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Theorem wallispilem5 32054
Description: The sequence  H converges to 1. (Contributed by Glauco Siliprandi, 30-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
wallispilem5.1  |-  F  =  ( k  e.  NN  |->  ( ( ( 2  x.  k )  / 
( ( 2  x.  k )  -  1 ) )  x.  (
( 2  x.  k
)  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
wallispilem5.2  |-  I  =  ( n  e.  NN0  |->  S. ( 0 (,) pi ) ( ( sin `  x ) ^ n
)  _d x )
wallispilem5.3  |-  G  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( I `  ( 2  x.  n
) )  /  (
I `  ( (
2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
wallispilem5.4  |-  H  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( pi  / 
2 )  x.  (
1  /  (  seq 1 (  x.  ,  F ) `  n
) ) ) )
wallispilem5.5  |-  L  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( 2  x.  n )  +  1 )  /  (
2  x.  n ) ) )
Assertion
Ref Expression
wallispilem5  |-  H  ~~>  1
Distinct variable groups:    k, n, x    x, F    k, G    k, L
Allowed substitution hints:    F( k, n)    G( x, n)    H( x, k, n)    I( x, k, n)    L( x, n)

Proof of Theorem wallispilem5
StepHypRef Expression
1 wallispilem5.1 . . 3  |-  F  =  ( k  e.  NN  |->  ( ( ( 2  x.  k )  / 
( ( 2  x.  k )  -  1 ) )  x.  (
( 2  x.  k
)  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
2 wallispilem5.2 . . 3  |-  I  =  ( n  e.  NN0  |->  S. ( 0 (,) pi ) ( ( sin `  x ) ^ n
)  _d x )
3 wallispilem5.3 . . 3  |-  G  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( I `  ( 2  x.  n
) )  /  (
I `  ( (
2  x.  n )  +  1 ) ) ) )
4 wallispilem5.4 . . 3  |-  H  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( pi  / 
2 )  x.  (
1  /  (  seq 1 (  x.  ,  F ) `  n
) ) ) )
51, 2, 3, 4wallispilem4 32053 . 2  |-  G  =  H
6 nnuz 11141 . . . 4  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
7 1zzd 10916 . . . 4  |-  ( T. 
->  1  e.  ZZ )
8 wallispilem5.5 . . . . 5  |-  L  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( 2  x.  n )  +  1 )  /  (
2  x.  n ) ) )
9 2cnd 10629 . . . . 5  |-  ( T. 
->  2  e.  CC )
10 2ne0 10649 . . . . . 6  |-  2  =/=  0
1110a1i 11 . . . . 5  |-  ( T. 
->  2  =/=  0
)
12 1cnd 9629 . . . . 5  |-  ( T. 
->  1  e.  CC )
138, 9, 11, 12clim1fr1 31810 . . . 4  |-  ( T. 
->  L  ~~>  1 )
14 nnex 10562 . . . . . . 7  |-  NN  e.  _V
1514mptex 6144 . . . . . 6  |-  ( n  e.  NN  |->  ( ( I `  ( 2  x.  n ) )  /  ( I `  ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) ) )  e.  _V
163, 15eqeltri 2541 . . . . 5  |-  G  e. 
_V
1716a1i 11 . . . 4  |-  ( T. 
->  G  e.  _V )
18 2nn0 10833 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  e.  NN0
1918a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  NN0 )
20 nnnn0 10823 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  NN0 )
2119, 20nn0mulcld 10878 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  NN0 )
22 1nn0 10832 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  NN0
2322a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  NN  ->  1  e.  NN0 )
2421, 23nn0addcld 10877 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  e.  NN0 )
2524nn0red 10874 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  e.  RR )
2621nn0red 10874 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  e.  RR )
27 2cnd 10629 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  2  e.  CC )
28 nncn 10564 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  CC )
2910a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  2  =/=  0 )
30 nnne0 10589 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  n  =/=  0 )
3127, 28, 29, 30mulne0d 10222 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
2  x.  n )  =/=  0 )
3225, 26, 31redivcld 10393 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  n )  +  1 )  /  ( 2  x.  n ) )  e.  RR )
338, 32fmpti 6055 . . . . . 6  |-  L : NN
--> RR
3433a1i 11 . . . . 5  |-  ( T. 
