Theorem chebbnd1lem1 27533

Description: Lemma for chebbnd1 27536: show a lower bound on π(𝑥) at even integers using similar techniques to those used to prove bpos 27357. (Note that the expression 𝐾 is actually equal to 2 · 𝑁, but proving that is not necessary for the proof, and it's too much work.) The key to the proof is bposlem1 27348, which shows that each term in the expansion ((2 · 𝑁)C𝑁) = ∏𝑝 ∈ ℙ (𝑝↑(𝑝 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) is at most 2 · 𝑁, so that the sum really only has nonzero elements up to 2 · 𝑁, and since each term is at most 2 · 𝑁, after taking logs we get the inequality π(2 · 𝑁) · log(2 · 𝑁) ≤ log((2 · 𝑁)C𝑁), and bclbnd 27344 finishes the proof. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Sep-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 15-Apr-2016.)

Hypothesis

Ref	Expression
chebbnd1lem1.1	⊢ 𝐾 = if((2 · 𝑁) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁), (2 · 𝑁), ((2 · 𝑁)C𝑁))

Assertion

Ref	Expression
chebbnd1lem1	⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (log‘((4↑𝑁) / 𝑁)) < ((π‘(2 · 𝑁)) · (log‘(2 · 𝑁))))

Proof of Theorem chebbnd1lem1

Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		4nn 12301	. . . . . 6 ⊢ 4 ∈ ℕ
2		eluznn 12919	. . . . . . . 8 ⊢ ((4 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘4)) → 𝑁 ∈ ℕ)
3	1, 2	mpan 700	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝑁 ∈ ℕ)
4	3	nnnn0d 12542	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝑁 ∈ ℕ0)
5		nnexpcl 14087	. . . . . 6 ⊢ ((4 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (4↑𝑁) ∈ ℕ)
6	1, 4, 5	sylancr 596	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (4↑𝑁) ∈ ℕ)
7	6	nnrpd 13035	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (4↑𝑁) ∈ ℝ+)
8	3	nnrpd 13035	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝑁 ∈ ℝ+)
9	7, 8	rpdivcld 13054	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((4↑𝑁) / 𝑁) ∈ ℝ+)
10	9	relogcld 26688	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (log‘((4↑𝑁) / 𝑁)) ∈ ℝ)
11		fzctr 13645	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑁 ∈ (0...(2 · 𝑁)))
12	4, 11	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝑁 ∈ (0...(2 · 𝑁)))
13		bccl2 14336	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (0...(2 · 𝑁)) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
14	12, 13	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
15	14	nnrpd 13035	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℝ+)
16	15	relogcld 26688	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (log‘((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℝ)
17		2z 12603	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ ℤ
18		eluzelz 12849	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝑁 ∈ ℤ)
19		zmulcl 12620	. . . . . . 7 ⊢ ((2 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (2 · 𝑁) ∈ ℤ)
20	17, 18, 19	sylancr 596	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (2 · 𝑁) ∈ ℤ)
21	20	zred 12677	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
22		ppicl 27195	. . . . 5 ⊢ ((2 · 𝑁) ∈ ℝ → (π‘(2 · 𝑁)) ∈ ℕ0)
23	21, 22	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (π‘(2 · 𝑁)) ∈ ℕ0)
24	23	nn0red 12543	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (π‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
25		2nn 12291	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℕ
26		nnmulcl 12234	. . . . . 6 ⊢ ((2 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
27	25, 3, 26	sylancr 596	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (2 · 𝑁) ∈ ℕ)
28	27	nnrpd 13035	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
29	28	relogcld 26688	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
30	24, 29	remulcld 11212	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((π‘(2 · 𝑁)) · (log‘(2 · 𝑁))) ∈ ℝ)
31		bclbnd 27344	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((4↑𝑁) / 𝑁) < ((2 · 𝑁)C𝑁))
32		logltb 26665	. . . 4 ⊢ ((((4↑𝑁) / 𝑁) ∈ ℝ+ ∧ ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℝ+) → (((4↑𝑁) / 𝑁) < ((2 · 𝑁)C𝑁) ↔ (log‘((4↑𝑁) / 𝑁)) < (log‘((2 · 𝑁)C𝑁))))
33	9, 15, 32	syl2anc 593	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (((4↑𝑁) / 𝑁) < ((2 · 𝑁)C𝑁) ↔ (log‘((4↑𝑁) / 𝑁)) < (log‘((2 · 𝑁)C𝑁))))
34	31, 33	mpbid 234	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (log‘((4↑𝑁) / 𝑁)) < (log‘((2 · 𝑁)C𝑁)))
