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Theorem log2tlbndlog2 16082
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 9656 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → 0 ∈ ℤ)
2 nn0z 9664 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
3 peano2zm 9682 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
42, 3syl 14 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 − 1) ∈ ℤ)
51, 4fzfigd 10868 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → (0...(𝑁 − 1)) ∈ Fin)
6 elfznn0 10521 . . . . 5 (𝑛 ∈ (0...(𝑁 − 1)) → 𝑛 ∈ ℕ0)
7 2re 9374 . . . . . . 7 2 ∈ ℝ
8 3nn 9467 . . . . . . . . 9 3 ∈ ℕ
9 2nn0 9580 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℕ0
10 simpr 110 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℕ0)
11 nn0mulcl 9599 . . . . . . . . . . 11 ((2 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 · 𝑛) ∈ ℕ0)
129, 10, 11sylancr 418 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 · 𝑛) ∈ ℕ0)
13 nn0p1nn 9602 . . . . . . . . . 10 ((2 · 𝑛) ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℕ)
1412, 13syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℕ)
15 nnmulcl 9325 . . . . . . . . 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 9473 . . . . . . . . 9 9 ∈ ℕ
18 nnexpcl 10989 . . . . . . . . 9 ((9 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (9↑𝑛) ∈ ℕ)
1917, 10, 18sylancr 418 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (9↑𝑛) ∈ ℕ)
2016, 19nnmulcld 9353 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℕ)
21 nndivre 9340 . . . . . . 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 8354 . . . . 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 12167 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (0...(𝑁 − 1))(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℂ)
26 eqid 2238 . . . . 5 (ℤ𝑁) = (ℤ𝑁)
27 eluznn0 9999 . . . . . 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 6093 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑛 → (2 · 𝑘) = (2 · 𝑛))
3029oveq1d 6100 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑛 → ((2 · 𝑘) + 1) = ((2 · 𝑛) + 1))
3130oveq2d 6101 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑛 → (3 · ((2 · 𝑘) + 1)) = (3 · ((2 · 𝑛) + 1)))
32 oveq2 6093 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑛 → (9↑𝑘) = (9↑𝑛))
3331, 32oveq12d 6103 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑛 → ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘)) = ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))
3433oveq2d 6101 . . . . . . 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 10060 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ ℝ+
3837a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → 3 ∈ ℝ+)
39 nn0re 9572 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℝ)
4036, 39remulcld 8356 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → (2 · 𝑛) ∈ ℝ)
41 0le2 9394 . . . . . . . . . . . . 13 0 ≤ 2
4241a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 2)
43 nn0ge0 9588 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝑛)
4436, 39, 42, 43mulge0d 8949 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → 0 ≤ (2 · 𝑛))
4540, 44ge0p1rpd 10128 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℝ+)
4638, 45rpmulcld 10114 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ∈ ℝ+)
47 9re 9391 . . . . . . . . . . 11 9 ∈ ℝ
48 9pos 9408 . . . . . . . . . . 11 0 < 9
4947, 48elrpii 10057 . . . . . . . . . 10 9 ∈ ℝ+
50 nn0z 9664 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℤ)
51 rpexpcl 10995 . . . . . . . . . 10 ((9 ∈ ℝ+𝑛 ∈ ℤ) → (9↑𝑛) ∈ ℝ+)
5249, 50, 51sylancr 418 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → (9↑𝑛) ∈ ℝ+)
5346, 52rpmulcld 10114 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℝ+)
5436, 53rerpdivcld 10129 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ0 → (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ)
5528, 34, 35, 54fvmptd3 5799 . . . . . 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 10886 . . . . . . . 8 seq0( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (2 / ((3 · ((2 · 𝑘) + 1)) · (9↑𝑘))))) ∈ V
60 2rp 10059 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ+
61 relogcl 15963 . . . . . . . . . 10 (2 ∈ ℝ+ → (log‘2) ∈ ℝ)
6260, 61ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (log‘2) ∈ ℝ
