ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  bposlem1 GIF version

Theorem bposlem1 16272
Description: An upper bound on the prime powers dividing a central binomial coefficient. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Mar-2014.)
Assertion
Ref Expression
bposlem1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (2 · 𝑁))

Proof of Theorem bposlem1
Dummy variables 𝑢 𝑘 𝑞 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 1zzd 9676 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 ∈ ℤ)
2 2z 9677 . . . . . . 7 2 ∈ ℤ
32a1i 9 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 2 ∈ ℤ)
4 nnz 9668 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
54adantr 276 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ ℤ)
63, 5zmulcld 9779 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℤ)
71, 6fzfigd 10883 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (1...(2 · 𝑁)) ∈ Fin)
86adantr 276 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · 𝑁) ∈ ℤ)
9 prmnn 12907 . . . . . . . . . 10 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
109ad2antlr 493 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑃 ∈ ℕ)
11 elfznn 10471 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ)
1211adantl 277 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑘 ∈ ℕ)
1312nnnn0d 9625 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
1410, 13nnexpcld 11148 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ)
15 znq 10034 . . . . . . . 8 (((2 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
168, 14, 15syl2anc 415 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
1716flqcld 10725 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℤ)
18 simpll 531 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
1918nnzd 9772 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑁 ∈ ℤ)
20 znq 10034 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
2119, 14, 20syl2anc 415 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
2221flqcld 10725 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℤ)
23 zmulcl 9703 . . . . . . 7 ((2 ∈ ℤ ∧ (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℤ) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) ∈ ℤ)
242, 22, 23sylancr 418 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) ∈ ℤ)
2517, 24zsubcld 9778 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ∈ ℤ)
2625zred 9773 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ∈ ℝ)
27 1red 8342 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 1 ∈ ℝ)
28 0red 8328 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 0 ∈ ℝ)
2912nnzd 9772 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑘 ∈ ℤ)
30 1zzd 9676 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 1 ∈ ℤ)
31 2nn 9471 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℕ
32 nnmulcl 9328 . . . . . . . . . . . 12 ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
3331, 32mpan 428 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
3433adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
35 simpr 110 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℙ)
36 zprmlogbap 16179 . . . . . . . . . 10 (((2 · 𝑁) ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℚ ∨ ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ (𝑃 logb (2 · 𝑁)) # 𝑞)))
3734, 35, 36syl2anc 415 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℚ ∨ ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ (𝑃 logb (2 · 𝑁)) # 𝑞)))
38 prmuz2 12929 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
3938adantl 277 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
4034nnrpd 10106 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
41 relogbval 16148 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℝ+) → (𝑃 logb (2 · 𝑁)) = ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))
4239, 40, 41syl2anc 415 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 logb (2 · 𝑁)) = ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))
4342eleq1d 2307 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℚ ↔ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℚ))
4442eleq1d 2307 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℝ ↔ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ))
4542breq1d 4140 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) # 𝑞 ↔ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) # 𝑞))
4645ralbidv 2550 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (∀𝑞 ∈ ℚ (𝑃 logb (2 · 𝑁)) # 𝑞 ↔ ∀𝑞 ∈ ℚ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) # 𝑞))
4744, 46anbi12d 477 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ (𝑃 logb (2 · 𝑁)) # 𝑞) ↔ (((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) # 𝑞)))
4843, 47orbi12d 805 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℚ ∨ ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ (𝑃 logb (2 · 𝑁)) # 𝑞)) ↔ (((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℚ ∨ (((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) # 𝑞))))
4937, 48mpbid 147 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℚ ∨ (((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) # 𝑞)))
50 flapcl 10722 . . . . . . . 8 ((((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℚ ∨ (((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) # 𝑞)) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ)
5149, 50syl 14 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ)
5251adantr 276 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ)
53 fzdcel 10455 . . . . . 6 ((𝑘 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ) → DECID 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
