Theorem bposlem1 16311

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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1zzd 9682	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 ∈ ℤ)
2		2z 9683	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ ℤ
3	2	a1i 9	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 2 ∈ ℤ)
4		nnz 9674	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
5	4	adantr 276	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ ℤ)
6	3, 5	zmulcld 9785	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℤ)
7	1, 6	fzfigd 10889	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (1...(2 · 𝑁)) ∈ Fin)
8	6	adantr 276	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · 𝑁) ∈ ℤ)
9		prmnn 12913	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
10	9	ad2antlr 493	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑃 ∈ ℕ)
11		elfznn 10477	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ)
12	11	adantl 277	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑘 ∈ ℕ)
13	12	nnnn0d 9631	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
14	10, 13	nnexpcld 11154	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ)
15		znq 10040	. . . . . . . 8 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
16	8, 14, 15	syl2anc 415	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
17	16	flqcld 10731	. . . . . 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)
19	18	nnzd 9778	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑁 ∈ ℤ)
20		znq 10040	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
21	19, 14, 20	syl2anc 415	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
22	21	flqcld 10731	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℤ)
23		zmulcl 9709	. . . . . . 7 ⊢ ((2 ∈ ℤ ∧ (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℤ) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) ∈ ℤ)
24	2, 22, 23	sylancr 418	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) ∈ ℤ)
25	17, 24	zsubcld 9784	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ∈ ℤ)
26	25	zred 9779	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ∈ ℝ)
27		1red 8347	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 1 ∈ ℝ)
28		0red 8333	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 0 ∈ ℝ)
29	12	nnzd 9778	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑘 ∈ ℤ)
30		1zzd 9682	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 1 ∈ ℤ)
31		2nn 9477	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 2 ∈ ℕ
32		nnmulcl 9334	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
33	31, 32	mpan 428	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
34	33	adantr 276	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
35		simpr 110	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℙ)
36		zprmlogbap 16218	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℚ ∨ ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℝ ∧ ∀𝑞 ∈ ℚ (𝑃 logb (2 · 𝑁)) # 𝑞)))
37	34, 35, 36	syl2anc 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 12935	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
39	38	adantl 277	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ (ℤ≥‘2))
40	34	nnrpd 10112	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
41		relogbval 16187	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℝ+) → (𝑃 logb (2 · 𝑁)) = ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))
42	39, 40, 41	syl2anc 415	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 logb (2 · 𝑁)) = ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))
43	42	eleq1d 2307	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℚ ↔ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℚ))
44	42	eleq1d 2307	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) ∈ ℝ ↔ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ))
45	42	breq1d 4141	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃 logb (2 · 𝑁)) # 𝑞 ↔ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) # 𝑞))
46	45	ralbidv 2550	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (∀𝑞 ∈ ℚ (𝑃 logb (2 · 𝑁)) # 𝑞 ↔ ∀𝑞 ∈ ℚ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) # 𝑞))
47	44, 46	anbi12d 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)))
48	43, 47	orbi12d 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))))
49	37, 48	mpbid 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 10728	. . . . . . . 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)
51	49, 50	syl 14	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ)
52	51	adantr 276	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ)
53		fzdcel 10461	. . . . . 6 ⊢ ((𝑘 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ) → DECID 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
54	29, 30, 52, 53	syl3anc 1278	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → DECID 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
55	27, 28, 54	ifcldcd 3678	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0) ∈ ℝ)
56	33	ad2antrr 492	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
57		nnrp 10081	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((2 · 𝑁) ∈ ℕ → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
58		nnrp 10081	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃↑𝑘) ∈ ℕ → (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ+)
59		rpdivcl 10097	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℝ+ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ+) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
60	57, 58, 59	syl2an 289	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℕ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
61	56, 14, 60	syl2anc 415	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
62	61	rpred 10114	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ)
63	24	zred 9779	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) ∈ ℝ)
64	62, 63	resubcld 8715	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ∈ ℝ)
65		2re 9383	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ ℝ
66	65	a1i 9	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 2 ∈ ℝ)
67	17	zred 9779	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℝ)
68		flqle 10732	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)))
