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Theorem dchrisum0fno1 21166
Description: The sum  sum_ k  <_  x ,  F ( x )  /  sqr k is divergent (i.e. not eventually bounded). Equation 9.4.30 of [Shapiro], p. 383. (Contributed by Mario Carneiro, 5-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
rpvmasum.z  |-  Z  =  (ℤ/n `  N )
rpvmasum.l  |-  L  =  ( ZRHom `  Z
)
rpvmasum.a  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
rpvmasum2.g  |-  G  =  (DChr `  N )
rpvmasum2.d  |-  D  =  ( Base `  G
)
rpvmasum2.1  |-  .1.  =  ( 0g `  G )
dchrisum0f.f  |-  F  =  ( b  e.  NN  |->  sum_ v  e.  { q  e.  NN  |  q 
||  b }  ( X `  ( L `  v ) ) )
dchrisum0f.x  |-  ( ph  ->  X  e.  D )
dchrisum0flb.r  |-  ( ph  ->  X : ( Base `  Z ) --> RR )
dchrisum0fno1.a  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )  e.  O ( 1 ) )
Assertion
Ref Expression
dchrisum0fno1  |-  -.  ph
Distinct variable groups:    x, k,  .1.    k, F, x    k,
b, q, v, x   
k, N, q, x    ph, k, x    k, Z, x    D, k, x    L, b, k, v, x    X, b, k, v, x
Allowed substitution hints:    ph( v, q, b)    D( v, q, b)    .1. ( v, q, b)    F( v, q, b)    G( x, v, k, q, b)    L( q)    N( v, b)    X( q)    Z( v, q, b)

Proof of Theorem dchrisum0fno1
Dummy variables  m  i are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 logno1 20488 . 2  |-  -.  (
x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) )  e.  O ( 1 )
2 relogcl 20434 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( log `  x )  e.  RR )
32adantl 453 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( log `  x )  e.  RR )
43recnd 9078 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( log `  x )  e.  CC )
5 2cn 10034 . . . . . 6  |-  2  e.  CC
65a1i 11 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  2  e.  CC )
7 2ne0 10047 . . . . . 6  |-  2  =/=  0
87a1i 11 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  2  =/=  0 )
94, 6, 8divcan2d 9756 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( 2  x.  ( ( log `  x )  /  2
) )  =  ( log `  x ) )
109mpteq2dva 4263 . . 3  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( 2  x.  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) ) )
113rehalfcld 10178 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( log `  x )  / 
2 )  e.  RR )
1211recnd 9078 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( log `  x )  / 
2 )  e.  CC )
13 rpssre 10586 . . . . . 6  |-  RR+  C_  RR
14 o1const 12376 . . . . . 6  |-  ( (
RR+  C_  RR  /\  2  e.  CC )  ->  (
x  e.  RR+  |->  2 )  e.  O ( 1 ) )
1513, 5, 14mp2an 654 . . . . 5  |-  ( x  e.  RR+  |->  2 )  e.  O ( 1 )
1615a1i 11 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  2 )  e.  O
( 1 ) )
17 1re 9054 . . . . . 6  |-  1  e.  RR
1817a1i 11 . . . . 5  |-  ( ph  ->  1  e.  RR )
19 dchrisum0fno1.a . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )  e.  O ( 1 ) )
20 sumex 12444 . . . . . 6  |-  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) )  e.  _V
2120a1i 11 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) )  e.  _V )
2211adantrr 698 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  e.  RR )
232ad2antrl 709 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  x
)  e.  RR )
24 log1 20441 . . . . . . . . 9  |-  ( log `  1 )  =  0
25 simprr 734 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
1  <_  x )
26 1rp 10580 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  RR+
27 simprl 733 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  x  e.  RR+ )
28 logleb 20459 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 1  e.  RR+  /\  x  e.  RR+ )  ->  (
1  <_  x  <->  ( log `  1 )  <_  ( log `  x ) ) )
2926, 27, 28sylancr 645 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( 1  <_  x  <->  ( log `  1 )  <_  ( log `  x
) ) )
3025, 29mpbid 202 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  1
)  <_  ( log `  x ) )
3124, 30syl5eqbrr 4214 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
0  <_  ( log `  x ) )
32 2re 10033 . . . . . . . . 9  |-  2  e.  RR
3332a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
2  e.  RR )
