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Theorem dchrisum0fno1 20676
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 19999 . 2  |-  -.  (
x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) )  e.  O ( 1 )
2 relogcl 19948 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( log `  x )  e.  RR )
32adantl 452 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( log `  x )  e.  RR )
43recnd 8877 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( log `  x )  e.  CC )
5 2cn 9832 . . . . . 6  |-  2  e.  CC
65a1i 10 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  2  e.  CC )
7 2ne0 9845 . . . . . 6  |-  2  =/=  0
87a1i 10 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  2  =/=  0 )
94, 6, 8divcan2d 9554 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( 2  x.  ( ( log `  x )  /  2
) )  =  ( log `  x ) )
109mpteq2dva 4122 . . 3  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( 2  x.  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) ) )
113rehalfcld 9974 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( log `  x )  / 
2 )  e.  RR )
1211recnd 8877 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( log `  x )  / 
2 )  e.  CC )
13 rpssre 10380 . . . . . 6  |-  RR+  C_  RR
14 o1const 12109 . . . . . 6  |-  ( (
RR+  C_  RR  /\  2  e.  CC )  ->  (
x  e.  RR+  |->  2 )  e.  O ( 1 ) )
1513, 5, 14mp2an 653 . . . . 5  |-  ( x  e.  RR+  |->  2 )  e.  O ( 1 )
1615a1i 10 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  2 )  e.  O
( 1 ) )
17 1re 8853 . . . . . 6  |-  1  e.  RR
1817a1i 10 . . . . 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 12176 . . . . . 6  |-  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) )  e.  _V
2120a1i 10 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) )  e.  _V )
2211adantrr 697 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  e.  RR )
232ad2antrl 708 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  x
)  e.  RR )
24 log1 19955 . . . . . . . . 9  |-  ( log `  1 )  =  0
25 simprr 733 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
1  <_  x )
26 1rp 10374 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  RR+
27 simprl 732 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  x  e.  RR+ )
28 logleb 19973 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 1  e.  RR+  /\  x  e.  RR+ )  ->  (
1  <_  x  <->  ( log `  1 )  <_  ( log `  x ) ) )
2926, 27, 28sylancr 644 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( 1  <_  x  <->  ( log `  1 )  <_  ( log `  x
) ) )
3025, 29mpbid 201 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  1
)  <_  ( log `  x ) )
3124, 30syl5eqbrr 4073 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
0  <_  ( log `  x ) )
32 2re 9831 . . . . . . . . 9  |-  2  e.  RR
3332a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
2  e.  RR )
34 2pos 9844 . . . . . . . . 9  |-  0  <  2
3534a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
0  <  2 )
36 divge0 9641 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( log `  x
)  e.  RR  /\  0  <_  ( log `  x
) )  /\  (
2  e.  RR  /\  0  <  2 ) )  ->  0  <_  (
( log `  x
)  /  2 ) )
3723, 31, 33, 35, 36syl22anc 1183 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
0  <_  ( ( log `  x )  / 
2 ) )
3822, 37absidd 11921 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( abs `  (
( log `  x
)  /  2 ) )  =  ( ( log `  x )  /  2 ) )
39 fzfid 11051 . . . . . . . 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 20672 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  F : NN --> RR )
5049adantr 451 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  F : NN --> RR )
51 elfznn 10835 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  k  e.  NN )
52 ffvelrn 5679 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F : NN --> RR  /\  k  e.  NN )  ->  ( F `  k
)  e.  RR )
5350, 51, 52syl2an 463 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( F `  k )  e.  RR )
5451adantl 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  e.  NN )
5554nnrpd 10405 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  e.  RR+ )
5655rpsqrcld 11910 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( sqr `  k
)  e.  RR+ )
5753, 56rerpdivcld 10433 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( ( F `
 k )  / 
( sqr `  k
) )  e.  RR )
5839, 57fsumrecl 12223 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) )  e.  RR )
5958recnd 8877 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) )  e.  CC )
6059abscld 11934 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( abs `  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )  e.  RR )
61 fzfid 11051 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  e. 
