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Theorem stirlinglem7 27696
Description: Algebraic manipulation of the formula for J(n) (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stirlinglem7.1  |-  J  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  n ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( n  +  1 )  /  n ) ) )  -  1 ) )
stirlinglem7.2  |-  K  =  ( k  e.  NN  |->  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) ) ) )
stirlinglem7.3  |-  H  =  ( k  e.  NN0  |->  ( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) )
Assertion
Ref Expression
stirlinglem7  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  K )  ~~>  ( J `
 N ) )
Distinct variable groups:    k, n    n, H    n, K    k, N, n
Allowed substitution hints:    H( k)    J( k, n)    K( k)

Proof of Theorem stirlinglem7
Dummy variables  i 
j are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nnuz 10477 . . . 4  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
2 1z 10267 . . . . 5  |-  1  e.  ZZ
32a1i 11 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  1  e.  ZZ )
4 1e0p1 10366 . . . . . . . 8  |-  1  =  ( 0  +  1 )
54a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  1  =  ( 0  +  1 ) )
65seqeq1d 11284 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  H )  =  seq  ( 0  +  1 ) (  +  ,  H ) )
7 nn0uz 10476 . . . . . . 7  |-  NN0  =  ( ZZ>= `  0 )
8 0nn0 10192 . . . . . . . 8  |-  0  e.  NN0
98a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  0  e.  NN0 )
10 stirlinglem7.3 . . . . . . . . . 10  |-  H  =  ( k  e.  NN0  |->  ( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) )
1110a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  ->  H  =  ( k  e.  NN0  |->  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) ) )
12 oveq2 6048 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  =  j  ->  (
2  x.  k )  =  ( 2  x.  j ) )
1312oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  j  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  =  ( ( 2  x.  j )  +  1 ) )
1413oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  j  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) )
1513oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  j  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) )
1614, 15oveq12d 6058 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  j  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  j )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  j
)  +  1 ) ) ) )
1716oveq2d 6056 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  j  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  j )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) ) ) )
1817adantl 453 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  /\  k  =  j
)  ->  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  j
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) ) ) )
19 simpr 448 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
j  e.  NN0 )
20 2cn 10026 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  CC
2120a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
2  e.  CC )
2220a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  e.  NN0  ->  2  e.  CC )
23 nn0cn 10187 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  e.  NN0  ->  j  e.  CC )
2422, 23mulcld 9064 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( 2  x.  j )  e.  CC )
25 ax-1cn 9004 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  1  e.  CC
2625a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  e.  NN0  ->  1  e.  CC )
2724, 26addcld 9063 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( ( 2  x.  j )  +  1 )  e.  CC )
2827adantl 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  j )  +  1 )  e.  CC )
29 0re 9047 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  0  e.  RR
3029a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  e.  RR )
31 2re 10025 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  2  e.  RR
3231a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( j  e.  NN0  ->  2  e.  RR )
33 nn0re 10186 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( j  e.  NN0  ->  j  e.  RR )
3432, 33remulcld 9072 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( j  e.  NN0  ->  ( 2  x.  j )  e.  RR )
35 1re 9046 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  1  e.  RR
3635a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( j  e.  NN0  ->  1  e.  RR )
37 2pos 10038 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  0  <  2
3829, 31, 37ltleii 9152 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  0  <_  2
3938a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  <_ 
2 )
40 nn0ge0 10203 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  <_ 
j )
4132, 33, 39, 40mulge0d 9559 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  <_ 
( 2  x.  j
) )
42 0lt1 9506 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  0  <  1
4342a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  <  1 )
4434, 36, 41, 43addgegt0d 9556 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  < 
( ( 2  x.  j )  +  1 ) )
4530, 44ltned 9165 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  e.  NN0  ->  0  =/=  ( ( 2  x.  j )  +  1 ) )
4645adantl 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
0  =/=  ( ( 2  x.  j )  +  1 ) )
4746necomd 2650 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  j )  +  1 )  =/=  0 )
4828, 47reccld 9739 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( 1  /  (
( 2  x.  j
)  +  1 ) )  e.  CC )
49 nncn 9964 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  CC )
5049adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  ->  N  e.  CC )
5121, 50mulcld 9064 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( 2  x.  N
)  e.  CC )
5225a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
1  e.  CC )
5351, 52addcld 9063 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  N )  +  1 )  e.  CC )
5431a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  2  e.  RR )
55 nnre 9963 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  RR )
5654, 55remulcld 9072 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  N )  e.  RR )
5735a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  1  e.  RR )
5838a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <_  2 )
5929a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( N  e.  NN  ->  0  e.  RR )