35		chebbnd1lem1.1	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐾 = if((2 · 𝑁) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁), (2 · 𝑁), ((2 · 𝑁)C𝑁))
36	27, 14	ifcld 4527	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → if((2 · 𝑁) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁), (2 · 𝑁), ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)
37	35, 36	eqeltrid 2866	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝐾 ∈ ℕ)
38	37	nnred 12225	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝐾 ∈ ℝ)
39		ppicl 27195	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ ℝ → (π‘𝐾) ∈ ℕ0)
40	38, 39	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (π‘𝐾) ∈ ℕ0)
41	40	nn0red 12543	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (π‘𝐾) ∈ ℝ)
42	41, 29	remulcld 11212	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((π‘𝐾) · (log‘(2 · 𝑁))) ∈ ℝ)
43		fzfid 13986	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (1...𝐾) ∈ Fin)
44		inss1 4188	. . . . . 6 ⊢ ((1...𝐾) ∩ ℙ) ⊆ (1...𝐾)
45		ssfi 9141	. . . . . 6 ⊢ (((1...𝐾) ∈ Fin ∧ ((1...𝐾) ∩ ℙ) ⊆ (1...𝐾)) → ((1...𝐾) ∩ ℙ) ∈ Fin)
46	43, 44, 45	sylancl 595	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((1...𝐾) ∩ ℙ) ∈ Fin)
47	37	nnzd 12594	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝐾 ∈ ℤ)
48	14	nnzd 12594	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℤ)
49	14	nnred 12225	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℝ)
50		min2 13193	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℝ) → if((2 · 𝑁) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁), (2 · 𝑁), ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
51	21, 49, 50	syl2anc 593	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → if((2 · 𝑁) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁), (2 · 𝑁), ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
52	35, 51	eqbrtrid 5135	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝐾 ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
53		eluz2 12845	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ (ℤ≥‘𝐾) ↔ (𝐾 ∈ ℤ ∧ ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝐾 ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁)))
54	47, 48, 52, 53	syl3anbrc 1357	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ (ℤ≥‘𝐾))
55		fzss2 13569	. . . . . . . . 9 ⊢ (((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ (ℤ≥‘𝐾) → (1...𝐾) ⊆ (1...((2 · 𝑁)C𝑁)))
56	54, 55	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (1...𝐾) ⊆ (1...((2 · 𝑁)C𝑁)))
57	56	ssrind 4195	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((1...𝐾) ∩ ℙ) ⊆ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ))
58	57	sselda 3936	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ))
59		simpr 488	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ))
60	59	elin1d 4156	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑘 ∈ (1...((2 · 𝑁)C𝑁)))
61		elfznn 13558	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 ∈ (1...((2 · 𝑁)C𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ)
62	60, 61	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑘 ∈ ℕ)
63	59	elin2d 4157	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑘 ∈ ℙ)
64	14	adantr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ)
65	63, 64	pccld 16886	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ0)
66	62, 65	nnexpcld 14258	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ∈ ℕ)
67	66	nnrpd 13035	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ∈ ℝ+)
68	67	relogcld 26688	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) ∈ ℝ)
69	58, 68	syldan 600	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → (log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) ∈ ℝ)
70	29	adantr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → (log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ)
71		elinel2 4154	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ) → 𝑘 ∈ ℙ)
72		bposlem1 27348	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℙ) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (2 · 𝑁))
73	3, 71, 72	syl2an 605	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (2 · 𝑁))
74	58, 67	syldan 600	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ∈ ℝ+)
75	74	reeflogd 26689	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → (exp‘(log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))))) = (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))))
76	28	adantr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ+)