5429, 30, 52, 53syl3anc 1278 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → DECID 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
5527, 28, 54ifcldcd 3678 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0) ∈ ℝ)
5633ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
57 nnrp 10075 . . . . . . . . . . . . 13 ((2 · 𝑁) ∈ ℕ → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
58 nnrp 10075 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃↑𝑘) ∈ ℕ → (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ+)
59 rpdivcl 10091 . . . . . . . . . . . . 13 (((2 · 𝑁) ∈ ℝ+ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ+) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
6057, 58, 59syl2an 289 . . . . . . . . . . . 12 (((2 · 𝑁) ∈ ℕ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
6156, 14, 60syl2anc 415 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
6261rpred 10108 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ)
6324zred 9773 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) ∈ ℝ)
6462, 63resubcld 8710 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ∈ ℝ)
65 2re 9377 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
6665a1i 9 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 2 ∈ ℝ)
6717zred 9773 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℝ)
68 flqle 10726 . . . . . . . . . . 11 (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)))
6916, 68syl 14 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)))
7067, 62, 63, 69lesub1dd 8891 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))))
71 nnrp 10075 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
72 rpdivcl 10091 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 ∈ ℝ+ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ+) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
7371, 58, 72syl2an 289 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
7418, 14, 73syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
7574rpred 10108 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ)
76 1re 8326 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ
77 resubcl 8592 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) ∈ ℝ)
7875, 76, 77sylancl 417 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) ∈ ℝ)
79 remulcl 8308 . . . . . . . . . . . 12 ((2 ∈ ℝ ∧ ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) ∈ ℝ) → (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) ∈ ℝ)
8065, 78, 79sylancr 418 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) ∈ ℝ)
81 flqltp1 10727 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) + 1))
8221, 81syl 14 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) + 1))
8322zred 9773 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℝ)
8475, 27, 83ltsubaddd 8871 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) < (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ↔ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) + 1)))
8582, 84mpbird 167 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) < (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))
86 2pos 9398 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 < 2
8765, 86pm3.2i 272 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)
88 ltmul2 9189 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) ∈ ℝ ∧ (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) < (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ↔ (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) < (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))))
8987, 88mp3an3 1367 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) ∈ ℝ ∧ (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℝ) → (((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) < (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ↔ (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) < (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))))
9078, 83, 89syl2anc 415 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) < (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ↔ (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) < (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))))
9185, 90mpbid 147 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) < (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))))
9280, 63, 62, 91ltsub2dd 8888 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) < (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) − (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1))))
93 2cnd 9380 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 2 ∈ ℂ)
94 nncn 9315 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℂ)
9594ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑁 ∈ ℂ)
9614nncnd 9321 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℂ)
9714nnap0d 9353 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑃↑𝑘) # 0)
9893, 95, 96, 97divassapd 9159 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) = (2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))))
9975recnd 8355 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℂ)
10093, 99muls1d 8747 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) = ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − 2))
10198, 100oveq12d 6103 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) − (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1))) = ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − 2)))
102 remulcl 8308 . . . . . . . . . . . . . 14 ((2 ∈ ℝ ∧ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ) → (2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℝ)