60 nngt0 9985 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <  N )
6159, 55, 60ltled 9177 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <_  N )
6254, 55, 58, 61mulge0d 9559 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <_  ( 2  x.  N
) )
6342a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <  1 )
6456, 57, 62, 63addgegt0d 9556 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
6564gt0ne0d 9547 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  N
)  +  1 )  =/=  0 )
6665adantr 452 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  N )  +  1 )  =/=  0 )
6753, 66reccld 9739 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) )  e.  CC )
68 2nn0 10194 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  2  e.  NN0
6968a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
2  e.  NN0 )
7069, 19nn0mulcld 10235 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( 2  x.  j
)  e.  NN0 )
71 1nn0 10193 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  1  e.  NN0
7271a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
1  e.  NN0 )
7370, 72nn0addcld 10234 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 2  x.  j )  +  1 )  e.  NN0 )
7467, 73expcld 11478 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  j
)  +  1 ) )  e.  CC )
7548, 74mulcld 9064 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( ( 1  / 
( ( 2  x.  j )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) )  e.  CC )
7621, 75mulcld 9064 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  j
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  j )  +  1 ) ) ) )  e.  CC )
7711, 18, 19, 76fvmptd 5769 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( H `  j
)  =  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  j )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  j
)  +  1 ) ) ) ) )
7877, 76eqeltrd 2478 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN0 )  -> 
( H `  j
)  e.  CC )
7910stirlinglem6 27695 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  0 (  +  ,  H )  ~~>  ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) ) )
807, 9, 78, 79clim2ser 12403 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  ( 0  +  1 ) (  +  ,  H )  ~~>  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  (  seq  0
(  +  ,  H
) `  0 )
) )
816, 80eqbrtrd 4192 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  H )  ~~>  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  (  seq  0
(  +  ,  H
) `  0 )
) )
82 0z 10249 . . . . . . . 8  |-  0  e.  ZZ
83 seq1 11291 . . . . . . . 8  |-  ( 0  e.  ZZ  ->  (  seq  0 (  +  ,  H ) `  0
)  =  ( H `
 0 ) )
8482, 83mp1i 12 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  (  seq  0 (  +  ,  H ) `  0
)  =  ( H `
 0 ) )
8510a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  H  =  ( k  e. 
NN0  |->  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) ) )
86 simpr 448 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  k  =  0 )
8786oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( 2  x.  k )  =  ( 2  x.  0 ) )
8887oveq1d 6055 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )
8988oveq2d 6056 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( 1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) )
9088oveq2d 6056 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) )
9189, 90oveq12d 6058 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  /  (
( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) )
9291oveq2d 6056 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  NN  /\  k  =  0 )  ->  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) ) )
9320a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  2  e.  CC )
94 0cn 9040 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  0  e.  CC
9594a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( N  e.  NN  ->  0  e.  CC )
9693, 95mulcld 9064 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  0 )  e.  CC )
9725a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  1  e.  CC )
9896, 97addcld 9063 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  0 )  +  1 )  e.  CC )
9993mul01d 9221 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  0 )  =  0 )
10099eqcomd 2409 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( N  e.  NN  ->  0  =  ( 2  x.  0 ) )
101100oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  NN  ->  (
0  +  1 )  =  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )
1025, 101eqtrd 2436 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( N  e.  NN  ->  1  =  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )
10363, 102breqtrd 4196 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )
104103gt0ne0d 9547 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  0 )  +  1 )  =/=  0 )
10598, 104reccld 9739 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  e.  CC )
10693, 49mulcld 9064 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  N )  e.  CC )
107106, 97addcld 9063 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  N
)  +  1 )  e.  CC )
108107, 65reccld 9739 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  e.  CC )
109102, 71syl6eqelr 2493 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  0 )  +  1 )  e.  NN0 )
110108, 109expcld 11478 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  e.  CC )
111105, 110mulcld 9064 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) )  e.  CC )
11293, 111mulcld 9064 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) )  e.  CC )
11385, 92, 9, 112fvmptd 5769 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  ( H `  0 )  =  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) ) )
11499oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  0 )  +  1 )  =  ( 0  +  1 ) )
115114, 4syl6eqr 2454 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  0 )  +  1 )  =  1 )
116115oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  =  ( 1  / 
1 ) )
11797div1d 9738 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  /  1 )  =  1 )
118116, 117eqtrd 2436 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  =  1 )
119115oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
1 ) )
120108exp1d 11473 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ 1 )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
121119, 120eqtrd 2436 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