Fin )
62 elfznn 10835 . . . . . . . . . . 11  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  i  e.  NN )
6362adantl 452 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
i  e.  NN )
6463nnrecred 9807 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( 1  /  i
)  e.  RR )
6561, 64fsumrecl 12223 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  i )  e.  RR )
66 logsqr 20067 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( log `  ( sqr `  x
) )  =  ( ( log `  x
)  /  2 ) )
6766ad2antrl 708 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  ( sqr `  x ) )  =  ( ( log `  x )  /  2
) )
68 rpsqrcl 11766 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( sqr `  x )  e.  RR+ )
6968ad2antrl 708 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( sqr `  x
)  e.  RR+ )
70 harmoniclbnd 20318 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( sqr `  x )  e.  RR+  ->  ( log `  ( sqr `  x
) )  <_  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
7169, 70syl 15 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  ( sqr `  x ) )  <_  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
7267, 71eqbrtrrd 4061 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  <_  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
73 eqid 2296 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) )  =  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )
74 ovex 5899 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( m ^ 2 )  e. 
_V
7573, 74elrnmpti 4946 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) )  <->  E. m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) k  =  ( m ^
2 ) )
76 elfznn 10835 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  m  e.  NN )
7776adantl 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  m  e.  NN )
7877nnrpd 10405 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  m  e.  RR+ )
7978rprege0d 10413 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m  e.  RR  /\  0  <_  m )
)
80 sqrsq 11771 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( m  e.  RR  /\  0  <_  m )  -> 
( sqr `  (
m ^ 2 ) )  =  m )
8179, 80syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  (
m ^ 2 ) )  =  m )
8281, 77eqeltrd 2370 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  (
m ^ 2 ) )  e.  NN )
83 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( k  =  ( m ^
2 )  ->  ( sqr `  k )  =  ( sqr `  (
m ^ 2 ) ) )
8483eleq1d 2362 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( k  =  ( m ^
2 )  ->  (
( sqr `  k
)  e.  NN  <->  ( sqr `  ( m ^ 2 ) )  e.  NN ) )
8582, 84syl5ibrcom 213 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( k  =  ( m ^ 2 )  ->  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )
8685rexlimdva 2680 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( E. m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) k  =  ( m ^
2 )  ->  ( sqr `  k )  e.  NN ) )
8775, 86syl5bi 208 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( k  e.  ran  ( m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )  ->  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )
8887imp 418 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  ( sqr `  k
)  e.  NN )
89 iftrue 3584 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( sqr `  k )  e.  NN  ->  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  =  1 )
9088, 89syl 15 . . . . . . . . . . . . 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 5889 . . . . . . . . . . . 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 12192 . . . . . . . . . . 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 5541 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  ( i ^
2 )  ->  ( sqr `  k )  =  ( sqr `  (
i ^ 2 ) ) )
9493oveq2d 5890 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  ( i ^
2 )  ->  (
1  /  ( sqr `  k ) )  =  ( 1  /  ( sqr `  ( i ^
2 ) ) ) )
9577nnsqcld 11281 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  NN )
9669rpred 10406 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( sqr `  x
)  e.  RR )
97 fznnfl 10982 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( sqr `  x )  e.  RR  ->  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  <->  ( m  e.  NN  /\  m  <_ 
( sqr `  x
) ) ) )
9896, 97syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  <->  ( m  e.  NN  /\  m  <_ 
( sqr `  x
) ) ) )
9998simplbda 607 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  m  <_  ( sqr `  x
) )
10069adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  x
)  e.  RR+ )
101100rprege0d 10413 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( sqr `  x
)  e.  RR  /\  0  <_  ( sqr `  x
) ) )
102 le2sq 11194 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( m  e.  RR  /\  0  <_  m )  /\  ( ( sqr `  x
)  e.  RR  /\  0  <_  ( sqr `  x
) ) )  -> 
