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Theorem log2tlbndlog2 16065
Description: Bound the error term in the series of the hypothesis. The presence of the hypothesis here is a temporary measure until it can be proved as log2cnv . (Contributed by Mario Carneiro, 7-Apr-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
log2tlbnd.log2cnv seq0( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ⇝ (log‘2)
Assertion
Ref Expression
log2tlbndlog2 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((log‘2) − Σ𝑛 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))) ∈ (0[,](3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁)))))
Distinct variable group:   𝑘,𝑛,𝑁

Proof of Theorem log2tlbndlog2
StepHypRef Expression
1 0zd 9639 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → 0 ∈ ℤ)
2 nn0z 9647 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
3 peano2zm 9665 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
42, 3syl 14 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
51, 4fzfigd 10851 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → (0...(𝑁 − 1)) ∈ Fin)
6 elfznn0 10504 . . . . 5 (𝑛 ∈ (0...(𝑁 − 1)) → 𝑛 ∈ ℕ0)
7 2re 9357 . . . . . . 7 2 ∈ ℝ
8 3nn 9450 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℕ
9 2nn0 9563 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℕ0
10 simpr 110 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℕ0)
11 nn0mulcl 9582 . . . . . . . . . . 11 ((2 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 · 𝑛) ∈ ℕ0)
129, 10, 11sylancr 418 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 · 𝑛) ∈ ℕ0)
13 nn0p1nn 9585 . . . . . . . . . 10 ((2 · 𝑛) ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℕ)
1412, 13syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℕ)
15 nnmulcl 9308 . . . . . . . . 9 ((3 ∈ ℕ ∧ ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℕ) → (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ∈ ℕ)
168, 14, 15sylancr 418 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ∈ ℕ)
17 9nn 9456 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ
18 nnexpcl 10972 . . . . . . . . 9 ((9 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (9↑𝑛) ∈ ℕ)
1917, 10, 18sylancr 418 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (9↑𝑛) ∈ ℕ)
2016, 19nnmulcld 9336 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℕ)
21 nndivre 9323 . . . . . . 7 ((2 ∈ ℝ ∧ ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℕ) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ)
227, 20, 21sylancr 418 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ)
2322recnd 8348 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℂ)
246, 23sylan2 286 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (0...(𝑁 − 1))) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℂ)
255, 24fsumcl 12150 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℂ)
26 eqid 2238 . . . . 5 (ℤ𝑁) = (ℤ𝑁)
27 eluznn0 9982 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑛 ∈ ℕ0)
28 eqid 2238 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘)))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))
29 oveq2 6087 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑛 → (2 · 𝑘) = (2 · 𝑛))
3029oveq1d 6094 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑛 → ((2 · 𝑘) + 1) = ((2 · 𝑛) + 1))
3130oveq2d 6095 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑛 → (3 · ((2 · 𝑘) + 1)) = (3 · ((2 · 𝑛) + 1)))
32 oveq2 6087 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑛 → (9↑𝑘) = (9↑𝑛))
3331, 32oveq12d 6097 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑛 → ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘)) = ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))
3433oveq2d 6095 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝑛 → (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))) = (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
35 id 19 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0)
367a1i 9 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ0 → 2 ∈ ℝ)
37 3rp 10043 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ ℝ+
3837a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → 3 ∈ ℝ+)
39 nn0re 9555 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℝ)
4036, 39remulcld 8350 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → (2 · 𝑛) ∈ ℝ)
41 0le2 9377 . . . . . . . . . . . . 13 0 ≤ 2
4241a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 2)
43 nn0ge0 9571 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝑛)