122118, 121oveq12d 6058 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) )  =  ( 1  x.  ( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ) )
123108mulid2d 9062 . . . . . . . . . 10  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  x.  ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
124122, 123eqtrd 2436 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
125124oveq2d 6056 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  ( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ) )
12693, 97, 107, 65divassd 9781 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  =  ( 2  x.  ( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ) )
12793mulid1d 9061 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  1 )  =  2 )
128127oveq1d 6055 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  =  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
129125, 126, 1283eqtr2d 2442 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  0 )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  0 )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
13084, 113, 1293eqtrd 2440 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  (  seq  0 (  +  ,  H ) `  0
)  =  ( 2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )
131130oveq2d 6056 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) )  -  (  seq  0 (  +  ,  H ) `  0
) )  =  ( ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )
13281, 131breqtrd 4196 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  H )  ~~>  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )
13397, 106addcld 9063 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  +  ( 2  x.  N ) )  e.  CC )
134133halfcld 10168 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  e.  CC )
135 seqex 11280 . . . . 5  |-  seq  1
(  +  ,  K
)  e.  _V
136135a1i 11 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  K )  e.  _V )
137 elnnuz 10478 . . . . . . 7  |-  ( j  e.  NN  <->  j  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
138137biimpi 187 . . . . . 6  |-  ( j  e.  NN  ->  j  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
139138adantl 453 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  ->  j  e.  ( ZZ>= ` 
1 ) )
14010a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  H  =  ( k  e.  NN0  |->  ( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) ) ) )
141 oveq2 6048 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  n  ->  (
2  x.  k )  =  ( 2  x.  n ) )
142141oveq1d 6055 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  n  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  =  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
143142oveq2d 6056 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  n  ->  (
1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
144142oveq2d 6056 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  n  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )
145143, 144oveq12d 6058 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  n  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )
146145oveq2d 6056 . . . . . . . 8  |-  ( k  =  n  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
147146adantl 453 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j
) )  /\  k  =  n )  ->  (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )  =  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
148 elfzuz 11011 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  ( 1 ... j )  ->  n  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
149 elnnuz 10478 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  <->  n  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
150149biimpri 198 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  ( ZZ>= `  1
)  ->  n  e.  NN )
151 nnnn0 10184 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  NN0 )
152148, 150, 1513syl 19 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  ( 1 ... j )  ->  n  e.  NN0 )
153152adantl 453 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  n  e.  NN0 )
15420a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  2  e.  CC )
155153nn0cnd 10232 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  n  e.  CC )
156154, 155mulcld 9064 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  n )  e.  CC )
15725a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  1  e.  CC )
158156, 157addcld 9063 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  e.  CC )
159 elfznn 11036 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  ( 1 ... j )  ->  n  e.  NN )
16029a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  0  e.  RR )
16135a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  1  e.  RR )
16231a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  RR )
163 nnre 9963 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  RR )
164162, 163remulcld 9072 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR )
165164, 161readdcld 9071 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  e.  RR )
16642a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  1 )
167 2rp 10573 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  2  e.  RR+
168167a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  RR+ )
169 nnrp 10577 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  RR+ )
170168, 169rpmulcld 10620 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR+ )
171161, 170ltaddrp2d 10634 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  1  <  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
172160, 161, 165, 166, 171lttrd 9187 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )
173172gt0ne0d 9547 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =/=  0 )
174159, 173syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  ( 1 ... j )  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =/=  0 )
175174adantl 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  =/=  0 )
176158, 175reccld 9739 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  e.  CC )
177108ad2antrr 707 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  e.  CC )
17868a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  2  e.  NN0 )
179178, 153nn0mulcld 10235 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  n )  e. 
NN0 )
18071a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  1  e.  NN0 )
181179, 180nn0addcld 10234 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  e. 