( m  <_  ( sqr `  x )  <->  ( m ^ 2 )  <_ 
( ( sqr `  x
) ^ 2 ) ) )
10379, 101, 102syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m  <_  ( sqr `  x )  <->  ( m ^ 2 )  <_ 
( ( sqr `  x
) ^ 2 ) ) )
10499, 103mpbid 201 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  <_  ( ( sqr `  x ) ^
2 ) )
10527rpred 10406 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  x  e.  RR )
106105adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  x  e.  RR )
107106recnd 8877 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  x  e.  CC )
108107sqsqrd 11937 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( sqr `  x
) ^ 2 )  =  x )
109104, 108breqtrd 4063 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  <_  x )
110 fznnfl 10982 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  e.  RR  ->  (
( m ^ 2 )  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  <->  ( (
m ^ 2 )  e.  NN  /\  (
m ^ 2 )  <_  x ) ) )
111106, 110syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . 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 888 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
113112ex 423 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ) )
11476nnrpd 10405 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  m  e.  RR+ )
115114rprege0d 10413 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  ( m  e.  RR  /\  0  <_  m ) )
11662nnrpd 10405 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  i  e.  RR+ )
117116rprege0d 10413 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  ( i  e.  RR  /\  0  <_ 
i ) )
118 sq11 11192 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( m  e.  RR  /\  0  <_  m )  /\  ( i  e.  RR  /\  0  <_  i )
)  ->  ( (
m ^ 2 )  =  ( i ^
2 )  <->  m  =  i ) )
119115, 117, 118syl2an 463 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) )  ->  ( ( m ^ 2 )  =  ( i ^ 2 )  <->  m  =  i
) )
120119a1i 10 . . . . . . . . . . . . . 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 6917 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-> ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
122 f1f1orn 5499 . . . . . . . . . . . . 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 15 . . . . . . . . . . . 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 5881 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  i  ->  (
m ^ 2 )  =  ( i ^
2 ) )
125124, 73, 74fvmpt3i 5621 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  ( (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) `
 i )  =  ( i ^ 2 ) )
126125adantl 452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) `  i )  =  ( i ^
2 ) )
127 f1f 5453 . . . . . . . . . . . . . . . 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 5411 . . . . . . . . . . . . . . . 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 18 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )  C_  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
130129sselda 3193 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) )
131 0re 8854 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  0  e.  RR
13217, 131keepel 3635 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  e.  RR
133 rerpdivcl 10397 . . . . . . . . . . . . . . . 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 644 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  e.  RR )
135134recnd 8877 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  e.  CC )
136130, 135syldan 456 . . . . . . . . . . . . 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 2371 . . . . . . . . . . . 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 12212 . . . . . . . . . . 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 2328 . . . . . . . . . 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 3175 . . . . . . . . . . . . . . 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 708 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  NN )
142141nncnd 9778 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  CC )
143142sqsqrd 11937 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( ( sqr `  k ) ^
2 )  =  k )
144 simprr 733 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  k )  e.  NN )
145 fznnfl 10982 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( x  e.  RR  ->  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  <->  ( k  e.  NN  /\  k  <_  x ) ) )
146105, 145syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  <-> 
( k  e.  NN  /\  k  <_  x )
) )
147146simplbda 607 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  <_  x
)
148147adantrr 697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  <_  x )
149141nnrpd 10405 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  RR+ )
150149rprege0d 10413 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( k  e.  RR  /\  0  <_ 
k ) )