4436, 39, 42, 43mulge0d 8943 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → 0 ≤ (2 · 𝑛))
4540, 44ge0p1rpd 10111 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℝ+)
4638, 45rpmulcld 10097 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ∈ ℝ+)
47 9re 9374 . . . . . . . . . . 11 9 ∈ ℝ
48 9pos 9391 . . . . . . . . . . 11 0 < 9
4947, 48elrpii 10040 . . . . . . . . . 10 9 ∈ ℝ+
50 nn0z 9647 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℤ)
51 rpexpcl 10978 . . . . . . . . . 10 ((9 ∈ ℝ+𝑛 ∈ ℤ) → (9↑𝑛) ∈ ℝ+)
5249, 50, 51sylancr 418 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → (9↑𝑛) ∈ ℝ+)
5346, 52rpmulcld 10097 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℝ+)
5436, 53rerpdivcld 10112 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ0 → (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ)
5528, 34, 35, 54fvmptd3 5796 . . . . . 6 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))‘𝑛) = (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
5627, 55syl 14 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))‘𝑛) = (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
5727, 22syldan 282 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ)
58 log2tlbnd.log2cnv . . . . . . 7 seq0( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ⇝ (log‘2)
59 seqex 10869 . . . . . . . 8 seq0( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ∈ V
60 2rp 10042 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ+
61 relogcl 15946 . . . . . . . . . 10 (2 ∈ ℝ+ → (log‘2) ∈ ℝ)
6260, 61ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (log‘2) ∈ ℝ
6362elexi 2834 . . . . . . . 8 (log‘2) ∈ V
6459, 63breldm 4983 . . . . . . 7 (seq0( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ⇝ (log‘2) → seq0( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ∈ dom ⇝ )
6558, 64mp1i 10 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → seq0( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ∈ dom ⇝ )
66 nn0uz 9940 . . . . . . 7 0 = (ℤ‘0)
67 id 19 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)
6855adantl 277 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))‘𝑛) = (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
6968, 23eqeltrd 2315 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))‘𝑛) ∈ ℂ)
7066, 67, 69iserex 12088 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → (seq0( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ∈ dom ⇝ ))
7165, 70mpbid 147 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ∈ dom ⇝ )
7226, 2, 56, 57, 71isumrecl 12179 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ)
7372recnd 8348 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℂ)
7458a1i 9 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → seq0( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ⇝ (log‘2))
7566, 1, 68, 23, 74isumclim 12171 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ ℕ0 (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) = (log‘2))
7666, 26, 67, 68, 23, 65isumsplit 12241 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ ℕ0 (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) = (Σ𝑛 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) + Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))))
7775, 76eqtr3d 2273 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → (log‘2) = (Σ𝑛 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) + Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))))
7825, 73, 77mvrladdd 8687 . 2 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((log‘2) − Σ𝑛 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))) = Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
797a1i 9 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 2 ∈ ℝ)
8041a1i 9 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 0 ≤ 2)
8120nnred 9300 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℝ)
8220nngt0d 9331 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 0 < ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))
83 divge0 9197 . . . . . 6 (((2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 2) ∧ (((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℝ ∧ 0 < ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))) → 0 ≤ (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
8479, 80, 81, 82, 83syl22anc 1279 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 0 ≤ (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
8527, 84syldan 282 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 0 ≤ (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