->  L : NN --> RR )
3534ffvelrnda 6032 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  k  e.  NN )  ->  ( L `  k )  e.  RR )
362wallispilem3 32052 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  x.  n )  e.  NN0  ->  ( I `
 ( 2  x.  n ) )  e.  RR+ )
3721, 36syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  (
I `  ( 2  x.  n ) )  e.  RR+ )
3837rpred 11281 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
I `  ( 2  x.  n ) )  e.  RR )
392wallispilem3 32052 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( 2  x.  n
)  +  1 )  e.  NN0  ->  ( I `
 ( ( 2  x.  n )  +  1 ) )  e.  RR+ )
4024, 39syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  n )  +  1 ) )  e.  RR+ )
4138, 40rerpdivcld 11308 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( I `  (
2  x.  n ) )  /  ( I `
 ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  e.  RR )
423, 41fmpti 6055 . . . . . 6  |-  G : NN
--> RR
4342a1i 11 . . . . 5  |-  ( T. 
->  G : NN --> RR )
4443ffvelrnda 6032 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  k  e.  NN )  ->  ( G `  k )  e.  RR )
4518a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  2  e.  NN0 )
46 nnnn0 10823 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  NN0 )
4745, 46nn0mulcld 10878 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  (
2  x.  k )  e.  NN0 )
482wallispilem3 32052 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  x.  k )  e.  NN0  ->  ( I `
 ( 2  x.  k ) )  e.  RR+ )
4947, 48syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( 2  x.  k ) )  e.  RR+ )
5049rpred 11281 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( 2  x.  k ) )  e.  RR )
51 2nn 10714 . . . . . . . . . . . . 13  |-  2  e.  NN
5251a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN  ->  2  e.  NN )
53 id 22 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  NN )
5452, 53nnmulcld 10604 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  (
2  x.  k )  e.  NN )
55 nnm1nn0 10858 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  x.  k )  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  -  1 )  e.  NN0 )
5654, 55syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  -  1 )  e.  NN0 )
572wallispilem3 32052 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( 2  x.  k
)  -  1 )  e.  NN0  ->  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  - 
1 ) )  e.  RR+ )
5856, 57syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  k )  -  1 ) )  e.  RR+ )
5958rpred 11281 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  k )  -  1 ) )  e.  RR )
6022a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  1  e.  NN0 )
6147, 60nn0addcld 10877 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  e.  NN0 )
622wallispilem3 32052 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( 2  x.  k
)  +  1 )  e.  NN0  ->  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  e.  RR+ )
6361, 62syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) )  e.  RR+ )
64 2cnd 10629 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN  ->  2  e.  CC )
65 nncn 10564 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  CC )
6664, 65mulcld 9633 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  (
2  x.  k )  e.  CC )
67 1cnd 9629 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  1  e.  CC )
6866, 67npcand 9954 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  k )  -  1 )  +  1 )  =  ( 2  x.  k ) )
6968fveq2d 5876 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
( 2  x.  k
)  -  1 )  +  1 ) )  =  ( I `  ( 2  x.  k
) ) )
702, 56wallispilem1 32050 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
( 2  x.  k
)  -  1 )  +  1 ) )  <_  ( I `  ( ( 2  x.  k )  -  1 ) ) )
7169, 70eqbrtrrd 4478 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( 2  x.  k ) )  <_ 
( I `  (
( 2  x.  k
)  -  1 ) ) )
7250, 59, 63, 71lediv1dd 11335 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( I `  (
2  x.  k ) )  /  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  <_  ( ( I `
 ( ( 2  x.  k )  - 
1 ) )  / 
( I `  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )
