Step
*
of Lemma
Legendre-rpolynomial
∀n:ℕ. ∃a:ℕn + 1 ⟶ ℝ. ((∀x:ℝ. (Legendre(n;x) = (Σi≤n. a_i * x^i))) ∧ ((a n) = (r(doublefact((2 * n) - 1))/r((n)!))))
BY
{ (CompleteInductionOnNat
   THEN (CaseNat 0 `n'
         THENL [(Reduce 0
                 THEN (D 0 With ⌜λi.r1⌝  THEN Auto)
                 THEN Reduce 0
                 THEN (RWO "rpolynomial_unroll" 0 ORELSE nRNorm 0)
                 THEN Reduce 0
                 THEN Auto)
                (CaseNat 1 `n'
                  THENL [(Reduce 0
                          THEN (D 0 With ⌜λi.if (i =z 1) then r1 else r0 fi ⌝  THEN Auto)
                          THEN Reduce 0
                          THEN (RWO "rpolynomial_unroll" 0 ORELSE ((Subst' (1)! ~ 1 0 THENA Auto) THEN nRNorm 0))
                          THEN Reduce 0
                          THEN Auto
                          THEN (RWO "rpolynomial_unroll" 0 THEN Reduce 0)
                          THEN Auto
                          THEN RWO "rnexp1" 0
                          THEN Auto)
                         ((InstHyp [⌜n - 2⌝] 2⋅ THENA Auto)
                           THEN ExRepD
                           THEN (D 2 With ⌜n - 1⌝  THENA Auto)
                           THEN D -1
                           THEN RenameVar `b' (-2)
                           THEN ExRepD
                           THEN Unfold `Legendre` 0
                           THEN (Subst' (n =z 0) ~ ff 0 THENA Auto)
                           THEN (Subst' (n =z 1) ~ ff 0 THENA Auto)
                           THEN Reduce 0
                           THEN D 0 With ⌜λi.if (i =z 0) then (1 - n * a i)/n
                                             if i <z n - 1 then ((2 * n) - 1 * b (i - 1))/n - (n - 1 * a i)/n
                                             else ((2 * n) - 1 * b (i - 1))/n
                                             fi ⌝ 
                           THEN Reduce 0
                           THEN Auto)]
               )]
        )
   ) }
1
1. n : ℕ
2. ¬(n = 0 ∈ ℤ)
3. ¬(n = 1 ∈ ℤ)
4. a : ℕ(n - 2) + 1 ⟶ ℝ
5. ∀x:ℝ. (Legendre(n - 2;x) = (Σi≤n - 2. a_i * x^i))
6. (a (n - 2)) = (r(doublefact((2 * (n - 2)) - 1))/r((n - 2)!))
7. b : ℕ(n - 1) + 1 ⟶ ℝ
8. ∀x:ℝ. (Legendre(n - 1;x) = (Σi≤n - 1. b_i * x^i))
9. (b (n - 1)) = (r(doublefact((2 * (n - 1)) - 1))/r((n - 1)!))
10. x : ℝ
⊢ ((2 * n) - 1 * x * Legendre(n - 1;x) - n - 1 * Legendre(n - 2;x))/n
= (Σi≤n. λi.if (i =z 0) then (1 - n * a i)/n
            if i <z n - 1 then ((2 * n) - 1 * b (i - 1))/n - (n - 1 * a i)/n
            else ((2 * n) - 1 * b (i - 1))/n
            fi _i * x^i)
2
1. n : ℕ
2. ¬(n = 0 ∈ ℤ)
3. ¬(n = 1 ∈ ℤ)
4. a : ℕ(n - 2) + 1 ⟶ ℝ
5. ∀x:ℝ. (Legendre(n - 2;x) = (Σi≤n - 2. a_i * x^i))
6. (a (n - 2)) = (r(doublefact((2 * (n - 2)) - 1))/r((n - 2)!))
7. b : ℕ(n - 1) + 1 ⟶ ℝ
8. ∀x:ℝ. (Legendre(n - 1;x) = (Σi≤n - 1. b_i * x^i))
9. (b (n - 1)) = (r(doublefact((2 * (n - 1)) - 1))/r((n - 1)!))