15127adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  x  e.  RR+ )
152151rprege0d 10413 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( x  e.  RR  /\  0  <_  x ) )
153 sqrle 11762 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( k  e.  RR  /\  0  <_  k )  /\  ( x  e.  RR  /\  0  <_  x )
)  ->  ( k  <_  x  <->  ( sqr `  k
)  <_  ( sqr `  x ) ) )
154150, 152, 153syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( k  <_  x  <->  ( sqr `  k
)  <_  ( sqr `  x ) ) )
155148, 154mpbid 201 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  k )  <_  ( sqr `  x ) )
15669adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  x )  e.  RR+ )
157156rpred 10406 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  x )  e.  RR )
158 fznnfl 10982 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( sqr `  x )  e.  RR  ->  (
( sqr `  k
)  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  <->  ( ( sqr `  k )  e.  NN  /\  ( sqr `  k )  <_  ( sqr `  x ) ) ) )
159157, 158syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 888 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  k )  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) )
161143, 141eqeltrd 2370 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( ( sqr `  k ) ^
2 )  e.  NN )
162 oveq1 5881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( m  =  ( sqr `  k
)  ->  ( m ^ 2 )  =  ( ( sqr `  k
) ^ 2 ) )
16373, 162elrnmpt1s 4943 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2371 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 598 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 125 . . . . . . . . . . . . . . . 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 602 . . . . . . . . . . . . . . 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 461 . . . . . . . . . . . . . 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 3585 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( -.  ( sqr `  k
)  e.  NN  ->  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  =  0 )
171169, 170syl 15 . . . . . . . . . . . . 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 5889 . . . . . . . . . . . 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 3311 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  ( ( 1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )  ->  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
174173, 56sylan2 460 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( sqr `  k
)  e.  RR+ )
175174rpcnne0d 10415 . . . . . . . . . . . . 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 9468 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( sqr `  k
)  e.  CC  /\  ( sqr `  k )  =/=  0 )  -> 
( 0  /  ( sqr `  k ) )  =  0 )
177175, 176syl 15 . . . . . . . . . . . 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 2328 . . . . . . . . . . 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 12214 . . . . . . . . . 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 10405 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
i  e.  RR+ )
181180rprege0d 10413 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( i  e.  RR  /\  0  <_  i )
)
182 sqrsq 11771 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( i  e.  RR  /\  0  <_  i )  -> 
( sqr `  (
i ^ 2 ) )  =  i )
183181, 182syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  (
i ^ 2 ) )  =  i )
184183oveq2d 5890 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( 1  /  ( sqr `  ( i ^
2 ) ) )  =  ( 1  / 
i ) )
185184sumeq2dv 12192 . . . . . . . . . 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 2336 . . . . . . . . 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 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  e.  RR )
18842ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  N  e.  NN )
18947ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  X  e.  D
)
19048ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . 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 20675 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  <_ 
( F `  k
) )
192187, 53, 56, 191lediv1dd 10460 . . . . . . . . . 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 12273 . . . . . . . . 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 4061 . . . . . . . 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 8989 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  <_  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) ) )
19658leabsd 11913 . . . . . . 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 8989 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  <_  ( abs `  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) ) )
19838, 197eqbrtrd 4059 . . . . 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 12142 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( ( log `  x
)  /  2 ) )  e.  O ( 1 ) )