6362elexi 2834 . . . . . . . 8 (log‘2) ∈ V
6459, 63breldm 4985 . . . . . . 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 9957 . . . . . . 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 12105 . . . . . 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 12196 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℝ)
7372recnd 8354 . . 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 12188 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ ℕ0 (2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) = (log‘2))
7666, 26, 67, 68, 23, 65isumsplit 12258 . . . 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 8693 . 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 9317 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℝ)
8220nngt0d 9348 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 0 < ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛)))
83 divge0 9203 . . . . . 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 12197 . . 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 6093 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑛 → ((1 / 9)↑𝑘) = ((1 / 9)↑𝑛))
8988oveq2d 6101 . . . . . . . 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 9625 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑁 ∈ ℕ0 → (2 · 𝑁) ∈ ℕ0)
94 nn0p1nn 9602 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((2 · 𝑁) ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ)
9593, 94syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ)
9695nnrpd 10095 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℝ+)
9796adantr 276 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℝ+)
9891, 97rpmulcld 10114 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℝ+)
9990, 98rpdivcld 10115 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℝ+)
10099rpred 10097 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℝ)
101 1z 9670 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℤ
102 znq 10024 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 ∈ ℤ ∧ 9 ∈ ℕ) → (1 / 9) ∈ ℚ)
103101, 17, 102mp2an 430 . . . . . . . . . . . . 13 (1 / 9) ∈ ℚ
104 qre 10025 . . . . . . . . . . . . 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 11128 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((1 / 9)↑𝑛) ∈ ℝ)
108107adantl 277 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((1 / 9)↑𝑛) ∈ ℝ)
109100, 108remulcld 8356 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑛)) ∈ ℝ)
11087, 89, 10, 109fvmptd3 5799 . . . . . . 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 9392 . . . . . . . . . . 11 9 ∈ ℂ
112111a1i 9 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 9 ∈ ℂ)
11347, 48gt0ap0ii 8956 . . . . . . . . . . 11 9 # 0
114113a1i 9 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 9 # 0)
11550adantl 277 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℤ)
116112, 114, 115exprecapd 11119 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((1 / 9)↑𝑛) = (1 / (9↑𝑛)))
117116oveq2d 6101 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑛)) = ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (1 / (9↑𝑛))))
118 nn0mulcl 9599 . . . . . . . . . . . . . . 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 9325 . . . . . . . . . . . . 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 9340 . . . . . . . . . . . 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 8354 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℂ)
126125adantr 276 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) ∈ ℂ)
12719nncnd 9318 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (9↑𝑛) ∈ ℂ)
12819nnap0d 9350 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (9↑𝑛) # 0)
129126, 127, 128divrecapd 9123 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) / (9↑𝑛)) = ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (1 / (9↑𝑛))))
130 2cnd 9377 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → 2 ∈ ℂ)
131122adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℕ)
132131nncnd 9318 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℂ)
133131nnap0d 9350 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) # 0)
134130, 132, 127, 133, 128divdivap1d 9152 . . . . . . . 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 9353 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℕ0) → ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℕ)