34 2pos 10046 . . . . . . . . 9  |-  0  <  2
3534a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
0  <  2 )
36 divge0 9843 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( log `  x
)  e.  RR  /\  0  <_  ( log `  x
) )  /\  (
2  e.  RR  /\  0  <  2 ) )  ->  0  <_  (
( log `  x
)  /  2 ) )
3723, 31, 33, 35, 36syl22anc 1185 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
0  <_  ( ( log `  x )  / 
2 ) )
3822, 37absidd 12188 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( abs `  (
( log `  x
)  /  2 ) )  =  ( ( log `  x )  /  2 ) )
39 fzfid 11275 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( 1 ... ( |_ `  x ) )  e.  Fin )
40 rpvmasum.z . . . . . . . . . . . 12  |-  Z  =  (ℤ/n `  N )
41 rpvmasum.l . . . . . . . . . . . 12  |-  L  =  ( ZRHom `  Z
)
42 rpvmasum.a . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
43 rpvmasum2.g . . . . . . . . . . . 12  |-  G  =  (DChr `  N )
44 rpvmasum2.d . . . . . . . . . . . 12  |-  D  =  ( Base `  G
)
45 rpvmasum2.1 . . . . . . . . . . . 12  |-  .1.  =  ( 0g `  G )
46 dchrisum0f.f . . . . . . . . . . . 12  |-  F  =  ( b  e.  NN  |->  sum_ v  e.  { q  e.  NN  |  q 
||  b }  ( X `  ( L `  v ) ) )
47 dchrisum0f.x . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  X  e.  D )
48 dchrisum0flb.r . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  X : ( Base `  Z ) --> RR )
4940, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48dchrisum0ff 21162 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  F : NN --> RR )
5049adantr 452 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  F : NN --> RR )
51 elfznn 11044 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  k  e.  NN )
52 ffvelrn 5835 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F : NN --> RR  /\  k  e.  NN )  ->  ( F `  k
)  e.  RR )
5350, 51, 52syl2an 464 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( F `  k )  e.  RR )
5451adantl 453 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  e.  NN )
5554nnrpd 10611 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  e.  RR+ )
5655rpsqrcld 12177 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( sqr `  k
)  e.  RR+ )
5753, 56rerpdivcld 10639 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( ( F `
 k )  / 
( sqr `  k
) )  e.  RR )
5839, 57fsumrecl 12491 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) )  e.  RR )
5958recnd 9078 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) )  e.  CC )
6059abscld 12201 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( abs `  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )  e.  RR )
61 fzfid 11275 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  e. 
Fin )
62 elfznn 11044 . . . . . . . . . . 11  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  i  e.  NN )
6362adantl 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
i  e.  NN )
6463nnrecred 10009 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( 1  /  i
)  e.  RR )
6561, 64fsumrecl 12491 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  i )  e.  RR )
66 logsqr 20556 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( log `  ( sqr `  x
) )  =  ( ( log `  x
)  /  2 ) )
6766ad2antrl 709 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  ( sqr `  x ) )  =  ( ( log `  x )  /  2
) )
68 rpsqrcl 12033 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( sqr `  x )  e.  RR+ )
6968ad2antrl 709 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( sqr `  x
)  e.  RR+ )
70 harmoniclbnd 20808 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( sqr `  x )  e.  RR+  ->  ( log `  ( sqr `  x
) )  <_  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
7169, 70syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  ( sqr `  x ) )  <_  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
7267, 71eqbrtrrd 4202 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  <_  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
73 eqid 2412 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) )  =  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )
74 ovex 6073 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( m ^ 2 )  e. 
