Theorem efaddlem 14823

Description: Lemma for efadd 14824 (exponential function addition law). (Contributed by Mario Carneiro, 29-Apr-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
efadd.1	⊢ 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐴↑𝑛) / (!‘𝑛)))
efadd.2	⊢ 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐵↑𝑛) / (!‘𝑛)))
efadd.3	⊢ 𝐻 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((𝐴 + 𝐵)↑𝑛) / (!‘𝑛)))
efadd.4	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
efadd.5	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)

Assertion

Ref	Expression
efaddlem	⊢ (𝜑 → (exp‘(𝐴 + 𝐵)) = ((exp‘𝐴) · (exp‘𝐵)))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝐵,𝑛

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑛)   𝐹(𝑛)   𝐺(𝑛)   𝐻(𝑛)

Proof of Theorem efaddlem

Dummy variables 𝑗 𝑘 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		efadd.4	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
2		efadd.5	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
3	1, 2	addcld 10059	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℂ)
4		efadd.3	. . . 4 ⊢ 𝐻 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((𝐴 + 𝐵)↑𝑛) / (!‘𝑛)))
5	4	efcvg 14815	. . 3 ⊢ ((𝐴 + 𝐵) ∈ ℂ → seq0( + , 𝐻) ⇝ (exp‘(𝐴 + 𝐵)))
6	3, 5	syl 17	. 2 ⊢ (𝜑 → seq0( + , 𝐻) ⇝ (exp‘(𝐴 + 𝐵)))
7		efadd.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐴↑𝑛) / (!‘𝑛)))
8	7	eftval 14807	. . . . 5 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ0 → (𝐹‘𝑗) = ((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)))
9	8	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → (𝐹‘𝑗) = ((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)))
10		absexp 14044	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → (abs‘(𝐴↑𝑗)) = ((abs‘𝐴)↑𝑗))
11	1, 10	sylan 488	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → (abs‘(𝐴↑𝑗)) = ((abs‘𝐴)↑𝑗))
12		faccl 13070	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ0 → (!‘𝑗) ∈ ℕ)
13	12	adantl 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → (!‘𝑗) ∈ ℕ)
14		nnre 11027	. . . . . . . 8 ⊢ ((!‘𝑗) ∈ ℕ → (!‘𝑗) ∈ ℝ)
15		nnnn0 11299	. . . . . . . . 9 ⊢ ((!‘𝑗) ∈ ℕ → (!‘𝑗) ∈ ℕ0)
16	15	nn0ge0d 11354	. . . . . . . 8 ⊢ ((!‘𝑗) ∈ ℕ → 0 ≤ (!‘𝑗))
17	14, 16	absidd 14161	. . . . . . 7 ⊢ ((!‘𝑗) ∈ ℕ → (abs‘(!‘𝑗)) = (!‘𝑗))
18	13, 17	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → (abs‘(!‘𝑗)) = (!‘𝑗))
19	11, 18	oveq12d 6668	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → ((abs‘(𝐴↑𝑗)) / (abs‘(!‘𝑗))) = (((abs‘𝐴)↑𝑗) / (!‘𝑗)))
20		expcl 12878	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → (𝐴↑𝑗) ∈ ℂ)
21	1, 20	sylan 488	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → (𝐴↑𝑗) ∈ ℂ)
22	13	nncnd 11036	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → (!‘𝑗) ∈ ℂ)
23	13	nnne0d 11065	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → (!‘𝑗) ≠ 0)
24	21, 22, 23	absdivd 14194	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → (abs‘((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗))) = ((abs‘(𝐴↑𝑗)) / (abs‘(!‘𝑗))))
25		eqid 2622	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((abs‘𝐴)↑𝑛) / (!‘𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((abs‘𝐴)↑𝑛) / (!‘𝑛)))
26	25	eftval 14807	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ0 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((abs‘𝐴)↑𝑛) / (!‘𝑛)))‘𝑗) = (((abs‘𝐴)↑𝑗) / (!‘𝑗)))
27	26	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((abs‘𝐴)↑𝑛) / (!‘𝑛)))‘𝑗) = (((abs‘𝐴)↑𝑗) / (!‘𝑗)))
28	19, 24, 27	3eqtr4rd 2667	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((abs‘𝐴)↑𝑛) / (!‘𝑛)))‘𝑗) = (abs‘((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗))))
29		eftcl 14804	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → ((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) ∈ ℂ)
30	1, 29	sylan 488	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → ((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) ∈ ℂ)
31		efadd.2	. . . . . 6 ⊢ 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐵↑𝑛) / (!‘𝑛)))
32	31	eftval 14807	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐺‘𝑘) = ((𝐵↑𝑘) / (!‘𝑘)))
33	32	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐺‘𝑘) = ((𝐵↑𝑘) / (!‘𝑘)))
34		eftcl 14804	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐵↑𝑘) / (!‘𝑘)) ∈ ℂ)
