Step
*
2
2
2
2
1
2
2
2
1
2
1
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
of Lemma
Taylor-remainder-as-integral
1. I : Interval
2. iproper(I)
3. a : {a:ℝ| a ∈ I} 
4. b : {a:ℝ| a ∈ I} 
5. [rmin(a;b), rmax(a;b)] ⊆ I 
6. n : ℤ
7. 0 < n
8. ∀F:ℕ(n - 1) + 2 ⟶ I ⟶ℝ
     ((∀k:ℕ(n - 1) + 2. ∀x,y:{a:ℝ| a ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ (F[k;x] = F[k;y])))
     
⇒ finite-deriv-seq(I;(n - 1) + 1;i,x.F[i;x])
     
⇒ (Taylor-remainder(I;n - 1;b;a;k,x.F[k;x]) = a_∫-b (F[(n - 1) + 1;t]/r((n - 1)!)) * b - t^n - 1 dt))
9. F : ℕn + 2 ⟶ I ⟶ℝ
10. ∀k:ℕn + 2. ∀x,y:{a:ℝ| a ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ (F[k;x] = F[k;y]))
11. finite-deriv-seq(I;n + 1;i,x.F[i;x])
12. λt.((F[n + 1;t]/r((n)!)) * b - t^n) ∈ {f:[rmin(a;b), rmax(a;b)] ⟶ℝ| ifun(f;[rmin(a;b), rmax(a;b)])} 
13. a_∫-b (F[n + 1;t]/r((n)!)) * b - t^n dt = a_∫-b (b - t^n/r((n)!)) * F[n + 1;t] dt
14. ∀n:ℕ. (λt.(b - t^n/r((n)!)) ∈ {h:I ⟶ℝ| ∀x,y:{t:ℝ| t ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ ((h x) = (h y)))} )
15. λt.F[n + 1;t] ∈ {h:I ⟶ℝ| ∀x,y:{t:ℝ| t ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ ((h x) = (h y)))} 
16. λt.F[n;t] ∈ {h:I ⟶ℝ| ∀x,y:{t:ℝ| t ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ ((h x) = (h y)))} 
17. λt.(r(-1) * (b - t^n - 1/r((n - 1)!))) ∈ {h:I ⟶ℝ| ∀x,y:{t:ℝ| t ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ ((h x) = (h y)))} 
18. λt.((r(-1) * (b - t^n - 1/r((n - 1)!))) * F[n;t]) ∈ {f:[rmin(a;b), rmax(a;b)] ⟶ℝ| ifun(f;[rmin(a;b), rmax(a;b)])} 
19. X : ℝ
20. a_∫-b (b - t^n/r((n)!)) * F[n + 1;t] dt = X ∈ ℝ
21. Y : ℝ
22. a_∫-b (F[n;t]/r((n - 1)!)) * b - t^n - 1 dt = Y ∈ ℝ
23. Z : ℝ
24. a_∫-b (r(-1) * (b - t^n - 1/r((n - 1)!))) * F[n;t] dt = Z ∈ ℝ
25. Z = (r(-1) * Y)
26. X = (((b - b^n/r((n)!)) * F[n;b]) - (b - a^n/r((n)!)) * F[n;a] - Z)
27. ((b - b^n/r((n)!)) * F[n;b]) = r0
28. Taylor-remainder(I;n - 1;b;a;k,x.F[k;x]) = Y
29. v : ℝ
30. ((b - a^n/r((n)!)) * F[n;a]) = v ∈ ℝ
31. v1 : ℝ
32. Taylor-approx(n;a;b;k,x.F[k;x]) = v1 ∈ ℝ
33. v2 : ℝ
34. Taylor-approx(n - 1;a;b;k,x.F[k;x]) = v2 ∈ ℝ
35. v3 : ℝ
36. F[0;b] = v3 ∈ ℝ
⊢ v = (v1 - v2)
BY
{ ((Assert v1 = Taylor-approx(n;a;b;k,x.F[k;x]) BY
          Auto)
   THEN Unfold `Taylor-approx` -1
   THEN (RWO "rsum-split-last" (-1) THENA Auto)) }
1
1. I : Interval
2. iproper(I)
3. a : {a:ℝ| a ∈ I} 
4. b : {a:ℝ| a ∈ I} 
5. [rmin(a;b), rmax(a;b)] ⊆ I 
6. n : ℤ
7. 0 < n
8. ∀F:ℕ(n - 1) + 2 ⟶ I ⟶ℝ
     ((∀k:ℕ(n - 1) + 2. ∀x,y:{a:ℝ| a ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ (F[k;x] = F[k;y])))
     
⇒ finite-deriv-seq(I;(n - 1) + 1;i,x.F[i;x])
     