69	16, 68	syl 14	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)))
70	67, 62, 63, 69	lesub1dd 8896	. . . . . . . . 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 10081	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
72		rpdivcl 10097	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ+ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ+) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
73	71, 58, 72	syl2an 289	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℕ) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
74	18, 14, 73	syl2anc 415	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ+)
75	74	rpred 10114	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ)
76		1re 8331	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 1 ∈ ℝ
77		resubcl 8597	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) ∈ ℝ)
78	75, 76, 77	sylancl 417	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) ∈ ℝ)
79		remulcl 8313	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((2 ∈ ℝ ∧ ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) ∈ ℝ) → (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) ∈ ℝ)
80	65, 78, 79	sylancr 418	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) ∈ ℝ)
81		flqltp1 10733	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) + 1))
82	21, 81	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) + 1))
83	22	zred 9779	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℝ)
84	75, 27, 83	ltsubaddd 8876	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) < (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ↔ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) + 1)))
85	82, 84	mpbird 167	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1) < (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))
86		2pos 9404	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 0 < 2
87	65, 86	pm3.2i 272	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)
88		ltmul2 9194	. . . . . . . . . . . . . 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))))))
89	87, 88	mp3an3 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))))))
90	78, 83, 89	syl2anc 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))))))
91	85, 90	mpbid 147	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) < (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))))
92	80, 63, 62, 91	ltsub2dd 8893	. . . . . . . . . 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 9386	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 2 ∈ ℂ)
94		nncn 9321	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℂ)
95	94	ad2antrr 492	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑁 ∈ ℂ)
96	14	nncnd 9327	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℂ)
97	14	nnap0d 9359	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑃↑𝑘) # 0)
98	93, 95, 96, 97	divassapd 9164	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) = (2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))))
99	75	recnd 8360	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℂ)
100	93, 99	muls1d 8752	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1)) = ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − 2))
101	98, 100	oveq12d 6106	. . . . . . . . . . 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 8313	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((2 ∈ ℝ ∧ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℝ) → (2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℝ)
103	65, 75, 102	sylancr 418	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℝ)
104	103	recnd 8360	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℂ)
105		2cn 9384	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 2 ∈ ℂ
106		nncan 8562	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ) → ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − 2)) = 2)
107	104, 105, 106	sylancl 417	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − ((2 · (𝑁 / (𝑃↑𝑘))) − 2)) = 2)
108	101, 107	eqtrd 2271	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) − (2 · ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) − 1))) = 2)
109	92, 108	breqtrd 4157	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) < 2)
110	26, 64, 66, 70, 109	lelttrd 8458	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) < 2)
111		df-2 9372	. . . . . . . 8 ⊢ 2 = (1 + 1)
112	110, 111	breqtrdi 4172	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) < (1 + 1))
113		1z 9681	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℤ
114		zleltp1 9711	. . . . . . . 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)))
115	25, 113, 114	sylancl 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)))
116	112, 115	mpbird 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)
118	117	breq2d 4143	. . . . . 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))
119	116, 118	syl5ibrcom 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)))
120	12	nnge1d 9356	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 1 ≤ 𝑘)
121	120	biantrurd 305	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑘 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ↔ (1 ≤ 𝑘 ∧ 𝑘 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))))
122	35	adantr 276	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑃 ∈ ℙ)
123		elfzelz 10445	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) → 𝑘 ∈ ℤ)
124	123	adantl 277	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑘 ∈ ℤ)
125		prmefexple 16308	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℕ) → ((𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁) ↔ 𝑘 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
126	122, 124, 56, 125	syl3anc 1278	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁) ↔ 𝑘 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
127		elfz 10434	. . . . . . . . . . 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))))))
128	29, 30, 52, 127	syl3anc 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))))))
129	121, 126, 128	3bitr4rd 221	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ (𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁)))