_V
7573, 74elrnmpti 5088 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) )  <->  E. m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) k  =  ( m ^
2 ) )
76 elfznn 11044 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  m  e.  NN )
7776adantl 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  m  e.  NN )
7877nnrpd 10611 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  m  e.  RR+ )
7978rprege0d 10619 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m  e.  RR  /\  0  <_  m )
)
80 sqrsq 12038 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( m  e.  RR  /\  0  <_  m )  -> 
( sqr `  (
m ^ 2 ) )  =  m )
8179, 80syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  (
m ^ 2 ) )  =  m )
8281, 77eqeltrd 2486 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  (
m ^ 2 ) )  e.  NN )
83 fveq2 5695 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( k  =  ( m ^
2 )  ->  ( sqr `  k )  =  ( sqr `  (
m ^ 2 ) ) )
8483eleq1d 2478 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( k  =  ( m ^
2 )  ->  (
( sqr `  k
)  e.  NN  <->  ( sqr `  ( m ^ 2 ) )  e.  NN ) )
8582, 84syl5ibrcom 214 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( k  =  ( m ^ 2 )  ->  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )
8685rexlimdva 2798 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( E. m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) k  =  ( m ^
2 )  ->  ( sqr `  k )  e.  NN ) )
8775, 86syl5bi 209 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( k  e.  ran  ( m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )  ->  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )
8887imp 419 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  ( sqr `  k
)  e.  NN )
89 iftrue 3713 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( sqr `  k )  e.  NN  ->  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  =  1 )
9088, 89syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  =  1 )
9190oveq1d 6063 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  =  ( 1  /  ( sqr `  k ) ) )
9291sumeq2dv 12460 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ran  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  / 
( sqr `  k
) )  =  sum_ k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) ( 1  /  ( sqr `  k ) ) )
93 fveq2 5695 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  ( i ^
2 )  ->  ( sqr `  k )  =  ( sqr `  (
i ^ 2 ) ) )
9493oveq2d 6064 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  ( i ^
2 )  ->  (
1  /  ( sqr `  k ) )  =  ( 1  /  ( sqr `  ( i ^
2 ) ) ) )
9577nnsqcld 11506 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  NN )
9669rpred 10612 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( sqr `  x
)  e.  RR )
97 fznnfl 11206 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( sqr `  x )  e.  RR  ->  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  <->  ( m  e.  NN  /\  m  <_ 
( sqr `  x
) ) ) )
9896, 97syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  <->  ( m  e.  NN  /\  m  <_ 
( sqr `  x
) ) ) )
9998simplbda 608 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  m  <_  ( sqr `  x
) )
10069adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  x
)  e.  RR+ )
101100rprege0d 10619 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( sqr `  x
)  e.  RR  /\  0  <_  ( sqr `  x
) ) )
102 le2sq 11419 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( m  e.  RR  /\  0  <_  m )  /\  ( ( sqr `  x
)  e.  RR  /\  0  <_  ( sqr `  x
) ) )  -> 
( m  <_  ( sqr `  x )  <->  ( m ^ 2 )  <_ 
( ( sqr `  x
) ^ 2 ) ) )
10379, 101, 102syl2anc 643 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m  <_  ( sqr `  x )  <->  ( m ^ 2 )  <_ 
( ( sqr `  x
) ^ 2 ) ) )
10499, 103mpbid 202 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  <_  ( ( sqr `  x ) ^
2 ) )
10527rpred 10612 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  x  e.  RR )
106105adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  x  e.  RR )
107106recnd 9078 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  x  e.  CC )
108107sqsqrd 12204 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( sqr `  x
) ^ 2 )  =  x )
109104, 108breqtrd 4204 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  <_  x )