⇒ (Taylor-remainder(I;n - 1;b;a;k,x.F[k;x]) = a_∫-b (F[(n - 1) + 1;t]/r((n - 1)!)) * b - t^n - 1 dt))
9. F : ℕn + 2 ⟶ I ⟶ℝ
10. ∀k:ℕn + 2. ∀x,y:{a:ℝ| a ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ (F[k;x] = F[k;y]))
11. finite-deriv-seq(I;n + 1;i,x.F[i;x])
12. λt.((F[n + 1;t]/r((n)!)) * b - t^n) ∈ {f:[rmin(a;b), rmax(a;b)] ⟶ℝ| ifun(f;[rmin(a;b), rmax(a;b)])} 
13. a_∫-b (F[n + 1;t]/r((n)!)) * b - t^n dt = a_∫-b (b - t^n/r((n)!)) * F[n + 1;t] dt
14. ∀n:ℕ. (λt.(b - t^n/r((n)!)) ∈ {h:I ⟶ℝ| ∀x,y:{t:ℝ| t ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ ((h x) = (h y)))} )
15. λt.F[n + 1;t] ∈ {h:I ⟶ℝ| ∀x,y:{t:ℝ| t ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ ((h x) = (h y)))} 
16. λt.F[n;t] ∈ {h:I ⟶ℝ| ∀x,y:{t:ℝ| t ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ ((h x) = (h y)))} 
17. λt.(r(-1) * (b - t^n - 1/r((n - 1)!))) ∈ {h:I ⟶ℝ| ∀x,y:{t:ℝ| t ∈ I} .  ((x = y) 
⇒ ((h x) = (h y)))} 
18. λt.((r(-1) * (b - t^n - 1/r((n - 1)!))) * F[n;t]) ∈ {f:[rmin(a;b), rmax(a;b)] ⟶ℝ| ifun(f;[rmin(a;b), rmax(a;b)])} 
19. X : ℝ
20. a_∫-b (b - t^n/r((n)!)) * F[n + 1;t] dt = X ∈ ℝ
21. Y : ℝ
22. a_∫-b (F[n;t]/r((n - 1)!)) * b - t^n - 1 dt = Y ∈ ℝ
23. Z : ℝ
24. a_∫-b (r(-1) * (b - t^n - 1/r((n - 1)!))) * F[n;t] dt = Z ∈ ℝ
25. Z = (r(-1) * Y)
26. X = (((b - b^n/r((n)!)) * F[n;b]) - (b - a^n/r((n)!)) * F[n;a] - Z)
27. ((b - b^n/r((n)!)) * F[n;b]) = r0
28. Taylor-remainder(I;n - 1;b;a;k,x.F[k;x]) = Y
29. v : ℝ
30. ((b - a^n/r((n)!)) * F[n;a]) = v ∈ ℝ
31. v1 : ℝ
32. Taylor-approx(n;a;b;k,x.F[k;x]) = v1 ∈ ℝ
33. v2 : ℝ
34. Taylor-approx(n - 1;a;b;k,x.F[k;x]) = v2 ∈ ℝ
35. v3 : ℝ
36. F[0;b] = v3 ∈ ℝ
37. v1 = (Σ{(F[k;a]/r((k)!)) * b - a^k | 0≤k≤n - 1} + ((F[n;a]/r((n)!)) * b - a^n))
⊢ v = (v1 - v2)
Latex:
Latex:
1.  I  :  Interval
2.  iproper(I)
3.  a  :  \{a:\mBbbR{}|  a  \mmember{}  I\} 
4.  b  :  \{a:\mBbbR{}|  a  \mmember{}  I\} 
5.  [rmin(a;b),  rmax(a;b)]  \msubseteq{}  I 
6.  n  :  \mBbbZ{}
7.  0  <  n
8.  \mforall{}F:\mBbbN{}(n  -  1)  +  2  {}\mrightarrow{}  I  {}\mrightarrow{}\mBbbR{}
          ((\mforall{}k:\mBbbN{}(n  -  1)  +  2.  \mforall{}x,y:\{a:\mBbbR{}|  a  \mmember{}  I\}  .    ((x  =  y)  {}\mRightarrow{}  (F[k;x]  =  F[k;y])))
          {}\mRightarrow{}  finite-deriv-seq(I;(n  -  1)  +  1;i,x.F[i;x])
          {}\mRightarrow{}  (Taylor-remainder(I;n  -  1;b;a;k,x.F[k;x])
                =  a\_\mint{}\msupminus{}b  (F[(n  -  1)  +  1;t]/r((n  -  1)!))  *  b  -  t\^{}n  -  1  dt))
9.  F  :  \mBbbN{}n  +  2  {}\mrightarrow{}  I  {}\mrightarrow{}\mBbbR{}
10.  \mforall{}k:\mBbbN{}n  +  2.  \mforall{}x,y:\{a:\mBbbR{}|  a  \mmember{}  I\}  .    ((x  =  y)  {}\mRightarrow{}  (F[k;x]  =  F[k;y]))
