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