7366, 67addcld 9632 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  e.  CC )
7410a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  2  =/=  0 )
75 nnne0 10589 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  k  =/=  0 )
7664, 65, 74, 75mulne0d 10222 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  (
2  x.  k )  =/=  0 )
7773, 66, 76divcld 10341 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  k )  +  1 )  /  ( 2  x.  k ) )  e.  CC )
7863rpcnd 11283 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) )  e.  CC )
7963rpne0d 11286 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) )  =/=  0 )
8077, 78, 79divcan4d 10347 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  / 
( 2  x.  k
) )  x.  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) ) )  /  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  / 
( 2  x.  k
) ) )
81 2re 10626 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  2  e.  RR
8281a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN  ->  2  e.  RR )
83 nnre 10563 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  RR )
8482, 83remulcld 9641 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  (
2  x.  k )  e.  RR )
85 1red 9628 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  1  e.  RR )
8684, 85readdcld 9640 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  e.  RR )
8745nn0ge0d 10876 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( k  e.  NN  ->  0  <_  2 )
88 nnge1 10582 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( k  e.  NN  ->  1  <_  k )
8982, 83, 87, 88lemulge11d 10503 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  2  <_  ( 2  x.  k
) )
9084ltp1d 10496 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  (
2  x.  k )  <  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )
9182, 84, 86, 89, 90lelttrd 9757 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN  ->  2  <  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )
9282, 86, 91ltled 9750 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN  ->  2  <_  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )
9345nn0zd 10988 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN  ->  2  e.  ZZ )
9461nn0zd 10988 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  e.  ZZ )
95 eluz 11119 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 2  e.  ZZ  /\  ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e.  ZZ )  ->  ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  2 )  <->  2  <_  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )
9693, 94, 95syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  k )  +  1 )  e.  ( ZZ>= ` 
2 )  <->  2  <_  ( ( 2  x.  k
)  +  1 ) ) )
9792, 96mpbird 232 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  2
) )
982, 97itgsinexp 31956 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  -  1 )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( I `  (
( ( 2  x.  k )  +  1 )  -  2 ) ) ) )
9966, 67pncand 9951 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  k )  +  1 )  -  1 )  =  ( 2  x.  k ) )
10099oveq1d 6311 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  -  1 )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( 2  x.  k )  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )
101 1e2m1 10672 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  1  =  ( 2  -  1 )
102101a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  1  =  ( 2  -  1 ) )
103102oveq2d 6312 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  -  1 )  =  ( ( 2  x.  k )  -  ( 2  -  1 ) ) )
10466, 64, 67subsub3d 9980 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  -  ( 2  -  1 ) )  =  ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  - 
2 ) )
105103, 104eqtr2d 2499 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  k )  +  1 )  -  2 )  =  ( ( 2  x.  k )  - 
1 ) )
106105fveq2d 5876 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
( 2  x.  k
)  +  1 )  -  2 ) )  =  ( I `  ( ( 2  x.  k )  -  1 ) ) )
107100, 106oveq12d 6314 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  - 
1 )  /  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  x.  ( I `
 ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  - 
2 ) ) )  =  ( ( ( 2  x.  k )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( I `  (
( 2  x.  k
)  -  1 ) ) ) )
10898, 107eqtrd 2498 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) )  =  ( ( ( 2  x.  k )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  ( I `  (
( 2  x.  k
)  -  1 ) ) ) )
109108oveq2d 6312 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  /  (
2  x.  k ) )  x.  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  k
)  +  1 )  /  ( 2  x.  k ) )  x.  ( ( ( 2  x.  k )  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
I `  ( (
2  x.  k )  -  1 ) ) ) ) )
11054peano2nnd 10573 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  e.  NN )
111110nnne0d 10601 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  +  1 )  =/=  0 )
11266, 73, 111divcld 10341 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( 2  x.  k
)  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  e.  CC )
11358rpcnd 11283 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  k )  -  1 ) )  e.  CC )
11477, 112, 113mulassd 9636 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  / 
( 2  x.  k
) )  x.  (
( 2  x.  k
)  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  x.  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  - 
1 ) ) )  =  ( ( ( ( 2  x.  k
)  +  1 )  /  ( 2  x.  k ) )  x.  ( ( ( 2  x.  k )  / 
( ( 2  x.  k )  +  1 ) )  x.  (
I `  ( (
2  x.  k )  -  1 ) ) ) ) )
11573, 66, 111, 76divcan6d 10360 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  /  (
2  x.  k ) )  x.  ( ( 2  x.  k )  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  1 )
116115oveq1d 6311 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  / 
( 2  x.  k
) )  x.  (
( 2  x.  k
)  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  x.  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  - 
1 ) ) )  =  ( 1  x.  ( I `  (
( 2  x.  k
)  -  1 ) ) ) )
117113mulid2d 9631 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  e.  NN  ->  (
1  x.  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  - 
1 ) ) )  =  ( I `  ( ( 2  x.  k )  -  1 ) ) )
118116, 117eqtrd 2498 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  / 
( 2  x.  k
) )  x.  (
( 2  x.  k
)  /  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  x.  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  - 
1 ) ) )  =  ( I `  ( ( 2  x.  k )  -  1 ) ) )
119109, 114, 1183eqtr2d 2504 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  /  (
2  x.  k ) )  x.  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( I `  ( ( 2  x.  k )  -  1 ) ) )
120119oveq1d 6311 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  / 
( 2  x.  k
) )  x.  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) ) )  /  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  ( ( I `
 ( ( 2  x.  k )  - 
1 ) )  / 
( I `  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )
12180, 120eqtr3d 2500 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( ( 2  x.  k )  +  1 )  /  ( 2  x.  k ) )  =  ( ( I `
 ( ( 2  x.  k )  - 
1 ) )  / 
( I `  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )
12272, 121breqtrrd 4482 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( I `  (
2  x.  k ) )  /  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  <_  ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  / 
( 2  x.  k
) ) )
12349, 63rpdivcld 11298 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( I `  (
2  x.  k ) )  /  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  e.  RR+ )
124 nfcv 2619 . . . . . . . 8  |-  F/_ n
k
125 nfmpt1 4546 . . . . . . . . . . 11  |-  F/_ n
( n  e.  NN0  |->  S. ( 0 (,) pi ) ( ( sin `  x ) ^ n
)  _d x )
1262, 125nfcxfr 2617 . . . . . . . . . 10  |-  F/_ n I
127 nfcv 2619 . . . . . . . . . 10  |-  F/_ n
( 2  x.  k
)
128126, 127nffv 5879 . . . . . . . . 9  |-  F/_ n
( I `  (
2  x.  k ) )
129 nfcv 2619 . . . . . . . . 9  |-  F/_ n  /
130 nfcv 2619 . . . . . . . . . 10  |-  F/_ n
( ( 2  x.  k )  +  1 )
131126, 130nffv 5879 . . . . . . . . 9  |-  F/_ n
