Nuprl Lemma : Legendre-differential-equation
∀n:ℕ
  ∃f,g:(-∞, ∞) ⟶ℝ
   ((∀x,y:ℝ.  ((x = y) 
⇒ ((f x) = (f y))))
   ∧ (∀x,y:ℝ.  ((x = y) 
⇒ ((g x) = (g y))))
   ∧ d(g[x])/dx = λx.f[x] on (-∞, ∞)
   ∧ d(Legendre(n;x))/dx = λx.g[x] on (-∞, ∞)
   ∧ (∀x:ℝ. (((((r1 - x * x) * (f x)) - (r(2) * x) * (g x)) + (r(n * (n + 1)) * Legendre(n;x))) = r0))
   ∧ (0 < n 
⇒ (∀x:ℝ. (((r1 - x * x) * (g x)) = ((r(n) * Legendre(n - 1;x)) - (r(n) * x) * Legendre(n;x))))))
Proof
Definitions occuring in Statement : 
Legendre: Legendre(n;x)
, 
derivative: d(f[x])/dx = λz.g[z] on I
, 
rfun: I ⟶ℝ
, 
riiint: (-∞, ∞)
, 
rsub: x - y
, 
req: x = y
, 
rmul: a * b
, 
radd: a + b
, 
int-to-real: r(n)
, 
real: ℝ
, 
nat: ℕ
, 
less_than: a < b
, 
so_apply: x[s]
, 
all: ∀x:A. B[x]
, 
exists: ∃x:A. B[x]
, 
implies: P 
⇒ Q
, 
and: P ∧ Q
, 
apply: f a
, 
multiply: n * m
, 
subtract: n - m
, 
add: n + m
, 
natural_number: $n
Definitions unfolded in proof : 
all: ∀x:A. B[x]
, 
uall: ∀[x:A]. B[x]
, 
member: t ∈ T
, 
int_seg: {i..j-}
, 
lelt: i ≤ j < k
, 
and: P ∧ Q
, 
uimplies: b supposing a
, 
not: ¬A
, 
implies: P 
⇒ Q
, 
satisfiable_int_formula: satisfiable_int_formula(fmla)
, 
exists: ∃x:A. B[x]
, 
false: False
, 
top: Top
, 
prop: ℙ
, 
decidable: Dec(P)
, 
or: P ∨ Q
, 
subtype_rel: A ⊆r B
, 
so_lambda: λ2x.t[x]
, 
so_apply: x[s]
, 
guard: {T}
, 
sq_type: SQType(T)
, 
nat: ℕ
, 
rfun: I ⟶ℝ
, 
cand: A c∧ B
, 
subtract: n - m
, 
true: True
, 
label: ...$L... t
, 
ge: i ≥ j 
, 
le: A ≤ B
, 
less_than': less_than'(a;b)
, 
less_than: a < b
, 
squash: ↓T
, 
uiff: uiff(P;Q)
, 
req_int_terms: t1 ≡ t2
, 
int_nzero: ℤ-o
, 
nequal: a ≠ b ∈ T 
, 
rev_uimplies: rev_uimplies(P;Q)
, 
Legendre: Legendre(n;x)
, 
iff: P 
⇐⇒ Q
, 
rev_implies: P 
⇐ Q
, 
ifthenelse: if b then t else f fi 
, 
bfalse: ff
, 
bool: 𝔹
, 
unit: Unit
, 
it: ⋅
, 
btrue: tt
, 
bnot: ¬bb
, 
assert: ↑b
, 
int_upper: {i...}
, 
rneq: x ≠ y
, 
rdiv: (x/y)
, 
rfun-eq: rfun-eq(I;f;g)
, 
int-to-real: r(n)
, 
r-ap: f(x)
, 
eq_int: (i =z j)
, 
rless: x < y
, 
sq_exists: ∃x:A [B[x]]
, 
nat_plus: ℕ+
Lemmas referenced : 
int_seg_properties, 
full-omega-unsat, 
intformand_wf, 
intformless_wf, 
itermVar_wf, 
itermConstant_wf, 
intformle_wf, 
istype-int, 
int_formula_prop_and_lemma, 
istype-void, 
int_formula_prop_less_lemma, 
int_term_value_var_lemma, 
int_term_value_constant_lemma, 
int_formula_prop_le_lemma, 
int_formula_prop_wf, 
int_seg_wf, 
decidable__equal_int, 
subtract_wf, 
subtype_base_sq, 
set_subtype_base, 
int_subtype_base, 
intformnot_wf, 
intformeq_wf, 
itermSubtract_wf, 
int_formula_prop_not_lemma, 
int_formula_prop_eq_lemma, 
int_term_value_subtract_lemma, 
decidable__le, 
decidable__lt, 
istype-le, 
istype-less_than, 
subtype_rel_self, 
int-to-real_wf, 
real_wf, 
i-member_wf, 
riiint_wf, 
req_weakening, 
req_wf, 
derivative-const, 
Legendre_1_lemma, 
derivative-id, 
Legendre_0_lemma, 
member_riiint_lemma, 
true_wf, 
derivative_wf, 
Legendre_wf, 
nat_properties, 
radd_wf, 
rsub_wf, 
rmul_wf, 
guard_wf, 
exists_wf, 
rfun_wf, 
all_wf, 
int_seg_subtype_nat, 
istype-false, 
less_than_wf, 
primrec-wf2, 
itermAdd_wf, 
int_term_value_add_lemma, 
istype-nat, 
itermMultiply_wf, 
req-iff-rsub-is-0, 
real_polynomial_null, 
real_term_value_sub_lemma, 
real_term_value_add_lemma, 
real_term_value_mul_lemma, 