35	2, 34	sylan 488	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐵↑𝑘) / (!‘𝑘)) ∈ ℂ)
36	4	eftval 14807	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐻‘𝑘) = (((𝐴 + 𝐵)↑𝑘) / (!‘𝑘)))
37	36	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐻‘𝑘) = (((𝐴 + 𝐵)↑𝑘) / (!‘𝑘)))
38	1	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐴 ∈ ℂ)
39	2	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ ℂ)
40		simpr 477	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
41		binom 14562	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐴 + 𝐵)↑𝑘) = Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))))
42	38, 39, 40, 41	syl3anc 1326	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐴 + 𝐵)↑𝑘) = Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))))
43	42	oveq1d 6665	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝐴 + 𝐵)↑𝑘) / (!‘𝑘)) = (Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) / (!‘𝑘)))
44		fzfid 12772	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (0...𝑘) ∈ Fin)
45		faccl 13070	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
46	45	adantl 482	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℕ)
47	46	nncnd 11036	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ∈ ℂ)
48		bccl2 13110	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑘) → (𝑘C𝑗) ∈ ℕ)
49	48	adantl 482	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝑘C𝑗) ∈ ℕ)
50	49	nncnd 11036	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝑘C𝑗) ∈ ℂ)
51	1	ad2antrr 762	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → 𝐴 ∈ ℂ)
52		fznn0sub 12373	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑘) → (𝑘 − 𝑗) ∈ ℕ0)
53	52	adantl 482	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝑘 − 𝑗) ∈ ℕ0)
54	51, 53	expcld 13008	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) ∈ ℂ)
55	2	ad2antrr 762	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → 𝐵 ∈ ℂ)
56		elfznn0 12433	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑘) → 𝑗 ∈ ℕ0)
57	56	adantl 482	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → 𝑗 ∈ ℕ0)
58	55, 57	expcld 13008	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝐵↑𝑗) ∈ ℂ)
59	54, 58	mulcld 10060	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗)) ∈ ℂ)
60	50, 59	mulcld 10060	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) ∈ ℂ)
61	46	nnne0d 11065	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (!‘𝑘) ≠ 0)
62	44, 47, 60, 61	fsumdivc 14518	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) / (!‘𝑘)) = Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) / (!‘𝑘)))
63	51, 57	expcld 13008	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝐴↑𝑗) ∈ ℂ)
64	57, 12	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (!‘𝑗) ∈ ℕ)
65	64	nncnd 11036	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (!‘𝑗) ∈ ℂ)
66	64	nnne0d 11065	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (!‘𝑗) ≠ 0)
67	63, 65, 66	divcld 10801	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) ∈ ℂ)
68	31	eftval 14807	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑘 − 𝑗) ∈ ℕ0 → (𝐺‘(𝑘 − 𝑗)) = ((𝐵↑(𝑘 − 𝑗)) / (!‘(𝑘 − 𝑗))))
69	53, 68	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝐺‘(𝑘 − 𝑗)) = ((𝐵↑(𝑘 − 𝑗)) / (!‘(𝑘 − 𝑗))))
70	55, 53	expcld 13008	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝐵↑(𝑘 − 𝑗)) ∈ ℂ)
71		faccl 13070	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑘 − 𝑗) ∈ ℕ0 → (!‘(𝑘 − 𝑗)) ∈ ℕ)
72	53, 71	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (!‘(𝑘 − 𝑗)) ∈ ℕ)
73	72	nncnd 11036	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (!‘(𝑘 − 𝑗)) ∈ ℂ)
74	72	nnne0d 11065	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (!‘(𝑘 − 𝑗)) ≠ 0)
75	70, 73, 74	divcld 10801	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((𝐵↑(𝑘 − 𝑗)) / (!‘(𝑘 − 𝑗))) ∈ ℂ)
76	69, 75	eqeltrd 2701	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝐺‘(𝑘 − 𝑗)) ∈ ℂ)
77	67, 76	mulcld 10060	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) · (𝐺‘(𝑘 − 𝑗))) ∈ ℂ)
78		oveq2 6658	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑗 = ((0 + 𝑘) − 𝑚) → (𝐴↑𝑗) = (𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑚)))
79		fveq2 6191	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑗 = ((0 + 𝑘) − 𝑚) → (!‘𝑗) = (!‘((0 + 𝑘) − 𝑚)))