11.  finite-deriv-seq(I;n  +  1;i,x.F[i;x])
12.  \mlambda{}t.((F[n  +  1;t]/r((n)!))  *  b  -  t\^{}n)  \mmember{}  \{f:[rmin(a;b),  rmax(a;b)]  {}\mrightarrow{}\mBbbR{}| 
                                                                                      ifun(f;[rmin(a;b),  rmax(a;b)])\} 
13.  a\_\mint{}\msupminus{}b  (F[n  +  1;t]/r((n)!))  *  b  -  t\^{}n  dt  =  a\_\mint{}\msupminus{}b  (b  -  t\^{}n/r((n)!))  *  F[n  +  1;t]  dt
14.  \mforall{}n:\mBbbN{}.  (\mlambda{}t.(b  -  t\^{}n/r((n)!))  \mmember{}  \{h:I  {}\mrightarrow{}\mBbbR{}|  \mforall{}x,y:\{t:\mBbbR{}|  t  \mmember{}  I\}  .    ((x  =  y)  {}\mRightarrow{}  ((h  x)  =  (h  y)))\}  )
15.  \mlambda{}t.F[n  +  1;t]  \mmember{}  \{h:I  {}\mrightarrow{}\mBbbR{}|  \mforall{}x,y:\{t:\mBbbR{}|  t  \mmember{}  I\}  .    ((x  =  y)  {}\mRightarrow{}  ((h  x)  =  (h  y)))\} 
16.  \mlambda{}t.F[n;t]  \mmember{}  \{h:I  {}\mrightarrow{}\mBbbR{}|  \mforall{}x,y:\{t:\mBbbR{}|  t  \mmember{}  I\}  .    ((x  =  y)  {}\mRightarrow{}  ((h  x)  =  (h  y)))\} 
17.  \mlambda{}t.(r(-1)  *  (b  -  t\^{}n  -  1/r((n  -  1)!)))  \mmember{}  \{h:I  {}\mrightarrow{}\mBbbR{}| 
                                                                                            \mforall{}x,y:\{t:\mBbbR{}|  t  \mmember{}  I\}  .    ((x  =  y)  {}\mRightarrow{}  ((h  x)  =  (h  y)))\} 
18.  \mlambda{}t.((r(-1)  *  (b  -  t\^{}n  -  1/r((n  -  1)!)))  *  F[n;t])  \mmember{}  \{f:[rmin(a;b),  rmax(a;b)]  {}\mrightarrow{}\mBbbR{}| 
                                                                                                                  ifun(f;[rmin(a;b),  rmax(a;b)])\} 
19.  X  :  \mBbbR{}
20.  a\_\mint{}\msupminus{}b  (b  -  t\^{}n/r((n)!))  *  F[n  +  1;t]  dt  =  X
21.  Y  :  \mBbbR{}
22.  a\_\mint{}\msupminus{}b  (F[n;t]/r((n  -  1)!))  *  b  -  t\^{}n  -  1  dt  =  Y
23.  Z  :  \mBbbR{}
24.  a\_\mint{}\msupminus{}b  (r(-1)  *  (b  -  t\^{}n  -  1/r((n  -  1)!)))  *  F[n;t]  dt  =  Z
25.  Z  =  (r(-1)  *  Y)
26.  X  =  (((b  -  b\^{}n/r((n)!))  *  F[n;b])  -  (b  -  a\^{}n/r((n)!))  *  F[n;a]  -  Z)
27.  ((b  -  b\^{}n/r((n)!))  *  F[n;b])  =  r0
28.  Taylor-remainder(I;n  -  1;b;a;k,x.F[k;x])  =  Y
29.  v  :  \mBbbR{}
30.  ((b  -  a\^{}n/r((n)!))  *  F[n;a])  =  v
31.  v1  :  \mBbbR{}
32.  Taylor-approx(n;a;b;k,x.F[k;x])  =  v1
33.  v2  :  \mBbbR{}
34.  Taylor-approx(n  -  1;a;b;k,x.F[k;x])  =  v2
35.  v3  :  \mBbbR{}
36.  F[0;b]  =  v3
\mvdash{}  v  =  (v1  -  v2)
By
Latex:
((Assert  v1  =  Taylor-approx(n;a;b;k,x.F[k;x])  BY
                Auto)
  THEN  Unfold  `Taylor-approx`  -1
  THEN  (RWO  "rsum-split-last"  (-1)  THENA  Auto))
Home
Index