2006, 12, 16, 199o1mul2 12114 . . 3  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( 2  x.  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )  e.  O
( 1 ) )
20110, 200eqeltrrd 2371 . 2  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) )  e.  O ( 1 ) )
2021, 201mto 167 1  |-  -.  ph
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358    = wceq 1632    e. wcel 1696    =/= wne 2459   E.wrex 2557   {crab 2560   _Vcvv 2801    \ cdif 3162    C_ wss 3165   ifcif 3578   class class class wbr 4039    e. cmpt 4093   ran crn 4706   -->wf 5267   -1-1->wf1 5268   -1-1-onto->wf1o 5270   ` cfv 5271  (class class class)co 5874   CCcc 8751   RRcr 8752   0cc0 8753   1c1 8754    x. cmul 8758    < clt 8883    <_ cle 8884    / cdiv 9439   NNcn 9762   2c2 9811   RR+crp 10370   ...cfz 10798   |_cfl 10940   ^cexp 11120   sqrcsqr 11734   abscabs 11735   O (
1 )co1 11976   sum_csu 12174    || cdivides 12547   Basecbs 13164   0gc0g 13416   ZRHomczrh 16467  ℤ/nczn 16470   logclog 19928  DChrcdchr 20487
This theorem is referenced by:  dchrisum0  20685
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-rep 4147  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528  ax-inf2 7358  ax-cnex 8809  ax-resscn 8810  ax-1cn 8811  ax-icn 8812  ax-addcl 8813  ax-addrcl 8814  ax-mulcl 8815  ax-mulrcl 8816  ax-mulcom 8817  ax-addass 8818  ax-mulass 8819  ax-distr 8820  ax-i2m1 8821  ax-1ne0 8822  ax-1rid 8823  ax-rnegex 8824  ax-rrecex 8825  ax-cnre 8826  ax-pre-lttri 8827  ax-pre-lttrn 8828  ax-pre-ltadd 8829  ax-pre-mulgt0 8830  ax-pre-sup 8831  ax-addf 8832  ax-mulf 8833
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-fal 1311  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-nel 2462  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rmo 2564  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-int 3879  df-iun 3923  df-iin 3924  df-disj 4010  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-se 4369  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-isom 5280  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpt2 5879  df-of 6094  df-1st 6138  df-2nd 6139  df-tpos 6250  df-riota 6320  df-recs 6404  df-rdg 6439  df-1o 6495  df-2o 6496  df-oadd 6499  df-omul 6500  df-er 6676  df-ec 6678  df-qs 6682  df-map 6790  df-pm 6791  df-ixp 6834  df-en 6880  df-dom 6881  df-sdom 6882  df-fin 6883  df-fi 7181  df-sup 7210  df-oi 7241  df-card 7588  df-acn 7591  df-cda 7810  df-pnf 8885  df-mnf 8886  df-xr 8887  df-ltxr 8888  df-le 8889  df-sub 9055  df-neg 9056  df-div 9440  df-nn 9763  df-2 9820  df-3 9821  df-4 9822  df-5 9823  df-6 9824  df-7 9825  df-8 9826  df-9 9827  df-10 9828  df-n0 9982  df-z 10041  df-dec 10141  df-uz 10247  df-q 10333  df-rp 10371  df-xneg 10468  df-xadd 10469  df-xmul 10470  df-ioo 10676  df-ioc 10677  df-ico 10678  df-icc 10679  df-fz 10799  df-fzo 10887  df-fl 10941  df-mod 10990  df-seq 11063  df-exp 11121  df-fac 11305  df-bc 11332  df-hash 11354  df-shft 11578  df-cj 11600  df-re 11601  df-im 11602  df-sqr 11736  df-abs 11737  df-limsup 11961  df-clim 11978  df-rlim 11979  df-o1 11980  df-lo1 11981  df-sum 12175  df-ef 12365  df-e 12366  df-sin 12367  df-cos 12368  df-pi 12370  df-dvds 12548  df-gcd 12702  df-prm 12775  df-numer 12822  df-denom 12823  df-pc 12906  df-struct 13166  df-ndx 13167  df-slot 13168  df-base 13169  df-sets 13170  df-ress 13171  df-plusg 13237  df-mulr 13238  df-starv 13239  df-sca 13240  df-vsca 13241  df-tset 13243  df-ple 13244  df-ds 13246  df-hom 13248  df-cco 13249  df-rest 13343  df-topn 13344  df-topgen 13360  df-pt 13361  df-prds 13364  df-xrs 13419  df-0g 13420  df-gsum 13421  df-qtop 13426  df-imas 13427  df-divs 13428  df-xps 13429  df-mre 13504  df-mrc 13505  df-acs 13507  df-mnd 14383  df-mhm 14431  df-submnd 14432  df-grp 14505  df-minusg 14506  df-sbg 14507  df-mulg 14508  df-subg 14634  df-nsg 14635  df-eqg 14636  df-ghm 14697  df-cntz 14809  df-od 14860  df-cmn 15107  df-abl 15108  df-mgp 15342  df-rng 15356  df-cring 15357  df-ur 15358  df-oppr 15421  df-dvdsr 15439  df-unit 15440  df-invr 15470  df-dvr 15481  df-rnghom 15512  df-drng 15530  df-subrg 15559  df-lmod 15645  df-lss 15706  df-lsp 15745  df-sra 15941  df-rgmod 15942  df-lidl 15943  df-rsp 15944  df-2idl 16000  df-xmet 16389  df-met 16390  df-bl 16391  df-mopn 16392  df-cnfld 16394  df-zrh 16471  df-zn 16474  df-top 16652  df-bases 16654  df-topon 16655  df-topsp 16656  df-cld 16772  df-ntr 16773  df-cls 16774  df-nei 16851  df-lp 16884  df-perf 16885  df-cn 16973  df-cnp 16974  df-haus 17059  df-tx 17273  df-hmeo 17462  df-fbas 17536  df-fg 17537  df-fil 17557  df-fm 17649  df-flim 17650  df-flf 17651  df-xms 17901  df-ms 17902  df-tms 17903  df-cncf 18398  df-limc 19232  df-dv 19233  df-log 19930  df-cxp 19931  df-em 20303  df-dchr 20488
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