( I `  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )
132128, 129, 131nfov 6322 . . . . . . . 8  |-  F/_ n
( ( I `  ( 2  x.  k
) )  /  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) ) )
133 oveq2 6304 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  =  k  ->  (
2  x.  n )  =  ( 2  x.  k ) )
134133fveq2d 5876 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  k  ->  (
I `  ( 2  x.  n ) )  =  ( I `  (
2  x.  k ) ) )
135133oveq1d 6311 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  =  k  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )
136135fveq2d 5876 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  k  ->  (
I `  ( (
2  x.  n )  +  1 ) )  =  ( I `  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )
137134, 136oveq12d 6314 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  k  ->  (
( I `  (
2  x.  n ) )  /  ( I `
 ( ( 2  x.  n )  +  1 ) ) )  =  ( ( I `
 ( 2  x.  k ) )  / 
( I `  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )
138124, 132, 137, 3fvmptf 5973 . . . . . . 7  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( ( I `  ( 2  x.  k
) )  /  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) ) )  e.  RR+ )  ->  ( G `  k
)  =  ( ( I `  ( 2  x.  k ) )  /  ( I `  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
139123, 138mpdan 668 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  ( G `  k )  =  ( ( I `
 ( 2  x.  k ) )  / 
( I `  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )
1408a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  L  =  ( n  e.  NN  |->  ( ( ( 2  x.  n )  +  1 )  / 
( 2  x.  n
) ) ) )
141 simpr 461 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( k  e.  NN  /\  n  =  k )  ->  n  =  k )
142141oveq2d 6312 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  e.  NN  /\  n  =  k )  ->  ( 2  x.  n
)  =  ( 2  x.  k ) )
143142oveq1d 6311 . . . . . . . 8  |-  ( ( k  e.  NN  /\  n  =  k )  ->  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  k )  +  1 ) )
144143, 142oveq12d 6314 . . . . . . 7  |-  ( ( k  e.  NN  /\  n  =  k )  ->  ( ( ( 2  x.  n )  +  1 )  /  (
2  x.  n ) )  =  ( ( ( 2  x.  k
)  +  1 )  /  ( 2  x.  k ) ) )
145140, 144, 53, 77fvmptd 5961 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  ( L `  k )  =  ( ( ( 2  x.  k )  +  1 )  / 
( 2  x.  k
) ) )
146122, 139, 1453brtr4d 4486 . . . . 5  |-  ( k  e.  NN  ->  ( G `  k )  <_  ( L `  k
) )
147146adantl 466 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  k  e.  NN )  ->  ( G `  k )  <_  ( L `  k
) )
14878, 79dividd 10339 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( I `  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  /  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  =  1 )
14963rpred 11281 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) )  e.  RR )
1502, 47wallispilem1 32050 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  NN  ->  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) )  <_  ( I `  ( 2  x.  k
) ) )
151149, 50, 63, 150lediv1dd 11335 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  NN  ->  (
( I `  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) )  /  ( I `
 ( ( 2  x.  k )  +  1 ) ) )  <_  ( ( I `
 ( 2  x.  k ) )  / 
( I `  (
( 2  x.  k
)  +  1 ) ) ) )
152148, 151eqbrtrrd 4478 . . . . . 6  |-  ( k  e.  NN  ->  1  <_  ( ( I `  ( 2  x.  k
) )  /  (
I `  ( (
2  x.  k )  +  1 ) ) ) )
153152, 139breqtrrd 4482 . . . . 5  |-  ( k  e.  NN  ->  1  <_  ( G `  k
) )
154153adantl 466 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  k  e.  NN )  ->  1  <_  ( G `  k
) )
1556, 7, 13, 17, 35, 44, 147, 154climsqz2 13476 . . 3  |-  ( T. 
->  G  ~~>  1 )
156155trud 1404 . 2  |-  G  ~~>  1
1575, 156eqbrtrri 4477 1  |-  H  ~~>  1
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1395   T. wtru 1396    e. wcel 1819    =/= wne 2652   _Vcvv 3109   class class class wbr 4456    |-> cmpt 4515   -->wf 5590   ` cfv 5594  (class class class)co 6296   CCcc 9507   RRcr 9508   0cc0 9509   1c1 9510    + caddc 9512    x. cmul 9514    <_ cle 9646    - cmin 9824    / cdiv 10227   NNcn 10556   2c2 10606   NN0cn0 10816   ZZcz 10885   ZZ>=cuz 11106   RR+crp 11245   (,)cioo 11554    seqcseq 12110   ^cexp 12169    ~~> cli 13319   sincsin 13811   picpi 13814   S.citg 22153