10365, 75, 102sylancr 418 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℝ)
104103recnd 8355 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℂ)
105 2cn 9378 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℂ
106 nncan 8557 . . . . . . . . . . . 12 (((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ) → ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − 2)) = 2)
107104, 105, 106sylancl 417 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − 2)) = 2)
108101, 107eqtrd 2271 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) − (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1))) = 2)
10992, 108breqtrd 4156 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) < 2)
11026, 64, 66, 70, 109lelttrd 8453 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) < 2)
111 df-2 9366 . . . . . . . 8 2 = (1 + 1)
112110, 111breqtrdi 4171 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) < (1 + 1))
113 1z 9675 . . . . . . . 8 1 ∈ ℤ
114 zleltp1 9705 . . . . . . . 8 ((((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ 1 ↔ ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) < (1 + 1)))
11525, 113, 114sylancl 417 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ 1 ↔ ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) < (1 + 1)))
116112, 115mpbird 167 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ 1)
117 iftrue 3645 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0) = 1)
118117breq2d 4142 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → (((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0) ↔ ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ 1))
119116, 118syl5ibrcom 157 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0)))
12012nnge1d 9350 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 1 ≤ 𝑘)
121120biantrurd 305 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑘 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ↔ (1 ≤ 𝑘 ∧ 𝑘 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))))
12235adantr 276 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑃 ∈ ℙ)
123 elfzelz 10439 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) → 𝑘 ∈ ℤ)
124123adantl 277 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑘 ∈ ℤ)
125 prmefexple 16269 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℕ) → ((𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁) ↔ 𝑘 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
126122, 124, 56, 125syl3anc 1278 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁) ↔ 𝑘 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
127 elfz 10428 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ) → (𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ (1 ≤ 𝑘 ∧ 𝑘 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))))
12829, 30, 52, 127syl3anc 1278 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ (1 ≤ 𝑘 ∧ 𝑘 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))))
129121, 126, 1283bitr4rd 221 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ (𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁)))
130129notbid 677 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ ¬ (𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁)))
13114nnzd 9772 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℤ)
132 zltnle 9695 . . . . . . . . 9 (((2 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℤ) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) ↔ ¬ (𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁)))
1338, 131, 132syl2anc 415 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) ↔ ¬ (𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁)))
134130, 133bitr4d 191 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘)))
13561rpge0d 10112 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)))
136135adantrr 483 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → 0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)))
13734nnred 9320 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
138137adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
13914nnred 9320 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ)
14014nngt0d 9351 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 0 < (𝑃↑𝑘))
141 ltdivmul 9209 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ((𝑃↑𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑃↑𝑘))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ (2 · 𝑁) < ((𝑃↑𝑘) · 1)))
142138, 27, 139, 140, 141syl112anc 1282 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ (2 · 𝑁) < ((𝑃↑𝑘) · 1)))
14396mulridd 8344 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑃↑𝑘) · 1) = (𝑃↑𝑘))
144143breq2d 4142 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < ((𝑃↑𝑘) · 1) ↔ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘)))
145142, 144bitrd 188 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘)))
146145biimprd 158 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1))
147146impr 379 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1)
148 0p1e1 9421 . . . . . . . . . . . . 13 (0 + 1) = 1
149147, 148breqtrrdi 4172 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))
15016adantrr 483 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
151 0z 9660 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℤ
152 flqbi 10740 . . . . . . . . . . . . 13 ((((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∧ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))))
153150, 151, 152sylancl 417 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∧ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))))
154136, 149, 153mpbir2and 957 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) = 0)
