Proof of Theorem chebbnd1lem3
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | 2rp 12723 |
. . . . . 6
⊢ 2 ∈
ℝ+ |
2 | | relogcl 25719 |
. . . . . 6
⊢ (2 ∈
ℝ+ → (log‘2) ∈ ℝ) |
3 | 1, 2 | ax-mp 5 |
. . . . 5
⊢
(log‘2) ∈ ℝ |
4 | | 1re 10963 |
. . . . . 6
⊢ 1 ∈
ℝ |
5 | | 2re 12035 |
. . . . . . 7
⊢ 2 ∈
ℝ |
6 | | ere 15786 |
. . . . . . 7
⊢ e ∈
ℝ |
7 | 5, 6 | remulcli 10979 |
. . . . . 6
⊢ (2
· e) ∈ ℝ |
8 | | 2pos 12064 |
. . . . . . . 8
⊢ 0 <
2 |
9 | | epos 15904 |
. . . . . . . 8
⊢ 0 <
e |
10 | 5, 6, 8, 9 | mulgt0ii 11096 |
. . . . . . 7
⊢ 0 < (2
· e) |
11 | 7, 10 | gt0ne0ii 11499 |
. . . . . 6
⊢ (2
· e) ≠ 0 |
12 | 4, 7, 11 | redivcli 11730 |
. . . . 5
⊢ (1 / (2
· e)) ∈ ℝ |
13 | 3, 12 | resubcli 11271 |
. . . 4
⊢
((log‘2) − (1 / (2 · e))) ∈
ℝ |
14 | | 2ne0 12065 |
. . . 4
⊢ 2 ≠
0 |
15 | 13, 5, 14 | redivcli 11730 |
. . 3
⊢
(((log‘2) − (1 / (2 · e))) / 2) ∈
ℝ |
16 | 15 | a1i 11 |
. 2
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘2)
− (1 / (2 · e))) / 2) ∈ ℝ) |
17 | 5 | a1i 11 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 2 ∈
ℝ) |
18 | | 8re 12057 |
. . . . . . . 8
⊢ 8 ∈
ℝ |
19 | 18 | a1i 11 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 8 ∈
ℝ) |
20 | | simpl 483 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 𝑁 ∈ ℝ) |
21 | | 2lt8 12158 |
. . . . . . . . 9
⊢ 2 <
8 |
22 | 5, 18, 21 | ltleii 11086 |
. . . . . . . 8
⊢ 2 ≤
8 |
23 | 22 | a1i 11 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 2 ≤
8) |
24 | | simpr 485 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 8 ≤ 𝑁) |
25 | 17, 19, 20, 23, 24 | letrd 11120 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 2 ≤ 𝑁) |
26 | | ppinncl 26311 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ≤
𝑁) →
(π‘𝑁)
∈ ℕ) |
27 | 25, 26 | syldan 591 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(π‘𝑁)
∈ ℕ) |
28 | 27 | nnred 11976 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(π‘𝑁)
∈ ℝ) |
29 | | chebbnd1lem2.1 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 𝑀 = (⌊‘(𝑁 / 2)) |
30 | | rehalfcl 12187 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑁 ∈ ℝ → (𝑁 / 2) ∈
ℝ) |
31 | 30 | adantr 481 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (𝑁 / 2) ∈
ℝ) |
32 | 31 | flcld 13506 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(⌊‘(𝑁 / 2))
∈ ℤ) |
33 | 29, 32 | eqeltrid 2843 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 𝑀 ∈ ℤ) |
34 | 33 | zred 12414 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 𝑀 ∈ ℝ) |
35 | | remulcl 10944 |
. . . . . . . 8
⊢ ((2
∈ ℝ ∧ 𝑀
∈ ℝ) → (2 · 𝑀) ∈ ℝ) |
36 | 5, 34, 35 | sylancr 587 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2 · 𝑀) ∈
ℝ) |
37 | 4 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 1 ∈
ℝ) |
38 | | 1lt2 12132 |
. . . . . . . . 9
⊢ 1 <
2 |
39 | 38 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 1 <
2) |
40 | | 2t1e2 12124 |
. . . . . . . . 9
⊢ (2
· 1) = 2 |
41 | | 4nn 12044 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ 4 ∈
ℕ |
42 | | 4z 12342 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ 4 ∈
ℤ |
43 | 42 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 4 ∈
ℤ) |