110 fznnfl 11206 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  e.  RR  ->  (
( m ^ 2 )  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  <->  ( (
m ^ 2 )  e.  NN  /\  (
m ^ 2 )  <_  x ) ) )
111106, 110syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( m ^
2 )  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  <-> 
( ( m ^
2 )  e.  NN  /\  ( m ^ 2 )  <_  x )
) )
11295, 109, 111mpbir2and 889 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
113112ex 424 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ) )
11476nnrpd 10611 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  m  e.  RR+ )
115114rprege0d 10619 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  ( m  e.  RR  /\  0  <_  m ) )
11662nnrpd 10611 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  i  e.  RR+ )
117116rprege0d 10619 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  ( i  e.  RR  /\  0  <_ 
i ) )
118 sq11 11417 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( m  e.  RR  /\  0  <_  m )  /\  ( i  e.  RR  /\  0  <_  i )
)  ->  ( (
m ^ 2 )  =  ( i ^
2 )  <->  m  =  i ) )
119115, 117, 118syl2an 464 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) )  ->  ( ( m ^ 2 )  =  ( i ^ 2 )  <->  m  =  i
) )
120119a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( m ^
2 )  =  ( i ^ 2 )  <-> 
m  =  i ) ) )
121113, 120dom2lem 7114 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-> ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
122 f1f1orn 5652 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-> ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-onto-> ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )
123121, 122syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-onto-> ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )
124 oveq1 6055 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  i  ->  (
m ^ 2 )  =  ( i ^
2 ) )
125124, 73, 74fvmpt3i 5776 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  ( (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) `
 i )  =  ( i ^ 2 ) )
126125adantl 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) `  i )  =  ( i ^
2 ) )
127 f1f 5606 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-> ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) --> ( 1 ... ( |_ `  x
) ) )
128 frn 5564 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) --> ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  ran  ( m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) 
C_  ( 1 ... ( |_ `  x
) ) )
129121, 127, 1283syl 19 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )  C_  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
130129sselda 3316 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) )
131 0re 9055 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  0  e.  RR
13217, 131keepel 3764 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  e.  RR
133 rerpdivcl 10603 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  e.  RR  /\  ( sqr `  k )  e.  RR+ )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  e.  RR )
134132, 56, 133sylancr 645 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  e.  RR )
135134recnd 9078 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  e.  CC )
136130, 135syldan 457 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  e.  CC )
13791, 136eqeltrrd 2487 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  ( 1  / 
( sqr `  k
) )  e.  CC )
13894, 61, 123, 126, 137fsumf1o 12480 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ran  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ( 1  /  ( sqr `  k ) )  =  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  ( sqr `  ( i ^ 2 ) ) ) )
13992, 138eqtrd 2444 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ran  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  / 
( sqr `  k
) )  =  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  ( sqr `  (
i ^ 2 ) ) ) )
140 eldif 3298 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  ( ( 1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )  <->  ( k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  /\  -.  k  e. 
ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )
14151ad2antrl 709 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  NN )
142141nncnd 9980 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  CC )
