ( ( n ^ 2 )  /  n ) )
293192, 206, 2923eqtrd 2440 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  =  ( ( n ^ 2 )  /  n ) )
294293oveq1d 6055 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( E `
 n ) ^
4 )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( n ^ 2 )  /  n )  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
295243, 8, 176, 26, 190divdiv1d 9777 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( n ^
2 )  /  n
)  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( n ^ 2 )  / 
( n  x.  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )
296294, 295eqtrd 2436 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( E `
 n ) ^
4 )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( n ^ 2 )  / 
( n  x.  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )
297296oveq2d 6056 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( A `
 n ) ^
4 )  /  (
( D `  n
) ^ 2 ) )  x.  ( ( ( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( n ^
2 )  /  (
n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
298191, 297eqtrd 2436 . . . . 5  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( ( E `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  /  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( n ^
2 )  /  (
n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
299168, 172, 2983eqtrd 2440 . . . 4  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  x.  ( ( E `
 n ) ^
4 ) )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( 2 ^ (
4  x.  n ) )  /  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( n ^
2 )  /  (
n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
300145, 162, 2993eqtrd 2440 . . 3  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n ) )  x.  ( ( ( A `
 n ) ^
4 )  x.  (
( E `  n
) ^ 4 ) ) )  /  (
( ( D `  n ) ^ 2 )  x.  ( ( E `  ( 2  x.  n ) ) ^ 2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( n ^
2 )  /  (
n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
301300mpteq2ia 4251 . 2  |-  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 2 ^ ( 4  x.  n
) )  x.  (
( ( A `  n ) ^ 4 )  x.  ( ( E `  n ) ^ 4 ) ) )  /  ( ( ( D `  n
) ^ 2 )  x.  ( ( E `
 ( 2  x.  n ) ) ^
2 ) ) )  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( A `  n
) ^ 4 )  /  ( ( D `
 n ) ^
2 ) )  x.  ( ( n ^
2 )  /  (
n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
3021, 139, 3013eqtri 2428 1  |-  V  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( A `  n ) ^ 4 )  / 
( ( D `  n ) ^ 2 ) )  x.  (
( n ^ 2 )  /  ( n  x.  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1721    =/= wne 2567   class class class wbr 4172    e. cmpt 4226   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   CCcc 8944   RRcr 8945   0cc0 8946   1c1 8947    + caddc 8949    x. cmul 8951    <_ cle 9077    / cdiv 9633   NNcn 9956   2c2 10005   4c4 10007   NN0cn0 10177   ZZcz 10238   RR+crp 10568   ^cexp 11337   !cfa 11521   sqrcsqr 11993   _eceu 12620
This theorem is referenced by:  stirlinglem15  27704
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-inf2 7552  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023  ax-pre-sup 9024  ax-addf 9025  ax-mulf 9026
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rmo 2674  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-int 4011  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-se 4502  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-isom 5422  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-1o 6683  df-oadd 6687  df-er 6864  df-pm 6980  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-fin 7072  df-sup 7404  df-oi 7435  df-card 7782  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-div 9634  df-nn 9957  df-2 10014  df-3 10015  df-4 10016  df-n0 10178  df-z 10239  df-uz 10445  df-q 10531  df-rp 10569  df-ico 10878  df-fz 11000  df-fzo 11091  df-fl 11157  df-seq 11279  df-exp 11338  df-fac 11522  df-bc 11549  df-hash 11574  df-shft 11837  df-cj 11859  df-re 11860  df-im 11861  df-sqr 11995  df-abs 11996  df-limsup 12220  df-clim 12237  df-rlim 12238  df-sum 12435  df-ef 12625  df-e 12626
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