80	78, 79	oveq12d 6668	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 = ((0 + 𝑘) − 𝑚) → ((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) = ((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑚)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑚))))
81		oveq2 6658	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑗 = ((0 + 𝑘) − 𝑚) → (𝑘 − 𝑗) = (𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑚)))
82	81	fveq2d 6195	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 = ((0 + 𝑘) − 𝑚) → (𝐺‘(𝑘 − 𝑗)) = (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑚))))
83	80, 82	oveq12d 6668	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 = ((0 + 𝑘) − 𝑚) → (((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) · (𝐺‘(𝑘 − 𝑗))) = (((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑚)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑚))) · (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑚)))))
84	77, 83	fsumrev2 14514	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) · (𝐺‘(𝑘 − 𝑗))) = Σ𝑚 ∈ (0...𝑘)(((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑚)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑚))) · (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑚)))))
85	31	eftval 14807	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ0 → (𝐺‘𝑗) = ((𝐵↑𝑗) / (!‘𝑗)))
86	57, 85	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝐺‘𝑗) = ((𝐵↑𝑗) / (!‘𝑗)))
87	86	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) / (!‘(𝑘 − 𝑗))) · (𝐺‘𝑗)) = (((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) / (!‘(𝑘 − 𝑗))) · ((𝐵↑𝑗) / (!‘𝑗))))
88	72, 64	nnmulcld 11068	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗)) ∈ ℕ)
89	88	nncnd 11036	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗)) ∈ ℂ)
90	88	nnne0d 11065	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗)) ≠ 0)
91	59, 89, 90	divrec2d 10805	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗)) / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))) = ((1 / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))))
92	54, 73, 58, 65, 74, 66	divmuldivd 10842	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) / (!‘(𝑘 − 𝑗))) · ((𝐵↑𝑗) / (!‘𝑗))) = (((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗)) / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))))
93		bcval2 13092	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑗 ∈ (0...𝑘) → (𝑘C𝑗) = ((!‘𝑘) / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))))
94	93	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝑘C𝑗) = ((!‘𝑘) / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))))
95	94	oveq1d 6665	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((𝑘C𝑗) / (!‘𝑘)) = (((!‘𝑘) / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))) / (!‘𝑘)))
96	47	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (!‘𝑘) ∈ ℂ)
97	61	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (!‘𝑘) ≠ 0)
98	96, 89, 96, 90, 97	divdiv32d 10826	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((!‘𝑘) / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))) / (!‘𝑘)) = (((!‘𝑘) / (!‘𝑘)) / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))))
99	96, 97	dividd 10799	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((!‘𝑘) / (!‘𝑘)) = 1)
100	99	oveq1d 6665	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((!‘𝑘) / (!‘𝑘)) / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))) = (1 / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))))
101	98, 100	eqtrd 2656	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((!‘𝑘) / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))) / (!‘𝑘)) = (1 / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))))
102	95, 101	eqtrd 2656	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((𝑘C𝑗) / (!‘𝑘)) = (1 / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))))
103	102	oveq1d 6665	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((𝑘C𝑗) / (!‘𝑘)) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) = ((1 / ((!‘(𝑘 − 𝑗)) · (!‘𝑗))) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))))
104	91, 92, 103	3eqtr4rd 2667	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((𝑘C𝑗) / (!‘𝑘)) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) = (((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) / (!‘(𝑘 − 𝑗))) · ((𝐵↑𝑗) / (!‘𝑗))))