8626, 2, 56, 57, 71, 85isumge0 12180 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → 0 ≤ Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
87 eqid 2238 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))
88 oveq2 6087 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑛 → ((1 / 9)↑𝑘) = ((1 / 9)↑𝑛))
8988oveq2d 6095 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑛 → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)) = ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑛)))
9060a1i 9 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 2 ∈ ℝ+)
9137a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 3 ∈ ℝ+)
929a1i 9 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ0 → 2 ∈ ℕ0)
9392, 67nn0mulcld 9608 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℕ0 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
94 nn0p1nn 9585 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 · 𝑁) ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ)
9593, 94syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ)
9695nnrpd 10078 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℝ+)
9796adantr 276 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℝ+)
9891, 97rpmulcld 10097 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℝ+)
9990, 98rpdivcld 10098 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℝ+)
10099rpred 10080 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℝ)
101 1z 9653 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℤ
102 znq 10007 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 ∈ ℤ ∧ 9 ∈ ℕ) → (1 / 9) ∈ ℚ)
103101, 17, 102mp2an 430 . . . . . . . . . . . . 13 (1 / 9) ∈ ℚ
104 qre 10008 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 / 9) ∈ ℚ → (1 / 9) ∈ ℝ)
105103, 104ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (1 / 9) ∈ ℝ
106105a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → (1 / 9) ∈ ℝ)
107106, 35reexpcld 11111 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((1 / 9)↑𝑛) ∈ ℝ)
108107adantl 277 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((1 / 9)↑𝑛) ∈ ℝ)
109100, 108remulcld 8350 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑛)) ∈ ℝ)
11087, 89, 10, 109fvmptd3 5796 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))‘𝑛) = ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑛)))
111 9cn 9375 . . . . . . . . . . 11 9 ∈ ℂ
112111a1i 9 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 9 ∈ ℂ)
11347, 48gt0ap0ii 8950 . . . . . . . . . . 11 9 # 0
114113a1i 9 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 9 # 0)
11550adantl 277 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℤ)
116112, 114, 115exprecapd 11102 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((1 / 9)↑𝑛) = (1 / (9↑𝑛)))
117116oveq2d 6095 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑛)) = ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (1 / (9↑𝑛))))
118 nn0mulcl 9582 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
1199, 118mpan 428 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ0 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
120119, 94syl 14 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ)
121 nnmulcl 9308 . . . . . . . . . . . . 13 ((3 ∈ ℕ ∧ ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ)
1228, 120, 121sylancr 418 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ0 → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ)
123 nndivre 9323 . . . . . . . . . . . 12 ((2 ∈ ℝ ∧ (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ) → (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℝ)
1247, 122, 123sylancr 418 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℝ)
125124recnd 8348 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℂ)
126125adantr 276 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℂ)
12719nncnd 9301 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (9↑𝑛) ∈ ℂ)
12819nnap0d 9333 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (9↑𝑛) # 0)
129126, 127, 128divrecapd 9117 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) / (9↑𝑛)) = ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (1 / (9↑𝑛))))
130 2cnd 9360 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 2 ∈ ℂ)
131122adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ)
132131nncnd 9301 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℂ)
133131nnap0d 9333 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) # 0)