139 nndivre 9340 . . . . . . 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 9621 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
1449, 27, 11sylancr 418 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑛) ∈ ℕ0)
145144nn0red 9621 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 · 𝑛) ∈ ℝ)
146 1red 8341 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 1 ∈ ℝ)
147 eluzle 9934 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ (ℤ𝑁) → 𝑁𝑛)
148147adantl 277 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁𝑛)
149 nn0re 9572 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
150149adantr 276 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑁 ∈ ℝ)
15127nn0red 9621 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑛 ∈ ℝ)
1527a1i 9 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 2 ∈ ℝ)
153 2pos 9395 . . . . . . . . . . . 12 0 < 2
154153a1i 9 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 0 < 2)
155 lemul2 9187 . . . . . . . . . . 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 8887 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁) + 1) ≤ ((2 · 𝑛) + 1))
159120adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℕ)
160159nnred 9317 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℝ)
16127, 14syldan 282 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℕ)
162161nnred 9317 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((2 · 𝑛) + 1) ∈ ℝ)
163 3re 9378 . . . . . . . . . 10 3 ∈ ℝ
164163a1i 9 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 3 ∈ ℝ)
165 3pos 9398 . . . . . . . . . 10 0 < 3
166165a1i 9 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 0 < 3)
167 lemul2 9187 . . . . . . . . 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 9317 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (3 · ((2 · 𝑁) + 1)) ∈ ℝ)
17227, 16syldan 282 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ∈ ℕ)
173172nnred 9317 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (3 · ((2 · 𝑛) + 1)) ∈ ℝ)
17417, 27, 18sylancr 418 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (9↑𝑛) ∈ ℕ)
175174nnred 9317 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (9↑𝑛) ∈ ℝ)
176174nngt0d 9348 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → 0 < (9↑𝑛))
177 lemul1 8921 . . . . . . . 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 9317 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛)) ∈ ℝ)
182180nngt0d 9348 . . . . . . 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 9221 . . . . . . 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 10886 . . . . . 6 seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · ((1 / 9)↑𝑘)))) ∈ V
18949a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → 9 ∈ ℝ+)
190 8nn 9472 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℕ
191190a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → 8 ∈ ℕ)
192191nnrpd 10095 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 8 ∈ ℝ+)
193 nnexpcl 10989 . . . . . . . . . . . 12 ((9 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (9↑𝑁) ∈ ℕ)
19417, 193mpan 428 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9↑𝑁) ∈ ℕ)
195194nnrpd 10095 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9↑𝑁) ∈ ℝ+)
196192, 195rpmulcld 10114 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (8 · (9↑𝑁)) ∈ ℝ+)
197189, 196rpdivcld 10115 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9 / (8 · (9↑𝑁))) ∈ ℝ+)
198197rpred 10097 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9 / (8 · (9↑𝑁))) ∈ ℝ)
199124, 198remulcld 8356 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))) · (9 / (8 · (9↑𝑁)))) ∈ ℝ)
200105recni 8338 . . . . . . . . . 10 (1 / 9) ∈ ℂ
201200a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (1 / 9) ∈ ℂ)
202 0re 8326 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℝ
20347, 48recgt0ii 9237 . . . . . . . . . . . . 13 0 < (1 / 9)
204202, 105, 203ltleii 8428 . . . . . . . . . . . 12 0 ≤ (1 / 9)
205 absid 11837 . . . . . . . . . . . 12 (((1 / 9) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (1 / 9)) → (abs‘(1 / 9)) = (1 / 9))
206105, 204, 205mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 (abs‘(1 / 9)) = (1 / 9)
207 1lt9 9509 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 9