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1619  ax-4 1632  ax-5 1705  ax-6 1748  ax-7 1791  ax-8 1821  ax-9 1823  ax-10 1838  ax-11 1843  ax-12 1855  ax-13 2000  ax-ext 2435  ax-rep 4568  ax-sep 4578  ax-nul 4586  ax-pow 4634  ax-pr 4695  ax-un 6591  ax-inf2 8075  ax-cc 8832  ax-cnex 9565  ax-resscn 9566  ax-1cn 9567  ax-icn 9568  ax-addcl 9569  ax-addrcl 9570  ax-mulcl 9571  ax-mulrcl 9572  ax-mulcom 9573  ax-addass 9574  ax-mulass 9575  ax-distr 9576  ax-i2m1 9577  ax-1ne0 9578  ax-1rid 9579  ax-rnegex 9580  ax-rrecex 9581  ax-cnre 9582  ax-pre-lttri 9583  ax-pre-lttrn 9584  ax-pre-ltadd 9585  ax-pre-mulgt0 9586  ax-pre-sup 9587  ax-addf 9588  ax-mulf 9589
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1398  df-fal 1401  df-ex 1614  df-nf 1618  df-sb 1741  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2443  df-cleq 2449  df-clel 2452  df-nfc 2607  df-ne 2654  df-nel 2655  df-ral 2812  df-rex 2813  df-reu 2814  df-rmo 2815  df-rab 2816  df-v 3111  df-sbc 3328  df-csb 3431  df-dif 3474  df-un 3476  df-in 3478  df-ss 3485  df-pss 3487  df-nul 3794  df-if 3945  df-pw 4017  df-sn 4033  df-pr 4035  df-tp 4037  df-op 4039  df-uni 4252  df-int 4289  df-iun 4334  df-iin 4335  df-disj 4428  df-br 4457  df-opab 4516  df-mpt 4517  df-tr 4551  df-eprel 4800  df-id 4804  df-po 4809  df-so 4810  df-fr 4847  df-se 4848  df-we 4849  df-ord 4890  df-on 4891  df-lim 4892  df-suc 4893  df-xp 5014  df-rel 5015  df-cnv 5016  df-co 5017  df-dm 5018  df-rn 5019  df-res 5020  df-ima 5021  df-iota 5557  df-fun 5596  df-fn 5597  df-f 5598  df-f1 5599  df-fo 5600  df-f1o 5601  df-fv 5602  df-isom 5603  df-riota 6258  df-ov 6299  df-oprab 6300  df-mpt2 6301  df-of 6539  df-ofr 6540  df-om 6700  df-1st 6799  df-2nd 6800  df-supp 6918  df-recs 7060  df-rdg 7094  df-1o 7148  df-2o 7149  df-oadd 7152  df-omul 7153  df-er 7329  df-map 7440  df-pm 7441  df-ixp 7489  df-en 7536  df-dom 7537  df-sdom 7538  df-fin 7539  df-fsupp 7848  df-fi 7889  df-sup 7919  df-oi 7953  df-card 8337  df-acn 8340  df-cda 8565  df-pnf 9647  df-mnf 9648  df-xr 9649  df-ltxr 9650  df-le 9651  df-sub 9826  df-neg 9827  df-div 10228  df-nn 10557  df-2 10615  df-3 10616  df-4 10617  df-5 10618  df-6 10619  df-7 10620  df-8 10621  df-9 10622  df-10 10623  df-n0 10817  df-z 10886  df-dec 11001  df-uz 11107  df-q 11208  df-rp 11246  df-xneg 11343  df-xadd 11344  df-xmul 11345  df-ioo 11558  df-ioc 11559  df-ico 11560  df-icc 11561  df-fz 11698  df-fzo 11822  df-fl 11932  df-mod 12000  df-seq 12111  df-exp 12170  df-fac 12357  df-bc 12384  df-hash 12409  df-shft 12912  df-cj 12944  df-re 12945  df-im 12946  df-sqrt 13080  df-abs 13081  df-limsup 13306  df-clim 13323  df-rlim 13324  df-sum 13521  df-ef 13815  df-sin 13817  df-cos 13818  df-pi 13820  df-struct 14646  df-ndx 14647  df-slot 14648  df-base 14649  df-sets 14650  df-ress 14651  df-plusg 14725  df-mulr 14726  df-starv 14727  df-sca 14728  df-vsca 14729  df-ip 14730  df-tset 14731  df-ple 14732  df-ds 14734  df-unif 14735  df-hom 14736  df-cco 14737  df-rest 14840  df-topn 14841  df-0g 14859  df-gsum 14860  df-topgen 14861  df-pt 14862  df-prds 14865  df-xrs 14919  df-qtop 14924  df-imas 14925  df-xps 14927  df-mre 15003  df-mrc 15004  df-acs 15006  df-mgm 15999  df-sgrp 16038  df-mnd 16048  df-submnd 16094  df-mulg 16187  df-cntz 16482  df-cmn 16927  df-psmet 18538  df-xmet 18539  df-met 18540  df-bl 18541  df-mopn 18542  df-fbas 18543  df-fg 18544  df-cnfld 18548  df-top 19526  df-bases 19528  df-topon 19529  df-topsp 19530  df-cld 19647  df-ntr 19648  df-cls 19649  df-nei 19726  df-lp 19764  df-perf 19765  df-cn 19855  df-cnp 19856  df-haus 19943  df-cmp 20014  df-tx 20189  df-hmeo 20382  df-fil 20473  df-fm 20565  df-flim 20566  df-flf 20567  df-xms 20949  df-ms 20950  df-tms 20951  df-cncf 21508  df-ovol 22002  df-vol 22003  df-mbf 22154  df-itg1 22155  df-itg2 22156  df-ibl 22157  df-itg 22158  df-0p 22203  df-limc 22396  df-dv 22397
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