143142sqsqrd 12204 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( ( sqr `  k ) ^
2 )  =  k )
144 simprr 734 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  k )  e.  NN )
145 fznnfl 11206 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( x  e.  RR  ->  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  <->  ( k  e.  NN  /\  k  <_  x ) ) )
146105, 145syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  <-> 
( k  e.  NN  /\  k  <_  x )
) )
147146simplbda 608 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  <_  x
)
148147adantrr 698 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  <_  x )
149141nnrpd 10611 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  RR+ )
150149rprege0d 10619 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( k  e.  RR  /\  0  <_ 
k ) )
15127adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  x  e.  RR+ )
152151rprege0d 10619 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( x  e.  RR  /\  0  <_  x ) )
153 sqrle 12029 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( k  e.  RR  /\  0  <_  k )  /\  ( x  e.  RR  /\  0  <_  x )
)  ->  ( k  <_  x  <->  ( sqr `  k
)  <_  ( sqr `  x ) ) )
154150, 152, 153syl2anc 643 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( k  <_  x  <->  ( sqr `  k
)  <_  ( sqr `  x ) ) )
155148, 154mpbid 202 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  k )  <_  ( sqr `  x ) )
15669adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  x )  e.  RR+ )
157156rpred 10612 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  x )  e.  RR )
158 fznnfl 11206 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( sqr `  x )  e.  RR  ->  (
( sqr `  k
)  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  <->  ( ( sqr `  k )  e.  NN  /\  ( sqr `  k )  <_  ( sqr `  x ) ) ) )
159157, 158syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( ( sqr `  k )  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  <->  ( ( sqr `  k )  e.  NN  /\  ( sqr `  k )  <_  ( sqr `  x ) ) ) )
160144, 155, 159mpbir2and 889 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  k )  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) )
161143, 141eqeltrd 2486 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( ( sqr `  k ) ^
2 )  e.  NN )
162 oveq1 6055 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( m  =  ( sqr `  k
)  ->  ( m ^ 2 )  =  ( ( sqr `  k
) ^ 2 ) )
16373, 162elrnmpt1s 5085 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( sqr `  k
)  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  /\  (
( sqr `  k
) ^ 2 )  e.  NN )  -> 
( ( sqr `  k
) ^ 2 )  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )
164160, 161, 163syl2anc 643 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( ( sqr `  k ) ^
2 )  e.  ran  ( m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )
165143, 164eqeltrrd 2487 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )
166165expr 599 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( ( sqr `  k )  e.  NN  ->  k  e.  ran  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )
167166con3d 127 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( -.  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )  ->  -.  ( sqr `  k )  e.  NN ) )
168167impr 603 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  -.  k  e. 
ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  ->  -.  ( sqr `  k
)  e.  NN )
169140, 168sylan2b 462 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  ->  -.  ( sqr `  k
)  e.  NN )
170 iffalse 3714 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( -.  ( sqr `  k
)  e.  NN  ->  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  =  0 )
171169, 170syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  ->  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  =  0 )
172171oveq1d 6063 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  / 
( sqr `  k
) )  =  ( 0  /  ( sqr `  k ) ) )
173 eldifi 3437 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  ( ( 1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )  ->  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
174173, 56sylan2 461 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( sqr `  k
)  e.  RR+ )