77	76	reeflogd 26689	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → (exp‘(log‘(2 · 𝑁))) = (2 · 𝑁))
78	73, 75, 77	3brtr4d 5132	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → (exp‘(log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))))) ≤ (exp‘(log‘(2 · 𝑁))))
79		efle 16150	. . . . . . 7 ⊢ (((log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) ∈ ℝ ∧ (log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ) → ((log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) ≤ (log‘(2 · 𝑁)) ↔ (exp‘(log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))))) ≤ (exp‘(log‘(2 · 𝑁)))))
80	69, 70, 79	syl2anc 593	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → ((log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) ≤ (log‘(2 · 𝑁)) ↔ (exp‘(log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))))) ≤ (exp‘(log‘(2 · 𝑁)))))
81	78, 80	mpbird 259	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → (log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) ≤ (log‘(2 · 𝑁)))
82	46, 69, 70, 81	fsumle 15827	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → Σ𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)(log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) ≤ Σ𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)(log‘(2 · 𝑁)))
83	68	recnd 11210	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) ∈ ℂ)
84	58, 83	syldan 600	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → (log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) ∈ ℂ)
85		eldifn 4085	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) → ¬ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ))
86	85	adantl 485	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → ¬ 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ))
87		simpr 488	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)))
88	87	eldifad 3916	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ))
89	88	elin1d 4156	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → 𝑘 ∈ (1...((2 · 𝑁)C𝑁)))
90	89, 61	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → 𝑘 ∈ ℕ)
91	90	adantrr 727	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ∈ ℕ)
92	91	nnred 12225	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ∈ ℝ)
93	88, 66	syldan 600	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ∈ ℕ)
94	93	nnred 12225	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ∈ ℝ)
95	94	adantrr 727	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ∈ ℝ)
96	21	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → (2 · 𝑁) ∈ ℝ)
97	91	nncnd 12226	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ∈ ℂ)
98	97	exp1d 14154	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → (𝑘↑1) = 𝑘)
99	91	nnge1d 12261	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 1 ≤ 𝑘)
100		simprr 782	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)
101		nnuz 12878	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ℕ = (ℤ≥‘1)
102	100, 101	eleqtrdi 2872	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ (ℤ≥‘1))
103	92, 99, 102	leexp2ad 14267	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → (𝑘↑1) ≤ (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))))
104	98, 103	eqbrtrrd 5124	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ≤ (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))))
105	3	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑁 ∈ ℕ)
106	88	elin2d 4157	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → 𝑘 ∈ ℙ)
107	106	adantrr 727	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ∈ ℙ)
108	105, 107, 72	syl2anc 593	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) ≤ (2 · 𝑁))
109	92, 95, 96, 104, 108	letrd 11340	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ≤ (2 · 𝑁))
110		elfzle2 13533	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑘 ∈ (1...((2 · 𝑁)C𝑁)) → 𝑘 ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
111	89, 110	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → 𝑘 ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
112	111	adantrr 727	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))
113	49	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℝ)
114		lemin 13195	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑘 ∈ ℝ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℝ) → (𝑘 ≤ if((2 · 𝑁) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁), (2 · 𝑁), ((2 · 𝑁)C𝑁)) ↔ (𝑘 ≤ (2 · 𝑁) ∧ 𝑘 ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))))