134130, 132, 127, 133, 128divdivap1d 9146 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) / (9↑𝑛)) = (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))))
135117, 129, 1343eqtr2d 2277 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑛)) = (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))))
136110, 135eqtrd 2271 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))‘𝑛) = (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))))
13727, 136syldan 282 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))‘𝑛) = (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))))
138131, 19nnmulcld 9336 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℕ)
139 nndivre 9323 . . . . . . 7 ((2 ∈ ℝ ∧ ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℕ) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ)
1407, 138, 139sylancr 418 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ)
14127, 140syldan 282 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ)
142119adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
143142nn0red 9604 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
1449, 27, 11sylancr 418 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑛) ∈ ℕ0)
145144nn0red 9604 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑛) ∈ ℝ)
146 1red 8335 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 1 ∈ ℝ)
147 eluzle 9917 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ (ℤ𝑁) → 𝑁𝑛)
148147adantl 277 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁𝑛)
149 nn0re 9555 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
150149adantr 276 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁 ∈ ℝ)
15127nn0red 9604 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑛 ∈ ℝ)
1527a1i 9 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 2 ∈ ℝ)
153 2pos 9378 . . . . . . . . . . . 12 0 < 2
154153a1i 9 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 0 < 2)
155 lemul2 9181 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (𝑁𝑛 ↔ (2 · 𝑁) ≤ (2 · 𝑛)))
156150, 151, 152, 154, 155syl112anc 1282 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (𝑁𝑛 ↔ (2 · 𝑁) ≤ (2 · 𝑛)))
157148, 156mpbid 147 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑁) ≤ (2 · 𝑛))
158143, 145, 146, 157leadd1dd 8881 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁) + 1) ≤ ((2 · 𝑛) + 1))
159120adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ)
160159nnred 9300 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℝ)
16127, 14syldan 282 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℕ)
162161nnred 9300 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℝ)
163 3re 9361 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℝ
164163a1i 9 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 3 ∈ ℝ)
165 3pos 9381 . . . . . . . . . 10 0 < 3
166165a1i 9 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 0 < 3)
167 lemul2 9181 . . . . . . . . 9 ((((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℝ ∧ ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℝ ∧ (3 ∈ ℝ ∧ 0 < 3)) → (((2 · 𝑁) + 1) ≤ ((2 · 𝑛) + 1) ↔ (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ≤ (3 · ((2 · 𝑛) + 1))))
168160, 162, 164, 166, 167syl112anc 1282 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (((2 · 𝑁) + 1) ≤ ((2 · 𝑛) + 1) ↔ (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ≤ (3 · ((2 · 𝑛) + 1))))
169158, 168mpbid 147 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ≤ (3 · ((2 · 𝑛) + 1)))
170122adantr 276 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ)
171170nnred 9300 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℝ)
17227, 16syldan 282 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ∈ ℕ)
173172nnred 9300 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ∈ ℝ)
17417, 27, 18sylancr 418 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (9↑𝑛) ∈ ℕ)
175174nnred 9300 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (9↑𝑛) ∈ ℝ)
176174nngt0d 9331 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 0 < (9↑𝑛))
177 lemul1 8915 . . . . . . . 8 (((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℝ ∧ (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ∈ ℝ ∧ ((9↑𝑛) ∈ ℝ ∧ 0 < (9↑𝑛))) → ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ≤ (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ↔ ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ≤ ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