44 | | 4t2e8 12129 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (4
· 2) = 8 |
45 | 44, 24 | eqbrtrid 5109 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (4 · 2)
≤ 𝑁) |
46 | | 4re 12045 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ 4 ∈
ℝ |
47 | 46 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 4 ∈
ℝ) |
48 | 8 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 0 <
2) |
49 | | lemuldiv 11843 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((4
∈ ℝ ∧ 𝑁
∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → ((4 · 2)
≤ 𝑁 ↔ 4 ≤ (𝑁 / 2))) |
50 | 47, 20, 17, 48, 49 | syl112anc 1373 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((4 · 2)
≤ 𝑁 ↔ 4 ≤ (𝑁 / 2))) |
51 | 45, 50 | mpbid 231 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 4 ≤ (𝑁 / 2)) |
52 | | flge 13513 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝑁 / 2) ∈ ℝ ∧ 4
∈ ℤ) → (4 ≤ (𝑁 / 2) ↔ 4 ≤ (⌊‘(𝑁 / 2)))) |
53 | 31, 42, 52 | sylancl 586 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (4 ≤ (𝑁 / 2) ↔ 4 ≤
(⌊‘(𝑁 /
2)))) |
54 | 51, 53 | mpbid 231 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 4 ≤
(⌊‘(𝑁 /
2))) |
55 | 54, 29 | breqtrrdi 5116 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 4 ≤ 𝑀) |
56 | | eluz2 12576 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝑀 ∈
(ℤ≥‘4) ↔ (4 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 4 ≤
𝑀)) |
57 | 43, 33, 55, 56 | syl3anbrc 1342 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 𝑀 ∈
(ℤ≥‘4)) |
58 | | eluznn 12646 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((4
∈ ℕ ∧ 𝑀
∈ (ℤ≥‘4)) → 𝑀 ∈ ℕ) |
59 | 41, 57, 58 | sylancr 587 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 𝑀 ∈ ℕ) |
60 | 59 | nnge1d 12009 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 1 ≤ 𝑀) |
61 | | lemul2 11816 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((1
∈ ℝ ∧ 𝑀
∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (1 ≤ 𝑀 ↔ (2 · 1) ≤ (2
· 𝑀))) |
62 | 37, 34, 17, 48, 61 | syl112anc 1373 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (1 ≤ 𝑀 ↔ (2 · 1) ≤ (2
· 𝑀))) |
63 | 60, 62 | mpbid 231 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2 · 1)
≤ (2 · 𝑀)) |
64 | 40, 63 | eqbrtrrid 5110 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 2 ≤ (2
· 𝑀)) |
65 | 37, 17, 36, 39, 64 | ltletrd 11123 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 1 < (2
· 𝑀)) |
66 | 36, 65 | rplogcld 25772 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (log‘(2
· 𝑀)) ∈
ℝ+) |
67 | 66 | rpred 12760 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (log‘(2
· 𝑀)) ∈
ℝ) |
68 | | 2nn 12034 |
. . . . . 6
⊢ 2 ∈
ℕ |
69 | | nnmulcl 11985 |
. . . . . 6
⊢ ((2
∈ ℕ ∧ 𝑀
∈ ℕ) → (2 · 𝑀) ∈ ℕ) |
70 | 68, 59, 69 | sylancr 587 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2 · 𝑀) ∈
ℕ) |
71 | 67, 70 | nndivred 12015 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘(2
· 𝑀)) / (2 ·
𝑀)) ∈
ℝ) |
72 | 28, 71 | remulcld 10993 |
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) ∈ ℝ) |
73 | | rehalfcl 12187 |
. . 3
⊢
(((π‘𝑁) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) ∈ ℝ →
(((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) / 2) ∈ ℝ) |