115	92, 96, 113, 114	syl3anc 1390	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → (𝑘 ≤ if((2 · 𝑁) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁), (2 · 𝑁), ((2 · 𝑁)C𝑁)) ↔ (𝑘 ≤ (2 · 𝑁) ∧ 𝑘 ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁))))
116	109, 112, 115	mpbir2and 723	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ≤ if((2 · 𝑁) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁), (2 · 𝑁), ((2 · 𝑁)C𝑁)))
117	116, 35	breqtrrdi 5142	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ≤ 𝐾)
118	37	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝐾 ∈ ℕ)
119	118	nnzd 12594	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝐾 ∈ ℤ)
120		fznn 13597	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (𝑘 ∈ (1...𝐾) ↔ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ≤ 𝐾)))
121	119, 120	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → (𝑘 ∈ (1...𝐾) ↔ (𝑘 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ≤ 𝐾)))
122	91, 117, 121	mpbir2and 723	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ∈ (1...𝐾))
123	122, 107	elind 4152	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ (𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ)) ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)) → 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ))
124	123	expr 460	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → ((𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)))
125	86, 124	mtod 200	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → ¬ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ)
126	88, 65	syldan 600	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ0)
127		elnn0 12483	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ ∨ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = 0))
128	126, 127	sylib 220	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → ((𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ ∨ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = 0))
129	128	ord 875	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → (¬ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℕ → (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = 0))
130	125, 129	mpd 15	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) = 0)
131	130	oveq2d 7412	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) = (𝑘↑0))
132	90	nncnd 12226	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → 𝑘 ∈ ℂ)
133	132	exp0d 14153	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → (𝑘↑0) = 1)
134	131, 133	eqtrd 2797	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → (𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁))) = 1)
135	134	fveq2d 6871	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → (log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) = (log‘1))
136		log1 26650	. . . . . . 7 ⊢ (log‘1) = 0
137	135, 136	eqtrdi 2813	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∖ ((1...𝐾) ∩ ℙ))) → (log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) = 0)
138		fzfid 13986	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ Fin)
139		inss1 4188	. . . . . . 7 ⊢ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ (1...((2 · 𝑁)C𝑁))
140		ssfi 9141	. . . . . . 7 ⊢ (((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ Fin ∧ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ (1...((2 · 𝑁)C𝑁))) → ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∈ Fin)
141	138, 139, 140	sylancl 595	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ) ∈ Fin)
142	57, 84, 137, 141	fsumss 15752	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → Σ𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)(log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) = Σ𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)(log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))))
143	62	nnrpd 13035	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑘 ∈ ℝ+)
144	65	nn0zd 12593	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℤ)
145		relogexp 26661	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑘 ∈ ℝ+ ∧ (𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) ∈ ℤ) → (log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) = ((𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) · (log‘𝑘)))
146	143, 144, 145	syl2anc 593	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) ∧ 𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) = ((𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) · (log‘𝑘)))