208 recgt1i 9228 . . . . . . . . . . . . 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 4151 . . . . . . . . . 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 5799 . . . . . . . . . 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 12279 . . . . . . . 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 11119 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((1 / 9)↑𝑁) = (1 / (9↑𝑁)))
220111, 113dividapi 9075 . . . . . . . . . . . . 13 (9 / 9) = 1
221220oveq1i 6095 . . . . . . . . . . . 12 ((9 / 9) − (1 / 9)) = (1 − (1 / 9))
222 ax-1cn 8272 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℂ
223111, 113pm3.2i 272 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 ∈ ℂ ∧ 9 # 0)
224 divsubdirap 9038 . . . . . . . . . . . . . 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 9430 . . . . . . . . . . . . . 14 (9 − 1) = 8
227226oveq1i 6095 . . . . . . . . . . . . 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 6103 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((1 / 9)↑𝑁) / (1 − (1 / 9))) = ((1 / (9↑𝑁)) / (8 / 9)))
232222a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 1 ∈ ℂ)
233194nncnd 9318 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9↑𝑁) ∈ ℂ)
234 8cn 9390 . . . . . . . . . . . 12 8 ∈ ℂ
235234, 111, 113divclapi 9084 . . . . . . . . . . 11 (8 / 9) ∈ ℂ
236235a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (8 / 9) ∈ ℂ)
237194nnap0d 9350 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9↑𝑁) # 0)
238190nnap0i 9335 . . . . . . . . . . . 12 8 # 0
239234, 111, 238, 113divap0i 9090 . . . . . . . . . . 11 (8 / 9) # 0
240239a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (8 / 9) # 0)
241232, 233, 236, 237, 240divdiv32apd 9146 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((1 / (9↑𝑁)) / (8 / 9)) = ((1 / (8 / 9)) / (9↑𝑁)))
242 recdivap 9048 . . . . . . . . . . . 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 6095 . . . . . . . . . 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 9152 . . . . . . . . . 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 4156 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → seq𝑁( + , (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((1 / 9)↑𝑘))) ⇝ (9 / (8 · (9↑𝑁))))
251 expcl 10994 . . . . . . . . 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 6101 . . . . . . . 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 12106 . . . . . 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 4987 . . . . . 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 12262 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ≤ Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))))
261141recnd 8354 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑛 ∈ (ℤ𝑁)) → (2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))) ∈ ℂ)
262 3cn 9379 . . . . . . . . . . . 12 3 ∈ ℂ
263 4cn 9382 . . . . . . . . . . . 12 4 ∈ ℂ
264 2cn 9375 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℂ
265 4ap0 9403 . . . . . . . . . . . 12 4 # 0
266 3ap0 9400 . . . . . . . . . . . 12 3 # 0
267 2ap0 9397 . . . . . . . . . . . 12 2 # 0
268262, 263, 264, 262, 265, 266, 267divdivdivapi 9105 . . . . . . . . . . 11 ((3 / 4) / (2 / 3)) = ((3 · 3) / (4 · 2))
269 3t3e9 9462 . . . . . . . . . . . 12 (3 · 3) = 9
270 4t2e8 9463 . . . . . . . . . . . 12 (4 · 2) = 8
271269, 270oveq12i 6097 . . . . . . . . . . 11 ((3 · 3) / (4 · 2)) = (9 / 8)
272268, 271eqtri 2259 . . . . . . . . . 10 ((3 / 4) / (2 / 3)) = (9 / 8)
273272oveq2i 6096 . . . . . . . . 9 ((2 / 3) · ((3 / 4) / (2 / 3))) = ((2 / 3) · (9 / 8))
274262, 263, 265divclapi 9084 . . . . . . . . . 10 (3 / 4) ∈ ℂ
275264, 262, 266divclapi 9084 . . . . . . . . . 10 (2 / 3) ∈ ℂ
276264, 262, 267, 266divap0i 9090 . . . . . . . . . 10 (2 / 3) # 0
277274, 275, 276divcanap2i 9085 . . . . . . . . 9 ((2 / 3) · ((3 / 4) / (2 / 3))) = (3 / 4)
278273, 277eqtr3i 2261 . . . . . . . 8 ((2 / 3) · (9 / 8)) = (3 / 4)
279278oveq1i 6095 . . . . . . 7 (((2 / 3) · (9 / 8)) / (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁))) = ((3 / 4) / (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)))
280 2cnd 9377 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 2 ∈ ℂ)
281262a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 3 ∈ ℂ)
282120nncnd 9318 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) ∈ ℂ)
283266a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → 3 # 0)