NN0 )
182177, 181expcld 11478 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  e.  CC )
183176, 182mulcld 9064 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  e.  CC )
184154, 183mulcld 9064 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  e.  CC )
185140, 147, 153, 184fvmptd 5769 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( H `  n )  =  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
186185, 184eqeltrd 2478 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( H `  n )  e.  CC )
187 addcl 9028 . . . . . 6  |-  ( ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC )  ->  ( n  +  i )  e.  CC )
188187adantl 453 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
( n  +  i )  e.  CC )
189139, 186, 188seqcl 11298 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  ->  (  seq  1 (  +  ,  H ) `
 j )  e.  CC )
19025a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
1  e.  CC )
19120a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
2  e.  CC )
19249ad2antrr 707 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  ->  N  e.  CC )
193191, 192mulcld 9064 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
( 2  x.  N
)  e.  CC )
194190, 193addcld 9063 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  e.  CC )
195194halfcld 10168 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  e.  CC )
196 simprl 733 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  ->  n  e.  CC )
197 simprr 734 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
i  e.  CC )
198195, 196, 197adddid 9068 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  ( n  e.  CC  /\  i  e.  CC ) )  -> 
( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  (
n  +  i ) )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  n )  +  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  i ) ) )
199 stirlinglem7.2 . . . . . . . 8  |-  K  =  ( k  e.  NN  |->  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) ) ) )
200199a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  K  =  ( k  e.  NN  |->  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) ) ) ) )
201141oveq2d 6056 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  n  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( 2  x.  n
) ) )
202143, 201oveq12d 6058 . . . . . . . 8  |-  ( k  =  n  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
2  x.  n ) ) ) )
203202adantl 453 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j
) )  /\  k  =  n )  ->  (
( 1  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  k ) ) )  =  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
2  x.  n ) ) ) )
204159adantl 453 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  n  e.  NN )
205177, 179expcld 11478 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
206176, 205mulcld 9064 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( 2  x.  n
) ) )  e.  CC )
207200, 203, 204, 206fvmptd 5769 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( K `  n )  =  ( ( 1  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
208133ad2antrr 707 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  e.  CC )
209 2ne0 10039 . . . . . . . . 9  |-  2  =/=  0
210209a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  2  =/=  0 )
211208, 154, 184, 210div32d 9769 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  x.  (
( 2  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )  /  2 ) ) )
212183, 154, 210divcan3d 9751 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )  /  2 )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
213212oveq2d 6056 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  / 
2 ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  n
)  +  1 ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
214208, 176, 182mul12d 9231 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
215107ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  N )  +  1 )  e.  CC )
21665ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  N )  +  1 )  =/=  0 )
217181nn0zd 10329 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  e.  ZZ )
218215, 216, 217exprecd 11486 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( 1  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
219218oveq2d 6056 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  x.  (
1  /  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
220215, 181expcld 11478 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  e.  CC )
221215, 216, 217expne0d 11484 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =/=  0 )
222208, 220, 221divrecd 9749 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  x.  (
1  /  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )
22349ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  N  e.  CC )
224154, 223mulcld 9064 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  N )  e.  CC )
225157, 224addcomd 9224 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  =  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
226215, 179expcld 11478 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) )  e.  CC )
227226, 215mulcomd 9065 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  =  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  x.  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
228225, 227oveq12d 6058 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  /  ( ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) )  x.  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )  =  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  x.  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
229215, 179expp1d 11479 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( 2  x.  n
) )  x.  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) )
230229oveq2d 6056 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ (
2  x.  n ) )  x.  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )
231 2z 10268 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  2  e.  ZZ