147	146	sumeq2dv 15729	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → Σ𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)(log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) = Σ𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)((𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) · (log‘𝑘)))
148		pclogsum 27279	. . . . . 6 ⊢ (((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℕ → Σ𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)((𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) · (log‘𝑘)) = (log‘((2 · 𝑁)C𝑁)))
149	14, 148	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → Σ𝑘 ∈ ((1...((2 · 𝑁)C𝑁)) ∩ ℙ)((𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)) · (log‘𝑘)) = (log‘((2 · 𝑁)C𝑁)))
150	142, 147, 149	3eqtrd 2801	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → Σ𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)(log‘(𝑘↑(𝑘 pCnt ((2 · 𝑁)C𝑁)))) = (log‘((2 · 𝑁)C𝑁)))
151	29	recnd 11210	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℂ)
152		fsumconst 15817	. . . . . 6 ⊢ ((((1...𝐾) ∩ ℙ) ∈ Fin ∧ (log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)(log‘(2 · 𝑁)) = ((♯‘((1...𝐾) ∩ ℙ)) · (log‘(2 · 𝑁))))
153	46, 151, 152	syl2anc 593	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → Σ𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)(log‘(2 · 𝑁)) = ((♯‘((1...𝐾) ∩ ℙ)) · (log‘(2 · 𝑁))))
154		2eluzge1 12883	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ (ℤ≥‘1)
155		ppival2g 27193	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ (ℤ≥‘1)) → (π‘𝐾) = (♯‘((1...𝐾) ∩ ℙ)))
156	47, 154, 155	sylancl 595	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (π‘𝐾) = (♯‘((1...𝐾) ∩ ℙ)))
157	156	oveq1d 7411	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((π‘𝐾) · (log‘(2 · 𝑁))) = ((♯‘((1...𝐾) ∩ ℙ)) · (log‘(2 · 𝑁))))
158	153, 157	eqtr4d 2800	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → Σ𝑘 ∈ ((1...𝐾) ∩ ℙ)(log‘(2 · 𝑁)) = ((π‘𝐾) · (log‘(2 · 𝑁))))
159	82, 150, 158	3brtr3d 5131	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (log‘((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ ((π‘𝐾) · (log‘(2 · 𝑁))))
160		min1 13192	. . . . . . 7 ⊢ (((2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ ((2 · 𝑁)C𝑁) ∈ ℝ) → if((2 · 𝑁) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁), (2 · 𝑁), ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (2 · 𝑁))
161	21, 49, 160	syl2anc 593	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → if((2 · 𝑁) ≤ ((2 · 𝑁)C𝑁), (2 · 𝑁), ((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ (2 · 𝑁))
162	35, 161	eqbrtrid 5135	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝐾 ≤ (2 · 𝑁))
163		ppiwordi 27226	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ ℝ ∧ (2 · 𝑁) ∈ ℝ ∧ 𝐾 ≤ (2 · 𝑁)) → (π‘𝐾) ≤ (π‘(2 · 𝑁)))
164	38, 21, 162, 163	syl3anc 1390	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (π‘𝐾) ≤ (π‘(2 · 𝑁)))
165		1red 11182	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 1 ∈ ℝ)
166		2re 12292	. . . . . . . 8 ⊢ 2 ∈ ℝ
167	166	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 2 ∈ ℝ)
168		1lt2 12390	. . . . . . . 8 ⊢ 1 < 2
169	168	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 1 < 2)
170		2t1e2 12380	. . . . . . . 8 ⊢ (2 · 1) = 2
171	3	nnge1d 12261	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 1 ≤ 𝑁)
172		eluzelre 12850	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 𝑁 ∈ ℝ)
173		2pos 12322	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 0 < 2
174	166, 173	pm3.2i 474	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)
175	174	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2))
176		lemul2 12044	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (1 ≤ 𝑁 ↔ (2 · 1) ≤ (2 · 𝑁)))
177	165, 172, 175, 176	syl3anc 1390	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (1 ≤ 𝑁 ↔ (2 · 1) ≤ (2 · 𝑁)))
178	171, 177	mpbid 234	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (2 · 1) ≤ (2 · 𝑁))
179	170, 178	eqbrtrrid 5136	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 2 ≤ (2 · 𝑁))
180	165, 167, 21, 169, 179	ltletrd 11343	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → 1 < (2 · 𝑁))
181	21, 180	rplogcld 26694	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (log‘(2 · 𝑁)) ∈ ℝ+)
182	41, 24, 181	lemul1d 13080	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((π‘𝐾) ≤ (π‘(2 · 𝑁)) ↔ ((π‘𝐾) · (log‘(2 · 𝑁))) ≤ ((π‘(2 · 𝑁)) · (log‘(2 · 𝑁)))))