130	129	notbid 677	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ ¬ (𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁)))
131	14	nnzd 9778	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℤ)
132		zltnle 9701	. . . . . . . . 9 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℤ) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) ↔ ¬ (𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁)))
133	8, 131, 132	syl2anc 415	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) ↔ ¬ (𝑃↑𝑘) ≤ (2 · 𝑁)))
134	130, 133	bitr4d 191	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘)))
135	61	rpge0d 10118	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)))
136	135	adantrr 483	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → 0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)))
137	34	nnred 9326	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
138	137	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
139	14	nnred 9326	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ)
140	14	nngt0d 9357	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 0 < (𝑃↑𝑘))
141		ltdivmul 9214	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ((𝑃↑𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑃↑𝑘))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ (2 · 𝑁) < ((𝑃↑𝑘) · 1)))
142	138, 27, 139, 140, 141	syl112anc 1282	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ (2 · 𝑁) < ((𝑃↑𝑘) · 1)))
143	96	mulridd 8349	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑃↑𝑘) · 1) = (𝑃↑𝑘))
144	143	breq2d 4143	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < ((𝑃↑𝑘) · 1) ↔ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘)))
145	142, 144	bitrd 188	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘)))
146	145	biimprd 158	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1))
147	146	impr 379	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < 1)
148		0p1e1 9427	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (0 + 1) = 1
149	147, 148	breqtrrdi 4173	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))
150	16	adantrr 483	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
151		0z 9666	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 0 ∈ ℤ
152		flqbi 10746	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) ∧ ((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))))
153	150, 151, 152	sylancl 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))))
154	136, 149, 153	mpbir2and 957	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) = 0)
155	74	rpge0d 10118	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 0 ≤ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)))
156	155	adantrr 483	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → 0 ≤ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)))
157		nnre 9320	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
158	157, 71	ltaddrp2d 10149	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 < (𝑁 + 𝑁))
159	94	2timesd 9559	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (2 · 𝑁) = (𝑁 + 𝑁))
160	158, 159	breqtrrd 4159	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 < (2 · 𝑁))
161	160	ad2antrr 492	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑁 < (2 · 𝑁))
162	157	ad2antrr 492	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑁 ∈ ℝ)
163		lttr 8405	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝑃↑𝑘) ∈ ℝ) → ((𝑁 < (2 · 𝑁) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘)) → 𝑁 < (𝑃↑𝑘)))
164	162, 138, 139, 163	syl3anc 1278	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑁 < (2 · 𝑁) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘)) → 𝑁 < (𝑃↑𝑘)))
165	161, 164	mpand 433	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) → 𝑁 < (𝑃↑𝑘)))
166		ltdivmul 9214	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ((𝑃↑𝑘) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑃↑𝑘))) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ 𝑁 < ((𝑃↑𝑘) · 1)))
167	162, 27, 139, 140, 166	syl112anc 1282	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ 𝑁 < ((𝑃↑𝑘) · 1)))
168	143	breq2d 4143	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑁 < ((𝑃↑𝑘) · 1) ↔ 𝑁 < (𝑃↑𝑘)))
169	167, 168	bitrd 188	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1 ↔ 𝑁 < (𝑃↑𝑘)))
170	165, 169	sylibrd 169	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1))
171	170	impr 379	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < 1)
172	171, 148	breqtrrdi 4173	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))
173	21	adantrr 483	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ)
174		flqbi 10746	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℤ) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) = 0 ↔ (0 ≤ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) ∧ (𝑁 / (𝑃↑𝑘)) < (0 + 1))))
175	173, 151, 174	sylancl 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))))
176	156, 172, 175	mpbir2and 957	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))) = 0)
177	176	oveq2d 6104	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) = (2 · 0))
178		2t0e0 9475	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (2 · 0) = 0
179	177, 178	eqtrdi 2287	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘)))) = 0)
180	154, 179	oveq12d 6106	. . . . . . . . . 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 9425	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0 − 0) = 0
182	180, 181	eqtrdi 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 9402	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 ≤ 0
184	182, 183	eqbrtrdi 4170	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ (𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁)) ∧ (2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘))) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ 0)
185	184	expr 375	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → ((2 · 𝑁) < (𝑃↑𝑘) → ((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))) ≤ 0))
186	134, 185	sylbid 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)
188	187	eqcomd 2244	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → 0 = if(𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))), 1, 0))
189	188	breq2d 4143	. . . . . 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)))