232231a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  2  e.  ZZ )
233153nn0zd 10329 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  n  e.  ZZ )
234232, 233zmulcld 10337 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  n )  e.  ZZ )
235215, 216, 234expne0d 11484 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) )  =/=  0 )
236215, 215, 226, 216, 235divdiv1d 9777 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( 2  x.  n
) ) )  =  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  x.  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
237228, 230, 2363eqtr4d 2446 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
238219, 222, 2373eqtr2d 2442 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^
( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
239238oveq2d 6056 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) )  /  ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) ) )
240215, 216dividd 9744 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  =  1 )
241 1exp 11364 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( 2  x.  n )  e.  ZZ  ->  (
1 ^ ( 2  x.  n ) )  =  1 )
242234, 241syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 1 ^ ( 2  x.  n ) )  =  1 )
243240, 242eqtr4d 2439 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 2  x.  N
)  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  =  ( 1 ^ (
2  x.  n ) ) )
244243oveq1d 6055 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( 2  x.  n
) ) )  =  ( ( 1 ^ ( 2  x.  n
) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
245157, 215, 216, 179expdivd 11492 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) )  =  ( ( 1 ^ ( 2  x.  n
) )  /  (
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
246244, 245eqtr4d 2439 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  /  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^
( 2  x.  n
) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
2  x.  n ) ) )
247246oveq2d 6056 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 )  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  / 
( ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ^ (
2  x.  n ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
248214, 239, 2473eqtrd 2440 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
1  +  ( 2  x.  N ) )  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
249211, 213, 2483eqtrd 2440 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )  =  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( 2  x.  n ) ) ) )
250185eqcomd 2409 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( 2  x.  ( ( 1  /  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ^ (
( 2  x.  n
)  +  1 ) ) ) )  =  ( H `  n
) )
251250oveq2d 6056 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( 2  x.  ( ( 1  / 
( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  x.  (
( 1  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ^ ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) ) )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  ( H `  n )
) )
252207, 249, 2513eqtr2d 2442 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  /\  n  e.  ( 1 ... j ) )  ->  ( K `  n )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( H `
 n ) ) )
253188, 198, 139, 186, 252seqdistr 11329 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  j  e.  NN )  ->  (  seq  1 (  +  ,  K ) `
 j )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  (  seq  1 (  +  ,  H ) `  j
) ) )
2541, 3, 132, 134, 136, 189, 253climmulc2 12385 . . 3  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  K )  ~~>  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) )  -  (
2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) ) )
25597, 106addcomd 9224 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  +  ( 2  x.  N ) )  =  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )
256255oveq1d 6055 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  =  ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  / 
2 ) )
257256oveq1d 6055 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 )  /  2 )  x.  ( ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) ) )
258256, 134eqeltrrd 2479 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2 )  e.  CC )
25949, 97addcld 9063 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  ( N  +  1 )  e.  CC )
260 nnne0 9988 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  N  =/=  0 )
261259, 49, 260divcld 9746 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( N  +  1 )  /  N )  e.  CC )
26255, 57readdcld 9071 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  ( N  +  1 )  e.  RR )
26355ltp1d 9897 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  N  <  ( N  +  1 ) )
26459, 55, 262, 60, 263lttrd 9187 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  0  <  ( N  +  1 ) )
265264gt0ne0d 9547 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  ( N  +  1 )  =/=  0 )
266259, 49, 265, 260divne0d 9762 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( N  +  1 )  /  N )  =/=  0 )
267261, 266logcld 20421 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  e.  CC )
26893, 107, 65divcld 9746 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) )  e.  CC )
269258, 267, 268subdid 9445 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2
)  x.  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )  =  ( ( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2 )  x.  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2
)  x.  ( 2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) ) )
270106, 97addcomd 9224 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( 2  x.  N
)  +  1 )  =  ( 1  +  ( 2  x.  N
) ) )
271270oveq1d 6055 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2 )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 ) )
272271oveq1d 6055 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2