15574rpge0d 10112 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 0 ≤ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)))
156155adantrr 483 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → 0 ≤ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)))
157 nnre 9314 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
158157, 71ltaddrp2d 10143 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 < (𝑁 + 𝑁))
159942timesd 9553 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑁 ∈ ℕ → (2 · 𝑁) = (𝑁 + 𝑁))
160158, 159breqtrrd 4158 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 < (2 · 𝑁))
161160ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑁 < (2 · 𝑁))
162157ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑁 ∈ ℝ)
163 lttr 8400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ) → ((𝑁 < (2 · 𝑁) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘)) → 𝑁 < (𝑃↑𝑘)))
164162, 138, 139, 163syl3anc 1278 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑁 < (2 · 𝑁) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘)) → 𝑁 < (𝑃↑𝑘)))
165161, 164mpand 433 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) → 𝑁 < (𝑃↑𝑘)))
166 ltdivmul 9209 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ((𝑃↑𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑃↑𝑘))) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ 𝑁 < ((𝑃↑𝑘) · 1)))
167162, 27, 139, 140, 166syl112anc 1282 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ 𝑁 < ((𝑃↑𝑘) · 1)))
168143breq2d 4142 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 < ((𝑃↑𝑘) · 1) ↔ 𝑁 < (𝑃↑𝑘)))
169167, 168bitrd 188 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ 𝑁 < (𝑃↑𝑘)))
170165, 169sylibrd 169 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1))
171170impr 379 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1)
172171, 148breqtrrdi 4172 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))
17321adantrr 483 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
174 flqbi 10740 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∧ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))))
175173, 151, 174sylancl 417 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∧ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))))
176156, 172, 175mpbir2and 957 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) = 0)
177176oveq2d 6101 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) = (2 · 0))
178 2t0e0 9469 . . . . . . . . . . . 12 (2 · 0) = 0
179177, 178eqtrdi 2287 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) = 0)
180154, 179oveq12d 6103 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) = (0 − 0))
181 0m0e0 9419 . . . . . . . . . 10 (0 − 0) = 0
182180, 181eqtrdi 2287 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) = 0)
183 0le0 9396 . . . . . . . . 9 0 ≤ 0
184182, 183eqbrtrdi 4169 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ 0)
185184expr 375 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ 0))
186134, 185sylbid 150 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ 0))
187 iffalse 3648 . . . . . . . 8 (¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0) = 0)
188187eqcomd 2244 . . . . . . 7 (¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → 0 = if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0))
189188breq2d 4142 . . . . . 6 (¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → (((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ 0 ↔ ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0)))
190186, 189mpbidi 151 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0)))
191 exmiddc 848 . . . . . 6 (DECID 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → (𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ∨ ¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))))
19254, 191syl 14 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ∨ ¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))))
193119, 190, 192mpjaod 730 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0))
1947, 26, 55, 193fsumle 12249 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0))
195 pcbcctr 16264 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))))
19651zred 9773 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℝ)
197 1red 8342 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 ∈ ℝ)
19865a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 2 ∈ ℝ)
199 1lt2 9479 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 2
200199a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 < 2)
201 2t1e2 9461 . . . . . . . . . . . . 13 (2 · 1) = 2
202157adantr 276 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ ℝ)
203 0le2 9397 . . . . . . . . . . . . . . . 16 0 ≤ 2
20465, 203pm3.2i 272 . . . . . . . . . . . . . . 15 (2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 2)
205204a1i 9 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 2))
206 nnge1 9330 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝑁)
207206adantr 276 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 ≤ 𝑁)
208 lemul2a 9192 . . . . . . . . . . . . . 14 (((1 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 2)) ∧ 1 ≤ 𝑁) → (2 · 1) ≤ (2 · 𝑁))
209197, 202, 205, 207, 208syl31anc 1281 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 1) ≤ (2 · 𝑁))
210201, 209eqbrtrrid 4166 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 2 ≤ (2 · 𝑁))
211197, 198, 137, 200, 210ltletrd 8753 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 < (2 · 𝑁))
212137, 211rplogcld 16082 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ+)
2139adantl 277 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℕ)