real_term_value_const_lemma, 
real_term_value_var_lemma, 
int-rdiv_wf, 
nequal_wf, 
int-rmul_wf, 
int_term_value_mul_lemma, 
derivative-int-rdiv, 
derivative-sub, 
derivative-int-rmul, 
derivative-add, 
derivative-mul-x, 
req_functionality, 
rsub_functionality, 
int-rmul_functionality, 
radd_functionality, 
rmul_functionality, 
int-rdiv_functionality, 
Legendre_functionality, 
bool_wf, 
bool_subtype_base, 
equal_wf, 
squash_wf, 
istype-universe, 
eq_int_eq_false, 
bfalse_wf, 
iff_weakening_equal, 
subtract-add-cancel, 
eq_int_wf, 
eqtt_to_assert, 
assert_of_eq_int, 
eqff_to_assert, 
bool_cases_sqequal, 
assert-bnot, 
neg_assert_of_eq_int, 
int-rmul-req, 
req_transitivity, 
req_inversion, 
rmul-int, 
rsub-int, 
radd-int, 
req-implies-req, 
subtype_rel_sets_simple, 
le_wf, 
rdiv_wf, 
rless-int, 
int_upper_properties, 
rless_wf, 
int-rdiv-req, 
rmul_preserves_req, 
rinv_wf2, 
rmul-rinv3, 
derivative_unique, 
iproper-riiint, 
rdiv_functionality, 
int-rinv-cancel, 
rminus_wf, 
itermMinus_wf, 
rless_functionality, 
rminus-int, 
real_term_value_minus_lemma, 
nat_plus_properties, 
radd-preserves-req, 
rmul-rinv, 
rmul-zero, 
rminus_functionality
Rules used in proof : 
sqequalSubstitution, 
sqequalTransitivity, 
computationStep, 
sqequalReflexivity, 
lambdaFormation_alt, 
cut, 
thin, 
introduction, 
extract_by_obid, 
sqequalHypSubstitution, 
isectElimination, 
natural_numberEquality, 
hypothesisEquality, 
hypothesis, 
setElimination, 
rename, 
productElimination, 
independent_isectElimination, 
approximateComputation, 
independent_functionElimination, 
dependent_pairFormation_alt, 
lambdaEquality_alt, 
int_eqEquality, 
dependent_functionElimination, 
isect_memberEquality_alt, 
voidElimination, 
sqequalRule, 
independent_pairFormation, 
universeIsType, 
unionElimination, 
applyEquality, 
instantiate, 
because_Cache, 
equalityTransitivity, 
equalitySymmetry, 
applyLambdaEquality, 
dependent_set_memberEquality_alt, 
productIsType, 
hypothesis_subsumption, 
setIsType, 
cumulativity, 
intEquality, 
functionIsType, 
inhabitedIsType, 
closedConclusion, 
productEquality, 
functionEquality, 
multiplyEquality, 
addEquality, 
imageElimination, 
equalityIstype, 
baseApply, 
baseClosed, 
sqequalBase, 
universeEquality, 
imageMemberEquality, 
equalityElimination, 
promote_hyp, 
inrFormation_alt, 
minusEquality
Latex:
\mforall{}n:\mBbbN{}
    \mexists{}f,g:(-\minfty{},  \minfty{})  {}\mrightarrow{}\mBbbR{}
      ((\mforall{}x,y:\mBbbR{}.    ((x  =  y)  {}\mRightarrow{}  ((f  x)  =  (f  y))))
      \mwedge{}  (\mforall{}x,y:\mBbbR{}.    ((x  =  y)  {}\mRightarrow{}  ((g  x)  =  (g  y))))
      \mwedge{}  d(g[x])/dx  =  \mlambda{}x.f[x]  on  (-\minfty{},  \minfty{})
      \mwedge{}  d(Legendre(n;x))/dx  =  \mlambda{}x.g[x]  on  (-\minfty{},  \minfty{})
      \mwedge{}  (\mforall{}x:\mBbbR{}
                (((((r1  -  x  *  x)  *  (f  x))  -  (r(2)  *  x)  *  (g  x))  +  (r(n  *  (n  +  1))  *  Legendre(n;x)))  =  r0))
      \mwedge{}  (0  <  n
          {}\mRightarrow{}  (\mforall{}x:\mBbbR{}
                      (((r1  -  x  *  x)  *  (g  x))  =  ((r(n)  *  Legendre(n  -  1;x))  -  (r(n)  *  x)  *  Legendre(n;x))))))
Date html generated:
2019_10_30-AM-11_33_24
Last ObjectModification:
2019_01_04-PM-01_34_24
Theory : reals_2
Home
Index