74 | 72, 73 | syl 17 |
. 2
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) / 2) ∈ ℝ) |
75 | | 0red 10966 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 0 ∈
ℝ) |
76 | | 8pos 12073 |
. . . . . . . 8
⊢ 0 <
8 |
77 | 76 | a1i 11 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 0 <
8) |
78 | 75, 19, 20, 77, 24 | ltletrd 11123 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 0 < 𝑁) |
79 | 20, 78 | elrpd 12757 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 𝑁 ∈
ℝ+) |
80 | 79 | relogcld 25766 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (log‘𝑁) ∈
ℝ) |
81 | 80, 79 | rerpdivcld 12791 |
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘𝑁) / 𝑁) ∈ ℝ) |
82 | 28, 81 | remulcld 10993 |
. 2
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((π‘𝑁)
· ((log‘𝑁) /
𝑁)) ∈
ℝ) |
83 | 13 | a1i 11 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘2)
− (1 / (2 · e))) ∈ ℝ) |
84 | | ppinncl 26311 |
. . . . . . 7
⊢ (((2
· 𝑀) ∈ ℝ
∧ 2 ≤ (2 · 𝑀)) → (π‘(2 ·
𝑀)) ∈
ℕ) |
85 | 36, 64, 84 | syl2anc 584 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(π‘(2 · 𝑀)) ∈ ℕ) |
86 | 85 | nnred 11976 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(π‘(2 · 𝑀)) ∈ ℝ) |
87 | 86, 71 | remulcld 10993 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((π‘(2 · 𝑀)) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) ∈
ℝ) |
88 | | remulcl 10944 |
. . . . . . . 8
⊢
((((log‘2) − (1 / (2 · e))) ∈ ℝ ∧ (2
· 𝑀) ∈ ℝ)
→ (((log‘2) − (1 / (2 · e))) · (2 · 𝑀)) ∈
ℝ) |
89 | 13, 36, 88 | sylancr 587 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘2)
− (1 / (2 · e))) · (2 · 𝑀)) ∈ ℝ) |
90 | | 4pos 12068 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ 0 <
4 |
91 | 46, 90 | elrpii 12721 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 4 ∈
ℝ+ |
92 | | rpexpcl 13789 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((4
∈ ℝ+ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (4↑𝑀) ∈
ℝ+) |
93 | 91, 33, 92 | sylancr 587 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (4↑𝑀) ∈
ℝ+) |
94 | 59 | nnrpd 12758 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 𝑀 ∈
ℝ+) |
95 | 93, 94 | rpdivcld 12777 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((4↑𝑀) / 𝑀) ∈
ℝ+) |
96 | 95 | relogcld 25766 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(log‘((4↑𝑀) /
𝑀)) ∈
ℝ) |
97 | 86, 67 | remulcld 10993 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((π‘(2 · 𝑀)) · (log‘(2 · 𝑀))) ∈
ℝ) |
98 | 94 | relogcld 25766 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (log‘𝑀) ∈
ℝ) |
99 | | epr 15905 |
. . . . . . . . . 10
⊢ e ∈
ℝ+ |
100 | | rerpdivcl 12748 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ e ∈
ℝ+) → (𝑀 / e) ∈ ℝ) |
101 | 34, 99, 100 | sylancl 586 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (𝑀 / e) ∈
ℝ) |
102 | 93 | relogcld 25766 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(log‘(4↑𝑀))
∈ ℝ) |
103 | 6 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → e ∈
ℝ) |
104 | | egt2lt3 15903 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (2 < e
∧ e < 3) |
105 | 104 | simpri 486 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ e <
3 |