175174rpcnne0d 10621 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( ( sqr `  k
)  e.  CC  /\  ( sqr `  k )  =/=  0 ) )
176 div0 9670 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( sqr `  k
)  e.  CC  /\  ( sqr `  k )  =/=  0 )  -> 
( 0  /  ( sqr `  k ) )  =  0 )
177175, 176syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( 0  /  ( sqr `  k ) )  =  0 )
178172, 177eqtrd 2444 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  / 
( sqr `  k
) )  =  0 )
179129, 136, 178, 39fsumss 12482 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ran  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  / 
( sqr `  k
) )  =  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  /  ( sqr `  k ) ) )
18063nnrpd 10611 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
i  e.  RR+ )
181180rprege0d 10619 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( i  e.  RR  /\  0  <_  i )
)
182 sqrsq 12038 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( i  e.  RR  /\  0  <_  i )  -> 
( sqr `  (
i ^ 2 ) )  =  i )
183181, 182syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  (
i ^ 2 ) )  =  i )
184183oveq2d 6064 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( 1  /  ( sqr `  ( i ^
2 ) ) )  =  ( 1  / 
i ) )
185184sumeq2dv 12460 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  ( sqr `  (
i ^ 2 ) ) )  =  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  i ) )
186139, 179, 1853eqtr3d 2452 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  /  ( sqr `  k ) )  = 
sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
187132a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  e.  RR )
18842ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  N  e.  NN )
18947ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  X  e.  D
)
19048ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  X : (
Base `  Z ) --> RR )
19140, 41, 188, 43, 44, 45, 46, 189, 190, 54dchrisum0flb 21165 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  <_ 
( F `  k
) )
192187, 53, 56, 191lediv1dd 10666 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  <_  (
( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )
19339, 134, 57, 192fsumle 12541 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  /  ( sqr `  k ) )  <_  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )
194186, 193eqbrtrrd 4202 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  i )  <_  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )
19522, 65, 58, 72, 194letrd 9191 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  <_  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) ) )
19658leabsd 12180 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) )  <_ 
( abs `  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) ) )
19722, 58, 60, 195, 196letrd 9191 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  <_  ( abs `  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) ) )
19838, 197eqbrtrd 4200 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( abs `  (
( log `  x
)  /  2 ) )  <_  ( abs ` 
sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) ) ) )
19918, 19, 21, 12, 198o1le 12409 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( ( log `  x
)  /  2 ) )  e.  O ( 1 ) )
2006, 12, 16, 199o1mul2 12381 . . 3  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( 2  x.  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )  e.  O
( 1 ) )
20110, 200eqeltrrd 2487 . 2  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) )  e.  O ( 1 ) )
2021, 201mto 169 1  |-  -.  ph
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1721    =/= wne 2575   E.wrex 2675   {crab 2678   _Vcvv 2924    \ cdif 3285    C_ wss 3288   ifcif 3707   class class class wbr 4180    e. cmpt 4234   ran crn 4846   -->wf 5417   -1-1->wf1 5418   -1-1-onto->wf1o 5420   ` cfv 5421  (class class class)co 6048   CCcc 8952   RRcr 8953   0cc0 8954   1c1 8955    x. cmul 8959    < clt 9084    <_ cle 9085    / cdiv 9641   NNcn 9964   2c2 10013   RR+crp 10576   ...cfz 11007   |_cfl 11164   ^cexp 11345   sqrcsqr 12001   abscabs 12002   O (
1 )co1 12243   sum_csu 12442    || cdivides 12815   Basecbs 13432   0gc0g 13686   ZRHomczrh 16741  ℤ/nczn 16744   logclog 20413  DChrcdchr 20977
This theorem is referenced by:  dchrisum0  21175