214213nnred 9320 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℝ)
215 eluz2gt1 10012 . . . . . . . . . . . 12 (𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) → 1 < 𝑃)
21639, 215syl 14 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 < 𝑃)
217214, 216rplogcld 16082 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (log‘𝑃) ∈ ℝ+)
218212, 217rpdivcld 10126 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ+)
219218rpred 10108 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ)
220 flaplelt 10724 . . . . . . . . . 10 ((((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℚ ∨ (((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) # 𝑞)) → ((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ≤ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∧ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) < ((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) + 1)))
22149, 220syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ≤ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∧ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) < ((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) + 1)))
222221simpld 112 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ≤ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))
22334nnnn0d 9625 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
224213, 223nnexpcld 11148 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃↑(2 · 𝑁)) ∈ ℕ)
225224nnred 9320 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
226 bernneq3 11115 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℕ0) → (2 · 𝑁) < (𝑃↑(2 · 𝑁)))
22739, 223, 226syl2anc 415 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) < (𝑃↑(2 · 𝑁)))
228137, 225, 227ltled 8447 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ≤ (𝑃↑(2 · 𝑁)))
22940reeflogd 16077 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (exp‘(log‘(2 · 𝑁))) = (2 · 𝑁))
230213nnrpd 10106 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℝ+)
23134nnzd 9772 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℤ)
232 reexplog 16065 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃 ∈ ℝ+ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℤ) → (𝑃↑(2 · 𝑁)) = (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃))))
233230, 231, 232syl2anc 415 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃↑(2 · 𝑁)) = (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃))))
234233eqcomd 2244 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃))) = (𝑃↑(2 · 𝑁)))
235228, 229, 2343brtr4d 4162 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (exp‘(log‘(2 · 𝑁))) ≤ (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃))))
23640relogcld 16076 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
237217rpred 10108 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (log‘𝑃) ∈ ℝ)
238137, 237remulcld 8357 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)) ∈ ℝ)
239 efle 15968 . . . . . . . . . . 11 (((log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ ((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)) ∈ ℝ) → ((log‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)) ↔ (exp‘(log‘(2 · 𝑁))) ≤ (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)))))
240236, 238, 239syl2anc 415 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((log‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)) ↔ (exp‘(log‘(2 · 𝑁))) ≤ (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)))))
241235, 240mpbird 167 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (log‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)))
242236, 137, 217ledivmul2d 10163 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ≤ (2 · 𝑁) ↔ (log‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) · (log‘𝑃))))
243241, 242mpbird 167 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ≤ (2 · 𝑁))
244196, 219, 137, 222, 243letrd 8452 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ≤ (2 · 𝑁))
245 eluz 9945 . . . . . . . 8 (((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℤ) → ((2 · 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ≤ (2 · 𝑁)))
24651, 231, 245syl2anc 415 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((2 · 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ≤ (2 · 𝑁)))
247244, 246mpbird 167 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
248 fzss2 10481 . . . . . 6 ((2 · 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ⊆ (1...(2 · 𝑁)))
249247, 248syl 14 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ⊆ (1...(2 · 𝑁)))
250 elfzelz 10439 . . . . . . . 8 (𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁)) → 𝑢 ∈ ℤ)
251250adantl 277 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑢 ∈ ℤ)
252 1zzd 9676 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 1 ∈ ℤ)
25351adantr 276 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ)
254 fzdcel 10455 . . . . . . 7 ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ) → DECID 𝑢 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
255251, 252, 253, 254syl3anc 1278 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → DECID 𝑢 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
256255ralrimiva 2623 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))DECID 𝑢 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
257 sumhashdc 13149 . . . . 5 (((1...(2 · 𝑁)) ∈ Fin ∧ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ⊆ (1...(2 · 𝑁)) ∧ ∀𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))DECID 𝑢 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))) → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0) = (♯‘(1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))))