105	87, 104	eqtr4d 2659	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) / (!‘(𝑘 − 𝑗))) · (𝐺‘𝑗)) = (((𝑘C𝑗) / (!‘𝑘)) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))))
106		nn0cn 11302	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → 𝑘 ∈ ℂ)
107	106	ad2antlr 763	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → 𝑘 ∈ ℂ)
108	107	addid2d 10237	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (0 + 𝑘) = 𝑘)
109	108	oveq1d 6665	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((0 + 𝑘) − 𝑗) = (𝑘 − 𝑗))
110	109	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑗)) = (𝐴↑(𝑘 − 𝑗)))
111	109	fveq2d 6195	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (!‘((0 + 𝑘) − 𝑗)) = (!‘(𝑘 − 𝑗)))
112	110, 111	oveq12d 6668	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → ((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑗)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑗))) = ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) / (!‘(𝑘 − 𝑗))))
113	109	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑗)) = (𝑘 − (𝑘 − 𝑗)))
114		nn0cn 11302	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ0 → 𝑗 ∈ ℂ)
115	57, 114	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → 𝑗 ∈ ℂ)
116	107, 115	nncand 10397	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝑘 − (𝑘 − 𝑗)) = 𝑗)
117	113, 116	eqtrd 2656	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑗)) = 𝑗)
118	117	fveq2d 6195	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑗))) = (𝐺‘𝑗))
119	112, 118	oveq12d 6668	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑗)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑗))) · (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑗)))) = (((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) / (!‘(𝑘 − 𝑗))) · (𝐺‘𝑗)))
120	50, 59, 96, 97	div23d 10838	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) / (!‘𝑘)) = (((𝑘C𝑗) / (!‘𝑘)) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))))
121	105, 119, 120	3eqtr4rd 2667	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑗 ∈ (0...𝑘)) → (((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) / (!‘𝑘)) = (((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑗)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑗))) · (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑗)))))
122	121	sumeq2dv 14433	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) / (!‘𝑘)) = Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑗)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑗))) · (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑗)))))
123		oveq2 6658	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → ((0 + 𝑘) − 𝑗) = ((0 + 𝑘) − 𝑚))
124	123	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑗)) = (𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑚)))
125	123	fveq2d 6195	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (!‘((0 + 𝑘) − 𝑗)) = (!‘((0 + 𝑘) − 𝑚)))
126	124, 125	oveq12d 6668	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → ((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑗)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑗))) = ((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑚)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑚))))
127	123	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑗)) = (𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑚)))
128	127	fveq2d 6195	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑗))) = (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑚))))
129	126, 128	oveq12d 6668	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑗)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑗))) · (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑗)))) = (((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑚)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑚))) · (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑚)))))
130	129	cbvsumv 14426	. . . . . . . . 9 ⊢ Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑗)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑗))) · (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑗)))) = Σ𝑚 ∈ (0...𝑘)(((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑚)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑚))) · (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑚))))