106 | | 3lt4 12135 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ 3 <
4 |
107 | | 3re 12041 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ 3 ∈
ℝ |
108 | 6, 107, 46 | lttri 11089 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((e <
3 ∧ 3 < 4) → e < 4) |
109 | 105, 106,
108 | mp2an 689 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ e <
4 |
110 | 109 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → e <
4) |
111 | 103, 47, 34, 110, 55 | ltletrd 11123 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → e < 𝑀) |
112 | 103, 34, 111 | ltled 11111 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → e ≤ 𝑀) |
113 | 6 | leidi 11497 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ e ≤
e |
114 | | logdivlt 25764 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((e
∈ ℝ ∧ e ≤ e) ∧ (𝑀 ∈ ℝ ∧ e ≤ 𝑀)) → (e < 𝑀 ↔ ((log‘𝑀) / 𝑀) < ((log‘e) /
e))) |
115 | 6, 113, 114 | mpanl12 699 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ e ≤
𝑀) → (e < 𝑀 ↔ ((log‘𝑀) / 𝑀) < ((log‘e) /
e))) |
116 | 34, 112, 115 | syl2anc 584 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (e < 𝑀 ↔ ((log‘𝑀) / 𝑀) < ((log‘e) /
e))) |
117 | 111, 116 | mpbid 231 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘𝑀) / 𝑀) < ((log‘e) / e)) |
118 | | loge 25730 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢
(log‘e) = 1 |
119 | 118 | oveq1i 7278 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢
((log‘e) / e) = (1 / e) |
120 | 117, 119 | breqtrdi 5115 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘𝑀) / 𝑀) < (1 / e)) |
121 | 6, 9 | pm3.2i 471 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (e ∈
ℝ ∧ 0 < e) |
122 | 121 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (e ∈ ℝ
∧ 0 < e)) |
123 | 59 | nngt0d 12010 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 0 < 𝑀) |
124 | 34, 123 | jca 512 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 <
𝑀)) |
125 | | lt2mul2div 11841 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢
((((log‘𝑀)
∈ ℝ ∧ (e ∈ ℝ ∧ 0 < e)) ∧ (1 ∈ ℝ
∧ (𝑀 ∈ ℝ
∧ 0 < 𝑀))) →
(((log‘𝑀) · e)
< (1 · 𝑀) ↔
((log‘𝑀) / 𝑀) < (1 /
e))) |
126 | 98, 122, 37, 124, 125 | syl22anc 836 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(((log‘𝑀) · e)
< (1 · 𝑀) ↔
((log‘𝑀) / 𝑀) < (1 /
e))) |
127 | 120, 126 | mpbird 256 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘𝑀) · e) < (1 ·
𝑀)) |
128 | 34 | recnd 10991 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 𝑀 ∈ ℂ) |
129 | 128 | mulid2d 10981 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (1 · 𝑀) = 𝑀) |
130 | 127, 129 | breqtrd 5100 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘𝑀) · e) < 𝑀) |
131 | | ltmuldiv 11836 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
(((log‘𝑀)
∈ ℝ ∧ 𝑀
∈ ℝ ∧ (e ∈ ℝ ∧ 0 < e)) →
(((log‘𝑀) · e)
< 𝑀 ↔
(log‘𝑀) < (𝑀 / e))) |
132 | 98, 34, 122, 131 | syl3anc 1370 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(((log‘𝑀) · e)
< 𝑀 ↔
(log‘𝑀) < (𝑀 / e))) |
133 | 130, 132 | mpbid 231 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (log‘𝑀) < (𝑀 / e)) |
134 | 98, 101, 102, 133 | ltsub2dd 11576 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((log‘(4↑𝑀))