190	186, 189	mpbidi 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))))))
192	54, 191	syl 14	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ∨ ¬ 𝑘 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))))
193	119, 190, 192	mpjaod 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))
194	7, 26, 55, 193	fsumle 12255	. . 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 16303	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = Σ𝑘 ∈ (1...(2 · 𝑁))((⌊‘((2 · 𝑁) / (𝑃↑𝑘))) − (2 · (⌊‘(𝑁 / (𝑃↑𝑘))))))
196	51	zred 9779	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℝ)
197		1red 8347	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 ∈ ℝ)
198	65	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 2 ∈ ℝ)
199		1lt2 9485	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 1 < 2
200	199	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 < 2)
201		2t1e2 9467	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (2 · 1) = 2
202	157	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ ℝ)
203		0le2 9403	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 0 ≤ 2
204	65, 203	pm3.2i 272	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 2)
205	204	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 2))
206		nnge1 9336	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝑁)
207	206	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 ≤ 𝑁)
208		lemul2a 9197	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((1 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 2)) ∧ 1 ≤ 𝑁) → (2 · 1) ≤ (2 · 𝑁))
209	197, 202, 205, 207, 208	syl31anc 1281	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 1) ≤ (2 · 𝑁))
210	201, 209	eqbrtrrid 4167	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 2 ≤ (2 · 𝑁))
211	197, 198, 137, 200, 210	ltletrd 8758	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 < (2 · 𝑁))
212	137, 211	rplogcld 16118	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ+)
213	9	adantl 277	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℕ)
214	213	nnred 9326	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℝ)
215		eluz2gt1 10018	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) → 1 < 𝑃)
216	39, 215	syl 14	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 1 < 𝑃)
217	214, 216	rplogcld 16118	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (log‘𝑃) ∈ ℝ+)
218	212, 217	rpdivcld 10132	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ+)
219	218	rpred 10114	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ∈ ℝ)
220		flaplelt 10730	. . . . . . . . . 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)))
221	49, 220	syl 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)))
222	221	simpld 112	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ≤ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))
223	34	nnnn0d 9631	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
224	213, 223	nnexpcld 11154	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃↑(2 · 𝑁)) ∈ ℕ)
225	224	nnred 9326	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃↑(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
226		bernneq3 11121	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃 ∈ (ℤ≥‘2) ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℕ0) → (2 · 𝑁) < (𝑃↑(2 · 𝑁)))
227	39, 223, 226	syl2anc 415	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) < (𝑃↑(2 · 𝑁)))
228	137, 225, 227	ltled 8452	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ≤ (𝑃↑(2 · 𝑁)))
229	40	reeflogd 16113	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (exp‘(log‘(2 · 𝑁))) = (2 · 𝑁))
230	213	nnrpd 10112	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 𝑃 ∈ ℝ+)
231	34	nnzd 9778	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ ℤ)
232		reexplog 16101	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃 ∈ ℝ+ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℤ) → (𝑃↑(2 · 𝑁)) = (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃))))
233	230, 231, 232	syl2anc 415	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃↑(2 · 𝑁)) = (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃))))
234	233	eqcomd 2244	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃))) = (𝑃↑(2 · 𝑁)))
235	228, 229, 234	3brtr4d 4163	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (exp‘(log‘(2 · 𝑁))) ≤ (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃))))
236	40	relogcld 16112	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
237	217	rpred 10114	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (log‘𝑃) ∈ ℝ)
238	137, 237	remulcld 8362	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)) ∈ ℝ)
239		efle 16002	. . . . . . . . . . 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)))))
240	236, 238, 239	syl2anc 415	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((log‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)) ↔ (exp‘(log‘(2 · 𝑁))) ≤ (exp‘((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)))))
241	235, 240	mpbird 167	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (log‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) · (log‘𝑃)))
242	236, 137, 217	ledivmul2d 10169	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ≤ (2 · 𝑁) ↔ (log‘(2 · 𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁) · (log‘𝑃))))
243	241, 242	mpbird 167	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ≤ (2 · 𝑁))
244	196, 219, 137, 222, 243	letrd 8457	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ≤ (2 · 𝑁))
245		eluz 9951	. . . . . . . 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)))
246	51, 231, 245	syl2anc 415	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((2 · 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ↔ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ≤ (2 · 𝑁)))
247	244, 246	mpbird 167	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (2 · 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
248		fzss2 10487	. . . . . 6 ⊢ ((2 · 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) → (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ⊆ (1...(2 · 𝑁)))
249	247, 248	syl 14	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))) ⊆ (1...(2 · 𝑁)))