131	122, 130	syl6eq 2672	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) / (!‘𝑘)) = Σ𝑚 ∈ (0...𝑘)(((𝐴↑((0 + 𝑘) − 𝑚)) / (!‘((0 + 𝑘) − 𝑚))) · (𝐺‘(𝑘 − ((0 + 𝑘) − 𝑚)))))
132	84, 131	eqtr4d 2659	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) · (𝐺‘(𝑘 − 𝑗))) = Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) / (!‘𝑘)))
133	62, 132	eqtr4d 2659	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)((𝑘C𝑗) · ((𝐴↑(𝑘 − 𝑗)) · (𝐵↑𝑗))) / (!‘𝑘)) = Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) · (𝐺‘(𝑘 − 𝑗))))
134	43, 133	eqtrd 2656	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝐴 + 𝐵)↑𝑘) / (!‘𝑘)) = Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) · (𝐺‘(𝑘 − 𝑗))))
135	37, 134	eqtrd 2656	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐻‘𝑘) = Σ𝑗 ∈ (0...𝑘)(((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) · (𝐺‘(𝑘 − 𝑗))))
136	1	abscld 14175	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
137	136	recnd 10068	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (abs‘𝐴) ∈ ℂ)
138	25	efcllem 14808	. . . . 5 ⊢ ((abs‘𝐴) ∈ ℂ → seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((abs‘𝐴)↑𝑛) / (!‘𝑛)))) ∈ dom ⇝ )
139	137, 138	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq0( + , (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((abs‘𝐴)↑𝑛) / (!‘𝑛)))) ∈ dom ⇝ )
140	31	efcllem 14808	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℂ → seq0( + , 𝐺) ∈ dom ⇝ )
141	2, 140	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq0( + , 𝐺) ∈ dom ⇝ )
142	9, 28, 30, 33, 35, 135, 139, 141	mertens 14618	. . 3 ⊢ (𝜑 → seq0( + , 𝐻) ⇝ (Σ𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) · Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝐵↑𝑘) / (!‘𝑘))))
143		efval 14810	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (exp‘𝐴) = Σ𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)))
144	1, 143	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (exp‘𝐴) = Σ𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)))
145		efval 14810	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℂ → (exp‘𝐵) = Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝐵↑𝑘) / (!‘𝑘)))
146	2, 145	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (exp‘𝐵) = Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝐵↑𝑘) / (!‘𝑘)))
147	144, 146	oveq12d 6668	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((exp‘𝐴) · (exp‘𝐵)) = (Σ𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐴↑𝑗) / (!‘𝑗)) · Σ𝑘 ∈ ℕ0 ((𝐵↑𝑘) / (!‘𝑘))))
148	142, 147	breqtrrd 4681	. 2 ⊢ (𝜑 → seq0( + , 𝐻) ⇝ ((exp‘𝐴) · (exp‘𝐵)))
149		climuni 14283	. 2 ⊢ ((seq0( + , 𝐻) ⇝ (exp‘(𝐴 + 𝐵)) ∧ seq0( + , 𝐻) ⇝ ((exp‘𝐴) · (exp‘𝐵))) → (exp‘(𝐴 + 𝐵)) = ((exp‘𝐴) · (exp‘𝐵)))
150	6, 148, 149	syl2anc 693	1 ⊢ (𝜑 → (exp‘(𝐴 + 𝐵)) = ((exp‘𝐴) · (exp‘𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   = wceq 1483   ∈ wcel 1990   ≠ wne 2794   class class class wbr 4653   ↦ cmpt 4729  dom cdm 5114  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650  ℂcc 9934  0cc0 9936  1c1 9937   + caddc 9939   · cmul 9941   − cmin 10266   / cdiv 10684  ℕcn 11020  ℕ₀cn0 11292  ...cfz 12326  seqcseq 12801  ↑cexp 12860  !cfa 13060  Ccbc 13089  abscabs 13974   ⇝ cli 14215  Σcsu 14416  expce 14792

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-inf2 8538  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014  ax-addf 10015  ax-mulf 10016

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-fal 1489  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-se 5074  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-isom 5897  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-oadd 7564  df-er 7742  df-pm 7860  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-sup 8348  df-inf 8349  df-oi 8415  df-card 8765  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-rp 11833  df-ico 12181  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-fl 12593  df-seq 12802  df-exp 12861  df-fac 13061  df-bc 13090  df-hash 13118  df-shft 13807  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-limsup 14202  df-clim 14219  df-rlim 14220  df-sum 14417  df-ef 14798

This theorem is referenced by:  efadd  14824