)  x.  ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) ) )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) ) ) )
273209a1i 11 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  2  =/=  0 )
274107, 93, 65, 273divcan6d 9765 . . . . 5  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  /  2
)  x.  ( 2  /  ( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) )  =  1 )
275272, 274oveq12d 6058 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( ( 2  x.  N )  +  1 )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  ( ( ( ( 2  x.  N
)  +  1 )  /  2 )  x.  ( 2  /  (
( 2  x.  N
)  +  1 ) ) ) )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 ) )
276257, 269, 2753eqtrd 2440 . . 3  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) )  -  ( 2  / 
( ( 2  x.  N )  +  1 ) ) ) )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 ) )
277254, 276breqtrd 4196 . 2  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  K )  ~~>  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) ) )  - 
1 ) )
278 stirlinglem7.1 . . . 4  |-  J  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  n ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( n  +  1 )  /  n ) ) )  -  1 ) )
279278a1i 11 . . 3  |-  ( N  e.  NN  ->  J  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  n ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( n  +  1 )  /  n ) ) )  -  1 ) ) )
280 oveq2 6048 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  N  ->  (
2  x.  n )  =  ( 2  x.  N ) )
281280oveq2d 6056 . . . . . . 7  |-  ( n  =  N  ->  (
1  +  ( 2  x.  n ) )  =  ( 1  +  ( 2  x.  N
) ) )
282281oveq1d 6055 . . . . . 6  |-  ( n  =  N  ->  (
( 1  +  ( 2  x.  n ) )  /  2 )  =  ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 ) )
283 oveq1 6047 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  N  ->  (
n  +  1 )  =  ( N  + 
1 ) )
284 id 20 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  N  ->  n  =  N )
285283, 284oveq12d 6058 . . . . . . 7  |-  ( n  =  N  ->  (
( n  +  1 )  /  n )  =  ( ( N  +  1 )  /  N ) )
286285fveq2d 5691 . . . . . 6  |-  ( n  =  N  ->  ( log `  ( ( n  +  1 )  /  n ) )  =  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )
287282, 286oveq12d 6058 . . . . 5  |-  ( n  =  N  ->  (
( ( 1  +  ( 2  x.  n
) )  /  2
)  x.  ( log `  ( ( n  + 
1 )  /  n
) ) )  =  ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) ) ) )
288287oveq1d 6055 . . . 4  |-  ( n  =  N  ->  (
( ( ( 1  +  ( 2  x.  n ) )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( n  +  1 )  /  n ) ) )  -  1 )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 ) )
289288adantl 453 . . 3  |-  ( ( N  e.  NN  /\  n  =  N )  ->  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  n ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( n  +  1 )  /  n ) ) )  -  1 )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) ) )  - 
1 ) )
290 id 20 . . 3  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  NN )
291134, 267mulcld 9064 . . . 4  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( 1  +  ( 2  x.  N
) )  /  2
)  x.  ( log `  ( ( N  + 
1 )  /  N
) ) )  e.  CC )
292291, 97subcld 9367 . . 3  |-  ( N  e.  NN  ->  (
( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  / 
2 )  x.  ( log `  ( ( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 )  e.  CC )
293279, 289, 290, 292fvmptd 5769 . 2  |-  ( N  e.  NN  ->  ( J `  N )  =  ( ( ( ( 1  +  ( 2  x.  N ) )  /  2 )  x.  ( log `  (
( N  +  1 )  /  N ) ) )  -  1 ) )
294277, 293breqtrrd 4198 1  |-  ( N  e.  NN  ->  seq  1 (  +  ,  K )  ~~>  ( J `
 N ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1721    =/= wne 2567   _Vcvv 2916   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    < clt 9076    <_ cle 9077    - cmin 9247    / cdiv 9633   NNcn 9956   2c2 10005   NN0cn0 10177   ZZcz 10238   ZZ>=cuz 10444   RR+crp 10568   ...cfz 10999    seq cseq 11278   ^cexp 11337    ~~> cli 12233   logclog 20405
This theorem is referenced by:  stirlinglem9  27698
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-iin 4056  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-of 6264  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-1o 6683  df-2o 6684  df-oadd 6687  df-er 6864  df-map 6979  df-pm 6980  df-ixp 7023  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-fin 7072  df-fi 7374  df-sup 7404  df-oi 7435  df-card 7782  df-cda 8004  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-5 10017  df-6 10018  df-7 10019  df-8 10020  df-9 10021  df-10 10022  df-n0 10178  df-z 10239  df-dec 10339  df-uz 10445  df-q 10531  df-rp 10569  df-xneg 10666  df-xadd 10667  df-xmul 10668  df-ioo 10876  df-ioc 10877  df-ico 10878  df-icc 10879  df-fz 11000  df-fzo 11091  df-fl 11157  df-mod 11206  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-sin 12627  df-cos 12628  df-tan 12629  df-pi 12630  df-dvds 12808  df-struct 13426  df-ndx 13427  df-slot 13428  df-base 13429  df-sets 13430  df-ress 13431  df-plusg 13497  df-mulr 13498  df-starv 13499  df-sca 13500  df-vsca 13501  df-tset 13503  df-ple 13504  df-ds 13506  df-unif 13507  df-hom 13508  df-cco 13509  df-rest 13605  df-topn 13606  df-topgen 13622  df-pt 13623  df-prds 13626  df-xrs 13681  df-0g 13682  df-gsum 13683  df-qtop 13688  df-imas 13689  df-xps 13691  df-mre 13766  df-mrc 13767  df-acs 13769  df-mnd 14645  df-submnd 14694  df-mulg 14770  df-cntz 15071  df-cmn 15369  df-psmet 16649  df-xmet 16650  df-met 16651  df-bl 16652  df-mopn 16653  df-fbas 16654  df-fg 16655  df-cnfld 16659  df-top 16918  df-bases 16920  df-topon 16921  df-topsp 16922  df-cld 17038  df-ntr 17039  df-cls 17040  df-nei 17117  df-lp 17155  df-perf 17156  df-cn 17245  df-cnp 17246  df-haus 17333  df-cmp 17404  df-tx 17547  df-hmeo 17740  df-fil 17831  df-fm 17923  df-flim 17924  df-flf 17925  df-xms 18303  df-ms 18304  df-tms 18305  df-cncf 18861  df-limc 19706  df-dv 19707  df-ulm 20246  df-log 20407
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