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2393  ax-rep 4288  ax-sep 4298  ax-nul 4306  ax-pow 4345  ax-pr 4371  ax-un 4668  ax-inf2 7560  ax-cnex 9010  ax-resscn 9011  ax-1cn 9012  ax-icn 9013  ax-addcl 9014  ax-addrcl 9015  ax-mulcl 9016  ax-mulrcl 9017  ax-mulcom 9018  ax-addass 9019  ax-mulass 9020  ax-distr 9021  ax-i2m1 9022  ax-1ne0 9023  ax-1rid 9024  ax-rnegex 9025  ax-rrecex 9026  ax-cnre 9027  ax-pre-lttri 9028  ax-pre-lttrn 9029  ax-pre-ltadd 9030  ax-pre-mulgt0 9031  ax-pre-sup 9032  ax-addf 9033  ax-mulf 9034
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-fal 1326  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2266  df-mo 2267  df-clab 2399  df-cleq 2405  df-clel 2408  df-nfc 2537  df-ne 2577  df-nel 2578  df-ral 2679  df-rex 2680  df-reu 2681  df-rmo 2682  df-rab 2683  df-v 2926  df-sbc 3130  df-csb 3220  df-dif 3291  df-un 3293  df-in 3295  df-ss 3302  df-pss 3304  df-nul 3597  df-if 3708  df-pw 3769  df-sn 3788  df-pr 3789  df-tp 3790  df-op 3791  df-uni 3984  df-int 4019  df-iun 4063  df-iin 4064  df-disj 4151  df-br 4181  df-opab 4235  df-mpt 4236  df-tr 4271  df-eprel 4462  df-id 4466  df-po 4471  df-so 4472  df-fr 4509  df-se 4510  df-we 4511  df-ord 4552  df-on 4553  df-lim 4554  df-suc 4555  df-om 4813  df-xp 4851  df-rel 4852  df-cnv 4853  df-co 4854  df-dm 4855  df-rn 4856  df-res 4857  df-ima 4858  df-iota 5385  df-fun 5423  df-fn 5424  df-f 5425  df-f1 5426  df-fo 5427  df-f1o 5428  df-fv 5429  df-isom 5430  df-ov 6051  df-oprab 6052  df-mpt2 6053  df-of 6272  df-1st 6316  df-2nd 6317  df-tpos 6446  df-riota 6516  df-recs 6600  df-rdg 6635  df-1o 6691  df-2o 6692  df-oadd 6695  df-omul 6696  df-er 6872  df-ec 6874  df-qs 6878  df-map 6987  df-pm 6988  df-ixp 7031  df-en 7077  df-dom 7078  df-sdom 7079  df-fin 7080  df-fi 7382  df-sup 7412  df-oi 7443  df-card 7790  df-acn 7793  df-cda 8012  df-pnf 9086  df-mnf 9087  df-xr 9088  df-ltxr 9089  df-le 9090  df-sub 9257  df-neg 9258  df-div 9642  df-nn 9965  df-2 10022  df-3 10023  df-4 10024  df-5 10025  df-6 10026  df-7 10027  df-8 10028  df-9 10029  df-10 10030  df-n0 10186  df-z 10247  df-dec 10347  df-uz 10453  df-q 10539  df-rp 10577  df-xneg 10674  df-xadd 10675  df-xmul 10676  df-ioo 10884  df-ioc 10885  df-ico 10886  df-icc 10887  df-fz 11008  df-fzo 11099  df-fl 11165  df-mod 11214  df-seq 11287  df-exp 11346  df-fac 11530  df-bc 11557  df-hash 11582  df-shft 11845  df-cj 11867  df-re 11868  df-im 11869  df-sqr 12003  df-abs 12004  df-limsup 12228  df-clim 12245  df-rlim 12246  df-o1 12247  df-lo1 12248  df-sum 12443  df-ef 12633  df-e 12634  df-sin 12635  df-cos 12636  df-pi 12638  df-dvds 12816  df-gcd 12970  df-prm 13043  df-numer 13090  df-denom 13091  df-pc 13174  df-struct 13434  df-ndx 13435  df-slot 13436  df-base 13437  df-sets 13438  df-ress 13439  df-plusg 13505  df-mulr 13506  df-starv 13507  df-sca 13508  df-vsca 13509  df-tset 13511  df-ple 13512  df-ds 13514  df-unif 13515  df-hom 13516  df-cco 13517  df-rest 13613  df-topn 13614  df-topgen 13630  df-pt 13631  df-prds 13634  df-xrs 13689  df-0g 13690  df-gsum 13691  df-qtop 13696  df-imas 13697  df-divs 13698  df-xps 13699  df-mre 13774  df-mrc 13775  df-acs 13777  df-mnd 14653  df-mhm 14701  df-submnd 14702  df-grp 14775  df-minusg 14776  df-sbg 14777  df-mulg 14778  df-subg 14904  df-nsg 14905  df-eqg 14906  df-ghm 14967  df-cntz 15079  df-od 15130  df-cmn 15377  df-abl 15378  df-mgp 15612  df-rng 15626  df-cring 15627  df-ur 15628  df-oppr 15691  df-dvdsr 15709  df-unit 15710  df-invr 15740  df-dvr 15751  df-rnghom 15782  df-drng 15800  df-subrg 15829  df-lmod 15915  df-lss 15972  df-lsp 16011  df-sra 16207  df-rgmod 16208  df-lidl 16209  df-rsp 16210  df-2idl 16266  df-psmet 16657  df-xmet 16658  df-met 16659  df-bl 16660  df-mopn 16661  df-fbas 16662  df-fg 16663  df-cnfld 16667  df-zrh 16745  df-zn 16748  df-top 16926  df-bases 16928  df-topon 16929  df-topsp 16930  df-cld 17046  df-ntr 17047  df-cls 17048  df-nei 17125  df-lp 17163  df-perf 17164  df-cn 17253  df-cnp 17254  df-haus 17341  df-tx 17555  df-hmeo 17748  df-fil 17839  df-fm 17931  df-flim 17932  df-flf 17933  df-xms 18311  df-ms 18312  df-tms 18313  df-cncf 18869  df-limc 19714  df-dv 19715  df-log 20415  df-cxp 20416  df-em 20792  df-dchr 20978
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