− (𝑀 / e)) <
((log‘(4↑𝑀))
− (log‘𝑀))) |
135 | 3 | recni 10977 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
(log‘2) ∈ ℂ |
136 | 135 | a1i 11 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (log‘2)
∈ ℂ) |
137 | 12 | recni 10977 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (1 / (2
· e)) ∈ ℂ |
138 | 137 | a1i 11 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (1 / (2 ·
e)) ∈ ℂ) |
139 | 70 | nnrpd 12758 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2 · 𝑀) ∈
ℝ+) |
140 | 139 | rpcnd 12762 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2 · 𝑀) ∈
ℂ) |
141 | 136, 138,
140 | subdird 11420 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘2)
− (1 / (2 · e))) · (2 · 𝑀)) = (((log‘2) · (2 ·
𝑀)) − ((1 / (2
· e)) · (2 · 𝑀)))) |
142 | 136, 140 | mulcomd 10984 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘2)
· (2 · 𝑀)) =
((2 · 𝑀) ·
(log‘2))) |
143 | | 2z 12340 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ 2 ∈
ℤ |
144 | | zmulcl 12357 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((2
∈ ℤ ∧ 𝑀
∈ ℤ) → (2 · 𝑀) ∈ ℤ) |
145 | 143, 33, 144 | sylancr 587 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2 · 𝑀) ∈
ℤ) |
146 | | relogexp 25739 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((2
∈ ℝ+ ∧ (2 · 𝑀) ∈ ℤ) →
(log‘(2↑(2 · 𝑀))) = ((2 · 𝑀) · (log‘2))) |
147 | 1, 145, 146 | sylancr 587 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(log‘(2↑(2 · 𝑀))) = ((2 · 𝑀) · (log‘2))) |
148 | | 2cnd 12039 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 2 ∈
ℂ) |
149 | 59 | nnnn0d 12281 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 𝑀 ∈
ℕ0) |
150 | | 2nn0 12238 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ 2 ∈
ℕ0 |
151 | 150 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 2 ∈
ℕ0) |
152 | 148, 149,
151 | expmuld 13855 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2↑(2
· 𝑀)) =
((2↑2)↑𝑀)) |
153 | | sq2 13902 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢
(2↑2) = 4 |
154 | 153 | oveq1i 7278 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢
((2↑2)↑𝑀)
= (4↑𝑀) |
155 | 152, 154 | eqtrdi 2794 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2↑(2
· 𝑀)) =
(4↑𝑀)) |
156 | 155 | fveq2d 6771 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(log‘(2↑(2 · 𝑀))) = (log‘(4↑𝑀))) |
157 | 142, 147,
156 | 3eqtr2d 2784 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘2)
· (2 · 𝑀)) =
(log‘(4↑𝑀))) |
158 | 7 | recni 10977 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (2
· e) ∈ ℂ |
159 | 158 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2 · e)
∈ ℂ) |
160 | 11 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2 · e)
≠ 0) |
161 | 140, 159,
160 | divrec2d 11743 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((2 ·
𝑀) / (2 · e)) = ((1
/ (2 · e)) · (2 · 𝑀))) |
162 | 6 | recni 10977 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ e ∈
ℂ |
163 | 162 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → e ∈
ℂ) |
164 | 6, 9 | gt0ne0ii 11499 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ e ≠
0 |
165 | 164 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → e ≠
0) |