10. ∀x:ℝ
      (((2 * n) - 1 * x * Legendre(n - 1;x) - n - 1 * Legendre(n - 2;x))/n
      = (Σi≤n. λi.if (i =z 0) then (1 - n * a i)/n
                  if i <z n - 1 then ((2 * n) - 1 * b (i - 1))/n - (n - 1 * a i)/n
                  else ((2 * n) - 1 * b (i - 1))/n
                  fi _i * x^i))
⊢ if (n =z 0) then (1 - n * a n)/n
if n <z n - 1 then ((2 * n) - 1 * b (n - 1))/n - (n - 1 * a n)/n
else ((2 * n) - 1 * b (n - 1))/n
fi 
= (r(doublefact((2 * n) - 1))/r((n)!))
Latex:
Latex:
\mforall{}n:\mBbbN{}
    \mexists{}a:\mBbbN{}n  +  1  {}\mrightarrow{}  \mBbbR{}
      ((\mforall{}x:\mBbbR{}.  (Legendre(n;x)  =  (\mSigma{}i\mleq{}n.  a\_i  *  x\^{}i)))  \mwedge{}  ((a  n)  =  (r(doublefact((2  *  n)  -  1))/r((n)!))))
By
Latex:
(CompleteInductionOnNat
  THEN  (CaseNat  0  `n'
              THENL  [(Reduce  0
                              THEN  (D  0  With  \mkleeneopen{}\mlambda{}i.r1\mkleeneclose{}    THEN  Auto)
                              THEN  Reduce  0
                              THEN  (RWO  "rpolynomial\_unroll"  0  ORELSE  nRNorm  0)
                              THEN  Reduce  0
                              THEN  Auto)
                          ;  (CaseNat  1  `n'
                                THENL  [(Reduce  0
                                                THEN  (D  0  With  \mkleeneopen{}\mlambda{}i.if  (i  =\msubz{}  1)  then  r1  else  r0  fi  \mkleeneclose{}    THEN  Auto)
                                                THEN  Reduce  0
                                                THEN  (RWO  "rpolynomial\_unroll"  0
                                                ORELSE  ((Subst'  (1)!  \msim{}  1  0  THENA  Auto)  THEN  nRNorm  0)
                                                )
                                                THEN  Reduce  0
                                                THEN  Auto
                                                THEN  (RWO  "rpolynomial\_unroll"  0  THEN  Reduce  0)
                                                THEN  Auto
                                                THEN  RWO  "rnexp1"  0
                                                THEN  Auto)
                                            ;  ((InstHyp  [\mkleeneopen{}n  -  2\mkleeneclose{}]  2\mcdot{}  THENA  Auto)
                                                  THEN  ExRepD
                                                  THEN  (D  2  With  \mkleeneopen{}n  -  1\mkleeneclose{}    THENA  Auto)
                                                  THEN  D  -1
                                                  THEN  RenameVar  `b'  (-2)
                                                  THEN  ExRepD
                                                  THEN  Unfold  `Legendre`  0
                                                  THEN  (Subst'  (n  =\msubz{}  0)  \msim{}  ff  0  THENA  Auto)
                                                  THEN  (Subst'  (n  =\msubz{}  1)  \msim{}  ff  0  THENA  Auto)
                                                  THEN  Reduce  0
                                                  THEN  D  0  With  \mkleeneopen{}\mlambda{}i.if  (i  =\msubz{}  0)  then  (1  -  n  *  a  i)/n
                                                                                      if  i  <z  n  -  1
                                                                                          then  ((2  *  n)  -  1  *  b  (i  -  1))/n  -  (n  -  1  *  a  i)/n
                                                                                      else  ((2  *  n)  -  1  *  b  (i  -  1))/n
                                                                                      fi  \mkleeneclose{} 
                                                  THEN  Reduce  0
                                                  THEN  Auto)]
                          )]
            )
  )
Home
Index