178171, 173, 175, 176, 177syl112anc 1282 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ≤ (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ↔ ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ≤ ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))))
179169, 178mpbid 147 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ≤ ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))
18027, 138syldan 282 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℕ)
181180nnred 9300 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℝ)
182180nngt0d 9331 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 0 < ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)))
18327, 81syldan 282 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℝ)
18427, 82syldan 282 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 0 < ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))
185 lediv2 9215 . . . . . . 7 (((((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℝ ∧ 0 < ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))) ∧ (((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℝ ∧ 0 < ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ≤ ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ↔ (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ≤ (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)))))
186181, 182, 183, 184, 152, 154, 185syl222anc 1294 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ≤ ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ↔ (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ≤ (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)))))
187179, 186mpbid 147 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ≤ (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))))
188 seqex 10869 . . . . . 6 seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))) ∈ V
18949a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → 9 ∈ ℝ+)
190 8nn 9455 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℕ
191190a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → 8 ∈ ℕ)
192191nnrpd 10078 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 8 ∈ ℝ+)
193 nnexpcl 10972 . . . . . . . . . . . 12 ((9 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (9↑𝑁) ∈ ℕ)
19417, 193mpan 428 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9↑𝑁) ∈ ℕ)
195194nnrpd 10078 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9↑𝑁) ∈ ℝ+)
196192, 195rpmulcld 10097 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (8 · (9↑𝑁)) ∈ ℝ+)
197189, 196rpdivcld 10098 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9 / (8 · (9↑𝑁))) ∈ ℝ+)
198197rpred 10080 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9 / (8 · (9↑𝑁))) ∈ ℝ)
199124, 198remulcld 8350 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (9 / (8 · (9↑𝑁)))) ∈ ℝ)
200105recni 8332 . . . . . . . . . 10 (1 / 9) ∈ ℂ
201200a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (1 / 9) ∈ ℂ)
202 0re 8320 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℝ
20347, 48recgt0ii 9231 . . . . . . . . . . . . 13 0 < (1 / 9)
204202, 105, 203ltleii 8422 . . . . . . . . . . . 12 0 ≤ (1 / 9)
205 absid 11820 . . . . . . . . . . . 12 (((1 / 9) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (1 / 9)) → (abs‘(1 / 9)) = (1 / 9))
206105, 204, 205mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 (abs‘(1 / 9)) = (1 / 9)
207 1lt9 9492 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
208 recgt1i 9222 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 ∈ ℝ ∧ 1 < 9) → (0 < (1 / 9) ∧ (1 / 9) < 1))
20947, 207, 208mp2an 430 . . . . . . . . . . . 12 (0 < (1 / 9) ∧ (1 / 9) < 1)
210209simpri 113 . . . . . . . . . . 11 (1 / 9) < 1
211206, 210eqbrtri 4149 . . . . . . . . . 10 (abs‘(1 / 9)) < 1
212211a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (abs‘(1 / 9)) < 1)
213 eqid 2238 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 9)↑𝑘)) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 9)↑𝑘))
214213, 88, 35, 107fvmptd3 5796 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 9)↑𝑘))‘𝑛) = ((1 / 9)↑𝑛))
21527, 214syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 9)↑𝑘))‘𝑛) = ((1 / 9)↑𝑛))
216201, 212, 67, 215geolim2 12262 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 9)↑𝑘))) ⇝ (((1 / 9)↑𝑁) / (1 − (1 / 9))))
217111a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → 9 ∈ ℂ)
218113a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → 9 # 0)
219217, 218, 2exprecapd 11102 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((1 / 9)↑𝑁) = (1 / (9↑𝑁)))
220111, 113dividapi 9069 . . . . . . . . . . . . 13 (9 / 9) = 1