250		elfzelz 10445	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁)) → 𝑢 ∈ ℤ)
251	250	adantl 277	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 𝑢 ∈ ℤ)
252		1zzd 9682	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → 1 ∈ ℤ)
253	51	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ)
254		fzdcel 10461	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑢 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ) → DECID 𝑢 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
255	251, 252, 253, 254	syl3anc 1278	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) ∧ 𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))) → DECID 𝑢 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
256	255	ralrimiva 2623	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ∀𝑢 ∈ (1...(2 · 𝑁))DECID 𝑢 ∈ (1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
257		sumhashdc 13155	. . . . 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))))))
258	7, 249, 256, 257	syl3anc 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))))))
259	218	rpge0d 10118	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 0 ≤ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))
260		flapge 10737	. . . . . . . 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)))))
261	49, 151, 260	sylancl 417	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (0 ≤ ((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)) ↔ 0 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
262	259, 261	mpbid 147	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → 0 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))
263		elnn0z 9668	. . . . . 6 ⊢ ((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℕ0 ↔ ((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℤ ∧ 0 ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
264	51, 262, 263	sylanbrc 421	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℕ0)
265		hashfz1 11244	. . . . 5 ⊢ ((⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))) ∈ ℕ0 → (♯‘(1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))) = (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))
266	264, 265	syl 14	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (♯‘(1...(⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))) = (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))
267	258, 266	eqtr2d 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))
268	194, 195, 267	3brtr4d 4163	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃))))
269		nnnn0 9581	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
270		fzctr 10557	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑁 ∈ (0...(2 · 𝑁)))
271		bccl2 11228	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (0...(2 · 𝑁)) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
272	269, 270, 271	3syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
273	272	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
274	35, 273	pccld 13108	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ0)
275	274	nn0zd 9777	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℤ)
276		prmefexple 16308	. . 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)))))
277	35, 275, 34, 276	syl3anc 1278	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → ((𝑃↑(𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (2 · 𝑁) ↔ (𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (⌊‘((log‘(2 · 𝑁)) / (log‘𝑃)))))
278	268, 277	mpbird 167	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑃 ∈ ℙ) → (𝑃↑(𝑃 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (2 · 𝑁))

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 4131  ‘cfv 5380  (class class class)co 6088  Fincfn 7026  ℂcc 8183  ℝcr 8184  0cc0 8185  1c1 8186   + caddc 8188   · cmul 8190   < clt 8366   ≤ cle 8367   − cmin 8504   # cap 8917   / cdiv 9010  ℕcn 9313  2c2 9364  ℕ₀cn0 9574  ℤcz 9655  ℤ_≥cuz 9937  ℚcq 10035  ℝ⁺crp 10071  ...cfz 10428  ⌊cfl 10720  ↑cexp 10996  Ccbc 11207  ♯chash 11236  Σcsu 12144  expce 12434  ℙcprime 12910   pCnt cpc 13092  logclog 16085   log_b clogb 16179

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 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8276  ax-resscn 8277  ax-1cn 8278  ax-1re 8279  ax-icn 8280  ax-addcl 8281  ax-addrcl 8282  ax-mulcl 8283  ax-mulrcl 8284  ax-addcom 8285  ax-mulcom 8286  ax-addass 8287  ax-mulass 8288  ax-distr 8289  ax-i2m1 8290  ax-0lt1 8291  ax-1rid 8292  ax-0id 8293  ax-rnegex 8294  ax-precex 8295  ax-cnre 8296  ax-pre-ltirr 8297  ax-pre-ltwlin 8298  ax-pre-lttrn 8299  ax-pre-apti 8300  ax-pre-ltadd 8301  ax-pre-mulgt0 8302  ax-pre-mulext 8303  ax-arch 8304  ax-caucvg 8305  ax-pre-suploc 8306  ax-addf 8307  ax-mulf 8308

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 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-po 4443  df-iso 4444  df-iord 4513  df-on 4515  df-ilim 4516  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-isom 5389  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-of 6305  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-recs 6580  df-irdg 6645  df-frec 6666  df-1o 6691  df-2o 6692  df-oadd 6695  df-er 6811  df-map 6928  df-pm 6929  df-en 7027  df-dom 7028  df-fin 7029  df-sup 7330  df-inf 7331  df-pnf 8368  df-mnf 8369  df-xr 8370  df-ltxr 8371  df-le 8372  df-sub 8506  df-neg 8507  df-reap 8911  df-ap 8918  df-div 9011  df-inn 9314  df-2 9372  df-3 9373  df-4 9374  df-n0 9575  df-z 9656  df-uz 9938  df-q 10036  df-rp 10072  df-xneg 10191  df-xadd 10192  df-ioo 10311  df-ico 10313  df-icc 10314  df-fz 10429  df-fzo 10567  df-fl 10722  df-mod 10781  df-seqfrec 10906  df-exp 10997  df-fac 11186  df-bc 11208  df-ihash 11237  df-shft 11602  df-cj 11629  df-re 11630  df-im 11631  df-rsqrt 11786  df-abs 11787  df-clim 12070  df-sumdc 12145  df-ef 12440  df-e 12441  df-dvds 12580  df-gcd 12756  df-prm 12911  df-pc 13093  df-rest 13654  df-topgen 13673  df-psmet 14989  df-xmet 14990  df-met 14991  df-bl 14992  df-mopn 14993  df-top 15224  df-topon 15237  df-bases 15269  df-ntr 15322  df-cn 15414  df-cnp 15415  df-tx 15479  df-cncf 15797  df-limced 15882  df-dvap 15883  df-relog 16087  df-rpcxp 16088  df-logb 16180

This theorem is used by:  bposlem5  16315  bposlem6  16316