284120nnap0d 9350 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 · 𝑁) + 1) # 0)
285280, 281, 282, 283, 284divdivap1d 9152 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((2 / 3) / ((2 · 𝑁) + 1)) = (2 / (3 · ((2 · 𝑁) + 1))))
286285, 247oveq12d 6103 . . . . . . . 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 9084 . . . . . . . . . 10 (9 / 8) ∈ ℂ
289288a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (9 / 8) ∈ ℂ)
290287, 282, 289, 233, 284, 237divmuldivapd 9162 . . . . . . . 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 8349 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁)) = (4 · (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁))))
294293oveq2d 6101 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))) = (3 / (4 · (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)))))
295120, 194nnmulcld 9353 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)) ∈ ℕ)
296295nncnd 9318 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)) ∈ ℂ)
297265a1i 9 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → 4 # 0)
298282, 233, 284, 237mulap0d 8986 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((2 · 𝑁) + 1) · (9↑𝑁)) # 0)
299281, 292, 296, 297, 298divdivap1d 9152 . . . . . . . 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 4156 . . . . 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 12188 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑛))) = (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))))
304260, 303breqtrd 4156 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → Σ𝑛 ∈ (ℤ𝑁)(2 / ((3 · ((2 · 𝑛) + 1)) · (9↑𝑛))) ≤ (3 / ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁))))
305 4nn 9468 . . . . . . 7 4 ∈ ℕ
306 nnmulcl 9325 . . . . . . 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 9353 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((4 · ((2 · 𝑁) + 1)) · (9↑𝑁)) ∈ ℕ)
309 nndivre 9340 . . . . 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 10340 . . . 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
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 104  wb 105  w3a 1009   = wceq 1402  wcel 2209  Vcvv 2821   class class class wbr 4130  cmpt 4192  dom cdm 4774  cfv 5377  (class class class)co 6085  cc 8177  cr 8178  0cc0 8179  1c1 8180   + caddc 8182   · cmul 8184   < clt 8360  cle 8361  cmin 8497   # cap 8909   / cdiv 9002  cn 9304  2c2 9355  3c3 9356  4c4 9357  8c8 9361  9c9 9362  0cn0 9563  cz 9644  cuz 9921  cq 10019  +crp 10054  [,]cicc 10293  ...cfz 10411  seqcseq 10884  cexp 10975  abscabs 11763  cli 12044  Σcsu 12119  logclog 15957
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 8270  ax-resscn 8271  ax-1cn 8272  ax-1re 8273  ax-icn 8274  ax-addcl 8275  ax-addrcl 8276  ax-mulcl 8277  ax-mulrcl 8278  ax-addcom 8279  ax-mulcom 8280  ax-addass 8281  ax-mulass 8282  ax-distr 8283  ax-i2m1 8284  ax-0lt1 8285  ax-1rid 8286  ax-0id 8287  ax-rnegex 8288  ax-precex 8289  ax-cnre 8290  ax-pre-ltirr 8291  ax-pre-ltwlin 8292  ax-pre-lttrn 8293  ax-pre-apti 8294  ax-pre-ltadd 8295  ax-pre-mulgt0 8296  ax-pre-mulext 8297  ax-arch 8298  ax-caucvg 8299  ax-pre-suploc 8300  ax-addf 8301  ax-mulf 8302
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-oadd 6691  df-er 6807  df-map 6924  df-pm 6925  df-en 7023  df-dom 7024  df-fin 7025  df-sup 7324  df-inf 7325  df-pnf 8362  df-mnf 8363  df-xr 8364  df-ltxr 8365  df-le 8366  df-sub 8499  df-neg 8500  df-reap 8903  df-ap 8910  df-div 9003  df-inn 9305  df-2 9363  df-3 9364  df-4 9365  df-5 9366  df-6 9367  df-7 9368  df-8 9369  df-9 9370  df-n0 9564  df-z 9645  df-uz 9922  df-q 10020  df-rp 10055  df-xneg 10174  df-xadd 10175  df-ioo 10294  df-ico 10296  df-icc 10297  df-fz 10412  df-fzo 10550  df-seqfrec 10885  df-exp 10976  df-fac 11164  df-bc 11186  df-ihash 11215  df-shft 11580  df-cj 11607  df-re 11608  df-im 11609  df-rsqrt 11764  df-abs 11765  df-clim 12045  df-sumdc 12120  df-ef 12415  df-e 12416  df-rest 13595  df-topgen 13614  df-psmet 14880  df-xmet 14881  df-met 14882  df-bl 14883  df-mopn 14884  df-top 15099  df-topon 15112  df-bases 15144  df-ntr 15197  df-cn 15289  df-cnp 15290  df-tx 15354  df-cncf 15672  df-limced 15757  df-dvap 15758  df-relog 15959
This theorem is used by:  log2ublog2  16086
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