221220oveq1i 6089 . . . . . . . . . . . 12 ((9 / 9) − (1 / 9)) = (1 − (1 / 9))
222 ax-1cn 8266 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℂ
223111, 113pm3.2i 272 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 ∈ ℂ ∧ 9 # 0)
224 divsubdirap 9032 . . . . . . . . . . . . . 14 ((9 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ (9 ∈ ℂ ∧ 9 # 0)) → ((9 − 1) / 9) = ((9 / 9) − (1 / 9)))
225111, 222, 223, 224mp3an 1378 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 − 1) / 9) = ((9 / 9) − (1 / 9))
226 9m1e8 9413 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 − 1) = 8
227226oveq1i 6089 . . . . . . . . . . . . 13 ((9 − 1) / 9) = (8 / 9)
228225, 227eqtr3i 2261 . . . . . . . . . . . 12 ((9 / 9) − (1 / 9)) = (8 / 9)
229221, 228eqtr3i 2261 . . . . . . . . . . 11 (1 − (1 / 9)) = (8 / 9)
230229a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (1 − (1 / 9)) = (8 / 9))
231219, 230oveq12d 6097 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((1 / 9)↑𝑁) / (1 − (1 / 9))) = ((1 / (9↑𝑁)) / (8 / 9)))
232222a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 1 ∈ ℂ)
233194nncnd 9301 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9↑𝑁) ∈ ℂ)
234 8cn 9373 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
235234, 111, 113divclapi 9078 . . . . . . . . . . 11 (8 / 9) ∈ ℂ
236235a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (8 / 9) ∈ ℂ)
237194nnap0d 9333 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9↑𝑁) # 0)
238190nnap0i 9318 . . . . . . . . . . . 12 8 # 0
239234, 111, 238, 113divap0i 9084 . . . . . . . . . . 11 (8 / 9) # 0
240239a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (8 / 9) # 0)
241232, 233, 236, 237, 240divdiv32apd 9140 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((1 / (9↑𝑁)) / (8 / 9)) = ((1 / (8 / 9)) / (9↑𝑁)))
242 recdivap 9042 . . . . . . . . . . . 12 (((8 ∈ ℂ ∧ 8 # 0) ∧ (9 ∈ ℂ ∧ 9 # 0)) → (1 / (8 / 9)) = (9 / 8))
243234, 238, 111, 113, 242mp4an 431 . . . . . . . . . . 11 (1 / (8 / 9)) = (9 / 8)
244243oveq1i 6089 . . . . . . . . . 10 ((1 / (8 / 9)) / (9↑𝑁)) = ((9 / 8) / (9↑𝑁))
245234a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → 8 ∈ ℂ)
246238a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → 8 # 0)
247217, 245, 233, 246, 237divdivap1d 9146 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((9 / 8) / (9↑𝑁)) = (9 / (8 · (9↑𝑁))))
248244, 247eqtrid 2283 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((1 / (8 / 9)) / (9↑𝑁)) = (9 / (8 · (9↑𝑁))))
249231, 241, 2483eqtrd 2275 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((1 / 9)↑𝑁) / (1 − (1 / 9))) = (9 / (8 · (9↑𝑁))))
250216, 249breqtrd 4154 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 9)↑𝑘))) ⇝ (9 / (8 · (9↑𝑁))))
251 expcl 10977 . . . . . . . . 9 (((1 / 9) ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((1 / 9)↑𝑛) ∈ ℂ)
252200, 27, 251sylancr 418 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((1 / 9)↑𝑛) ∈ ℂ)
253215, 252eqeltrd 2315 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 9)↑𝑘))‘𝑛) ∈ ℂ)
25427, 110syldan 282 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))‘𝑛) = ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑛)))
255215oveq2d 6095 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 9)↑𝑘))‘𝑛)) = ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑛)))
256254, 255eqtr4d 2274 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))‘𝑛) = ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 9)↑𝑘))‘𝑛)))
25726, 2, 125, 250, 253, 256isermulc2 12089 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))) ⇝ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (9 / (8 · (9↑𝑁)))))
258 breldmg 4985 . . . . . 6 ((seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))) ∈ V ∧ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (9 / (8 · (9↑𝑁)))) ∈ ℝ ∧ seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))) ⇝ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (9 / (8 · (9↑𝑁))))) → seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))) ∈ dom ⇝ )
259188, 199, 257, 258mp3an2i 1383 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))) ∈ dom ⇝ )
26026, 2, 56, 57, 137, 141, 187, 71, 259isumle 12245 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ≤ Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))))
261141recnd 8348 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℂ)
262 3cn 9362 . . . . . . . . . . . 12 3 ∈ ℂ
263 4cn 9365 . . . . . . . . . . . 12 4 ∈ ℂ
264 2cn 9358 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℂ
265 4ap0 9386 . . . . . . . . . . . 12 4 # 0
266 3ap0 9383 . . . . . . . . . . . 12 3 # 0
267 2ap0 9380 . . . . . . . . . . . 12 2 # 0
268262, 263, 264, 262, 265, 266, 267divdivdivapi 9099 . . . . . . . . . . 11 ((3 / 4) / (2 / 3)) = ((3 · 3) / (4 · 2))
269 3t3e9 9445 . . . . . . . . . . . 12 (3 · 3) = 9
270 4t2e8 9446 . . . . . . . . . . . 12 (4 · 2) = 8
271269, 270oveq12i 6091 . . . . . . . . . . 11 ((3 · 3) / (4 · 2)) = (9 / 8)
272268, 271eqtri 2259 . . . . . . . . . 10 ((3 / 4) / (2 / 3)) = (9 / 8)
273272oveq2i 6090 . . . . . . . . 9 ((2 / 3) · ((3 / 4) / (2 / 3))) = ((2 / 3) · (9 / 8))
274262, 263, 265divclapi 9078 . . . . . . . . . 10 (3 / 4) ∈ ℂ
275264, 262, 266divclapi 9078 . . . . . . . . . 10 (2 / 3) ∈ ℂ
276264, 262, 267, 266divap0i 9084 . . . . . . . . . 10 (2 / 3) # 0
277274, 275, 276divcanap2i 9079 . . . . . . . . 9 ((2 / 3) · ((3 / 4) / (2 / 3))) = (3 / 4)
278273, 277eqtr3i 2261 . . . . . . . 8 ((2 / 3) · (9 / 8)) = (3 / 4)
279278oveq1i 6089 . . . . . . 7 (((2 / 3) · (9 / 8)) / (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁))) = ((3 / 4) / (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)))
280 2cnd 9360 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 2 ∈ ℂ)
281262a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 3 ∈ ℂ)
282120nncnd 9301 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℂ)
283266a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 3 # 0)
284120nnap0d 9333 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) # 0)
285280, 281, 282, 283, 284divdivap1d 9146 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 / 3) / ((2 · 𝑁) + 1)) = (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))))
286285, 247oveq12d 6097 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((2 / 3) / ((2 · 𝑁) + 1)) · ((9 / 8) / (9↑𝑁))) = ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (9 / (8 · (9↑𝑁)))))
287275a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (2 / 3) ∈ ℂ)
288111, 234, 238divclapi 9078 . . . . . . . . . 10 (9 / 8) ∈ ℂ
289288a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9 / 8) ∈ ℂ)
290287, 282, 289, 233, 284, 237divmuldivapd 9156 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((2 / 3) / ((2 · 𝑁) + 1)) · ((9 / 8) / (9↑𝑁))) = (((2 / 3) · (9 / 8)) / (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁))))
291286, 290eqtr3d 2273 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (9 / (8 · (9↑𝑁)))) = (((2 / 3) · (9 / 8)) / (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁))))
292263a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 4 ∈ ℂ)
293292, 282, 233mulassd 8343 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁)) = (4 · (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁))))
294293oveq2d 6095 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))) = (3 / (4 · (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)))))
295120, 194nnmulcld 9336 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)) ∈ ℕ)
296295nncnd 9301 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)) ∈ ℂ)
297265a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → 4 # 0)
298282, 233, 284, 237mulap0d 8980 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)) # 0)
299281, 292, 296, 297, 298divdivap1d 9146 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((3 / 4) / (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁))) = (3 / (4 · (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)))))
300294, 299eqtr4d 2274 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))) = ((3 / 4) / (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁))))
301279, 291, 3003eqtr4a 2297 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (9 / (8 · (9↑𝑁)))) = (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))))
302257, 301breqtrd 4154 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))) ⇝ (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))))
30326, 2, 137, 261, 302isumclim 12171 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))) = (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))))
304260, 303breqtrd 4154 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ≤ (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))))
305 4nn 9451 . . . . . . 7 4 ∈ ℕ
306 nnmulcl 9308 . . . . . . 7 ((4 ∈ ℕ ∧ ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ) → (4 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ)
307305, 120, 306sylancr 418 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → (4 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ)