183	164, 182	mpbid 234	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → ((π‘𝐾) · (log‘(2 · 𝑁))) ≤ ((π‘(2 · 𝑁)) · (log‘(2 · 𝑁))))
184	16, 42, 30, 159, 183	letrd 11340	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (log‘((2 · 𝑁)C𝑁)) ≤ ((π‘(2 · 𝑁)) · (log‘(2 · 𝑁))))
185	10, 16, 30, 34, 184	ltletrd 11343	1 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘4) → (log‘((4↑𝑁) / 𝑁)) < ((π‘(2 · 𝑁)) · (log‘(2 · 𝑁))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 399   ∨ wo 858   = wceq 1560   ∈ wcel 2142   ∖ cdif 3901   ∩ cin 3903   ⊆ wss 3904  ifcif 4480   class class class wbr 5100  ‘cfv 6521  (class class class)co 7396  Fincfn 8927  ℂcc 11071  ℝcr 11072  0cc0 11073  1c1 11074   · cmul 11078   < clt 11216   ≤ cle 11217   / cdiv 11844  ℕcn 12210  2c2 12272  4c4 12274  ℕ₀cn0 12481  ℤcz 12568  ℤ_≥cuz 12839  ℝ⁺crp 12993  ...cfz 13512  ↑cexp 14074  Ccbc 14315  ♯chash 14343  Σcsu 15713  expce 16091  ℙcprime 16705   pCnt cpc 16872  logclog 26619  πcppi 27158

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1815  ax-4 1829  ax-5 1930  ax-6 1987  ax-7 2028  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5227  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5322  ax-pr 5390  ax-un 7718  ax-inf2 9596  ax-cnex 11129  ax-resscn 11130  ax-1cn 11131  ax-icn 11132  ax-addcl 11133  ax-addrcl 11134  ax-mulcl 11135  ax-mulrcl 11136  ax-mulcom 11137  ax-addass 11138  ax-mulass 11139  ax-distr 11140  ax-i2m1 11141  ax-1ne0 11142  ax-1rid 11143  ax-rnegex 11144  ax-rrecex 11145  ax-cnre 11146  ax-pre-lttri 11147  ax-pre-lttrn 11148  ax-pre-ltadd 11149  ax-pre-mulgt0 11150  ax-pre-sup 11151  ax-addf 11152

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1099  df-3an 1100  df-tru 1563  df-fal 1573  df-ex 1800  df-nf 1804  df-sb 2091  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3456  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4906  df-iun 4951  df-iin 4952  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-se 5601  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-isom 6530  df-riota 7353  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-of 7660  df-om 7847  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-supp 8141  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-oadd 8441  df-er 8678  df-map 8810  df-pm 8811  df-ixp 8880  df-en 8928  df-dom 8929  df-sdom 8930  df-fin 8931  df-fsupp 9308  df-fi 9357  df-sup 9388  df-inf 9389  df-oi 9458  df-card 9897  df-pnf 11218  df-mnf 11219  df-xr 11220  df-ltxr 11221  df-le 11222  df-sub 11416  df-neg 11417  df-div 11845  df-nn 12211  df-2 12280  df-3 12281  df-4 12282  df-5 12283  df-6 12284  df-7 12285  df-8 12286  df-9 12287  df-n0 12482  df-xnn0 12555  df-z 12569  df-dec 12689  df-uz 12840  df-q 12950  df-rp 12994  df-xneg 13114  df-xadd 13115  df-xmul 13116  df-ioo 13353  df-ioc 13354  df-ico 13355  df-icc 13356  df-fz 13513  df-fzo 13660  df-fl 13802  df-mod 13880  df-seq 14015  df-exp 14075  df-fac 14287  df-bc 14316  df-hash 14344  df-shft 15080  df-cj 15126  df-re 15127  df-im 15128  df-sqrt 15262  df-abs 15263  df-limsup 15498  df-clim 15515  df-rlim 15516  df-sum 15714  df-ef 16097  df-sin 16099  df-cos 16100  df-pi 16102  df-dvds 16287  df-gcd 16529  df-prm 16706  df-pc 16873  df-struct 17183  df-sets 17200  df-slot 17218  df-ndx 17230  df-base 17246  df-ress 17267  df-plusg 17299  df-mulr 17300  df-starv 17301  df-sca 17302  df-vsca 17303  df-ip 17304  df-tset 17305  df-ple 17306  df-ds 17308  df-unif 17309  df-hom 17310  df-cco 17311  df-rest 17451  df-topn 17452  df-0g 17470  df-gsum 17471  df-topgen 17472  df-pt 17473  df-prds 17476  df-xrs 17532  df-qtop 17537  df-imas 17538  df-xps 17540  df-mre 17614  df-mrc 17615  df-acs 17617  df-mgm 18674  df-sgrp 18753  df-mnd 18769  df-submnd 18818  df-mulg 19110  df-cntz 19357  df-cmn 19822  df-psmet 21416  df-xmet 21417  df-met 21418  df-bl 21419  df-mopn 21420  df-fbas 21421  df-fg 21422  df-cnfld 21425  df-top 22954  df-topon 22971  df-topsp 22993  df-bases 23006  df-cld 23079  df-ntr 23080  df-cls 23081  df-nei 23158  df-lp 23196  df-perf 23197  df-cn 23287  df-cnp 23288  df-haus 23375  df-tx 23622  df-hmeo 23815  df-fil 23906  df-fm 23998  df-flim 23999  df-flf 24000  df-xms 24380  df-ms 24381  df-tms 24382  df-cncf 24940  df-limc 25928  df-dv 25929  df-log 26621  df-ppi 27164

This theorem is referenced by:  chebbnd1lem3  27535