2587, 249, 256, 257syl3anc 1278 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0) = (♯‘(1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))))
259218rpge0d 10112 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 0 ≤ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))
260 flapge 10731 . . . . . . . 8 (((((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℚ ∨ (((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) # 𝑞)) ∧ 0 ∈ ℤ) → (0 ≤ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ↔ 0 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
26149, 151, 260sylancl 417 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (0 ≤ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ↔ 0 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
262259, 261mpbid 147 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 0 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))
263 elnn0z 9662 . . . . . 6 ((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℕ0 ↔ ((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ ∧ 0 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
26451, 262, 263sylanbrc 421 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℕ0)
265 hashfz1 11238 . . . . 5 ((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℕ0 → (♯‘(1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))) = (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))
266264, 265syl 14 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (♯‘(1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))) = (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))
267258, 266eqtr2d 2272 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) = Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0))
268194, 195, 2673brtr4d 4162 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))
269 nnnn0 9575 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
270 fzctr 10551 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑁 ∈ (0...(2 · 𝑁)))
271 bccl2 11222 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ (0...(2 · 𝑁)) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
272269, 270, 2713syl 17 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
273272adantr 276 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
27435, 273pccld 13102 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ0)
275274nn0zd 9771 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℤ)
276 prmefexple 16269 . . 3 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℤ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℕ) → ((𝑃↑(𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (2 · 𝑁) ↔ (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
27735, 275, 34, 276syl3anc 1278 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃↑(𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (2 · 𝑁) ↔ (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
278268, 277mpbird 167 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (2 · 𝑁))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 720  DECID wdc 846   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∀wral 2528   ⊆ wss 3220  ifcif 3638   class class class wbr 4130  ‘cfv 5377  (class class class)co 6085  Fincfn 7022  ℂcc 8178  ℝcr 8179  0cc0 8180  1c1 8181   + caddc 8183   · cmul 8185   < clt 8361   ≤ cle 8362   − cmin 8499   # cap 8912   / cdiv 9005  ℕcn 9307  2c2 9358  ℕ0cn0 9568  ℤcz 9649  ℤ≥cuz 9931  ℚcq 10029  ℝ+crp 10065  ...cfz 10422  ⌊cfl 10714  ↑cexp 10990  Ccbc 11201  ♯chash 11230  Σcsu 12138  expce 12428  ℙcprime 12904   pCnt cpc 13086  logclog 16049   logb clogb 16140
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8271  ax-resscn 8272  ax-1cn 8273  ax-1re 8274  ax-icn 8275  ax-addcl 8276  ax-addrcl 8277  ax-mulcl 8278  ax-mulrcl 8279  ax-addcom 8280  ax-mulcom 8281  ax-addass 8282  ax-mulass 8283  ax-distr 8284  ax-i2m1 8285  ax-0lt1 8286  ax-1rid 8287  ax-0id 8288  ax-rnegex 8289  ax-precex 8290  ax-cnre 8291  ax-pre-ltirr 8292  ax-pre-ltwlin 8293  ax-pre-lttrn 8294  ax-pre-apti 8295  ax-pre-ltadd 8296  ax-pre-mulgt0 8297  ax-pre-mulext 8298  ax-arch 8299  ax-caucvg 8300  ax-pre-suploc 8301  ax-addf 8302  ax-mulf 8303
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-disj 4107  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-isom 5386  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-of 6302  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-irdg 6641  df-frec 6662  df-1o 6687  df-2o 6688  df-oadd 6691  df-er 6807  df-map 6924  df-pm 6925  df-en 7023  df-dom 7024  df-fin 7025  df-sup 7325  df-inf 7326  df-pnf 8363  df-mnf 8364  df-xr 8365  df-ltxr 8366  df-le 8367  df-sub 8501  df-neg 8502  df-reap 8906  df-ap 8913  df-div 9006  df-inn 9308  df-2 9366  df-3 9367  df-4 9368  df-n0 9569  df-z 9650  df-uz 9932  df-q 10030  df-rp 10066  df-xneg 10185  df-xadd 10186  df-ioo 10305  df-ico 10307  df-icc 10308  df-fz 10423  df-fzo 10561  df-fl 10716  df-mod 10775  df-seqfrec 10900  df-exp 10991  df-fac 11180  df-bc 11202  df-ihash 11231  df-shft 11596  df-cj 11623  df-re 11624  df-im 11625  df-rsqrt 11780  df-abs 11781  df-clim 12064  df-sumdc 12139  df-ef 12434  df-e 12435  df-dvds 12574  df-gcd 12750  df-prm 12905  df-pc 13087  df-rest 13648  df-topgen 13667  df-psmet 14964  df-xmet 14965  df-met 14966  df-bl 14967  df-mopn 14968  df-top 15190  df-topon 15203  df-bases 15235  df-ntr 15288  df-cn 15380  df-cnp 15381  df-tx 15445  df-cncf 15763  df-limced 15848  df-dvap 15849  df-relog 16051  df-rpcxp 16052  df-logb 16141
This theorem is used by:  bposlem5  16276  bposlem6  16277
  Copyright terms: Public domain W3C validator