308307, 194nnmulcld 9336 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁)) ∈ ℕ)
309 nndivre 9323 . . . . 5 ((3 ∈ ℝ ∧ ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁)) ∈ ℕ) → (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))) ∈ ℝ)
310163, 308, 309sylancr 418 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))) ∈ ℝ)
311 elicc2 10323 . . . 4 ((0 ∈ ℝ ∧ (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))) ∈ ℝ) → (Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ (0[,](3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁)))) ↔ (Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∧ Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ≤ (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))))))
312202, 310, 311sylancr 418 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → (Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ (0[,](3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁)))) ↔ (Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∧ Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ≤ (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))))))
31372, 86, 304, 312mpbir3and 1211 . 2 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ (0[,](3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁)))))
31478, 313eqeltrd 2315 1 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((log‘2) − Σ𝑛 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))) ∈ (0[,](3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁)))))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105  w3a 1009   = wceq 1402  wcel 2209  Vcvv 2821   class class class wbr 4128  cmpt 4190  dom cdm 4772  cfv 5375  (class class class)co 6079  cc 8171  cr 8172  0cc0 8173  1c1 8174   + caddc 8176   · cmul 8178   < clt 8354  cle 8355  cmin 8491   # cap 8903   / cdiv 8996  cn 9287  2c2 9338  3c3 9339  4c4 9340  8c8 9344  9c9 9345  0cn0 9546  cz 9627  cuz 9904  cq 10002  +crp 10037  [,]cicc 10276  ...cfz 10394  seqcseq 10867  cexp 10958  abscabs 11746  cli 12027  Σcsu 12102  logclog 15940
This theorem was proved from 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 4244  ax-sep 4247  ax-nul 4257  ax-pow 4309  ax-pr 4344  ax-un 4576  ax-setind 4682  ax-iinf 4733  ax-cnex 8264  ax-resscn 8265  ax-1cn 8266  ax-1re 8267  ax-icn 8268  ax-addcl 8269  ax-addrcl 8270  ax-mulcl 8271  ax-mulrcl 8272  ax-addcom 8273  ax-mulcom 8274  ax-addass 8275  ax-mulass 8276  ax-distr 8277  ax-i2m1 8278  ax-0lt1 8279  ax-1rid 8280  ax-0id 8281  ax-rnegex 8282  ax-precex 8283  ax-cnre 8284  ax-pre-ltirr 8285  ax-pre-ltwlin 8286  ax-pre-lttrn 8287  ax-pre-apti 8288  ax-pre-ltadd 8289  ax-pre-mulgt0 8290  ax-pre-mulext 8291  ax-arch 8292  ax-caucvg 8293  ax-pre-suploc 8294  ax-addf 8295  ax-mulf 8296
This theorem 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 3714  df-pr 3715  df-op 3717  df-uni 3934  df-int 3969  df-iun 4012  df-disj 4105  df-br 4129  df-opab 4191  df-mpt 4192  df-tr 4228  df-id 4436  df-po 4439  df-iso 4440  df-iord 4509  df-on 4511  df-ilim 4512  df-suc 4514  df-iom 4736  df-xp 4778  df-rel 4779  df-cnv 4780  df-co 4781  df-dm 4782  df-rn 4783  df-res 4784  df-ima 4785  df-iota 5335  df-fun 5377  df-fn 5378  df-f 5379  df-f1 5380  df-fo 5381  df-f1o 5382  df-fv 5383  df-isom 5384  df-riota 6032  df-ov 6082  df-oprab 6083  df-mpo 6084  df-of 6296  df-1st 6368  df-2nd 6369  df-recs 6570  df-irdg 6635  df-frec 6656  df-1o 6681  df-oadd 6685  df-er 6801  df-map 6918  df-pm 6919  df-en 7017  df-dom 7018  df-fin 7019  df-sup 7318  df-inf 7319  df-pnf 8356  df-mnf 8357  df-xr 8358  df-ltxr 8359  df-le 8360  df-sub 8493  df-neg 8494  df-reap 8897  df-ap 8904  df-div 8997  df-inn 9288  df-2 9346  df-3 9347  df-4 9348  df-5 9349  df-6 9350  df-7 9351  df-8 9352  df-9 9353  df-n0 9547  df-z 9628  df-uz 9905  df-q 10003  df-rp 10038  df-xneg 10157  df-xadd 10158  df-ioo 10277  df-ico 10279  df-icc 10280  df-fz 10395  df-fzo 10533  df-seqfrec 10868  df-exp 10959  df-fac 11147  df-bc 11169  df-ihash 11198  df-shft 11563  df-cj 11590  df-re 11591  df-im 11592  df-rsqrt 11747  df-abs 11748  df-clim 12028  df-sumdc 12103  df-ef 12398  df-e 12399  df-rest 13578  df-topgen 13597  df-psmet 14863  df-xmet 14864  df-met 14865  df-bl 14866  df-mopn 14867  df-top 15082  df-topon 15095  df-bases 15127  df-ntr 15180  df-cn 15272  df-cnp 15273  df-tx 15337  df-cncf 15655  df-limced 15740  df-dvap 15741  df-relog 15942
This theorem is referenced by:  log2ublog2  16069
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