166 | 14 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 2 ≠
0) |
167 | 128, 163,
148, 165, 166 | divcan5d 11765 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((2 ·
𝑀) / (2 · e)) =
(𝑀 / e)) |
168 | 161, 167 | eqtr3d 2780 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((1 / (2 ·
e)) · (2 · 𝑀)) = (𝑀 / e)) |
169 | 157, 168 | oveq12d 7286 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘2)
· (2 · 𝑀))
− ((1 / (2 · e)) · (2 · 𝑀))) = ((log‘(4↑𝑀)) − (𝑀 / e))) |
170 | 141, 169 | eqtrd 2778 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘2)
− (1 / (2 · e))) · (2 · 𝑀)) = ((log‘(4↑𝑀)) − (𝑀 / e))) |
171 | 93, 94 | relogdivd 25769 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(log‘((4↑𝑀) /
𝑀)) =
((log‘(4↑𝑀))
− (log‘𝑀))) |
172 | 134, 170,
171 | 3brtr4d 5106 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘2)
− (1 / (2 · e))) · (2 · 𝑀)) < (log‘((4↑𝑀) / 𝑀))) |
173 | | eqid 2738 |
. . . . . . . . 9
⊢ if((2
· 𝑀) ≤ ((2
· 𝑀)C𝑀), (2 · 𝑀), ((2 · 𝑀)C𝑀)) = if((2 · 𝑀) ≤ ((2 · 𝑀)C𝑀), (2 · 𝑀), ((2 · 𝑀)C𝑀)) |
174 | 173 | chebbnd1lem1 26605 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑀 ∈
(ℤ≥‘4) → (log‘((4↑𝑀) / 𝑀)) < ((π‘(2 ·
𝑀)) · (log‘(2
· 𝑀)))) |
175 | 57, 174 | syl 17 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(log‘((4↑𝑀) /
𝑀)) <
((π‘(2 · 𝑀)) · (log‘(2 · 𝑀)))) |
176 | 89, 96, 97, 172, 175 | lttrd 11124 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘2)
− (1 / (2 · e))) · (2 · 𝑀)) < ((π‘(2 ·
𝑀)) · (log‘(2
· 𝑀)))) |
177 | 83, 97, 139 | ltmuldivd 12807 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((((log‘2)
− (1 / (2 · e))) · (2 · 𝑀)) < ((π‘(2 ·
𝑀)) · (log‘(2
· 𝑀))) ↔
((log‘2) − (1 / (2 · e))) < (((π‘(2
· 𝑀)) ·
(log‘(2 · 𝑀)))
/ (2 · 𝑀)))) |
178 | 176, 177 | mpbid 231 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘2)
− (1 / (2 · e))) < (((π‘(2 · 𝑀)) · (log‘(2
· 𝑀))) / (2 ·
𝑀))) |
179 | 86 | recnd 10991 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(π‘(2 · 𝑀)) ∈ ℂ) |
180 | 66 | rpcnd 12762 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (log‘(2
· 𝑀)) ∈
ℂ) |
181 | 139 | rpcnne0d 12769 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((2 ·
𝑀) ∈ ℂ ∧ (2
· 𝑀) ≠
0)) |
182 | | divass 11639 |
. . . . . 6
⊢
(((π‘(2 · 𝑀)) ∈ ℂ ∧ (log‘(2
· 𝑀)) ∈ ℂ
∧ ((2 · 𝑀)
∈ ℂ ∧ (2 · 𝑀) ≠ 0)) → (((π‘(2
· 𝑀)) ·
(log‘(2 · 𝑀)))
/ (2 · 𝑀)) =
((π‘(2 · 𝑀)) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀)))) |
183 | 179, 180,
181, 182 | syl3anc 1370 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(((π‘(2 · 𝑀)) · (log‘(2 · 𝑀))) / (2 · 𝑀)) = ((π‘(2
· 𝑀)) ·
((log‘(2 · 𝑀))
/ (2 · 𝑀)))) |
184 | 178, 183 | breqtrd 5100 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘2)
− (1 / (2 · e))) < ((π‘(2 · 𝑀)) · ((log‘(2
· 𝑀)) / (2 ·
𝑀)))) |
185 | | flle 13507 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑁 / 2) ∈ ℝ →
(⌊‘(𝑁 / 2))
≤ (𝑁 /
2)) |
186 | 31, 185 | syl 17 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(⌊‘(𝑁 / 2))
≤ (𝑁 /
2)) |
187 | 29, 186 | eqbrtrid 5109 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 𝑀 ≤ (𝑁 / 2)) |
188 | | lemuldiv2 11844 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (2 ∈
ℝ ∧ 0 < 2)) → ((2 · 𝑀) ≤ 𝑁 ↔ 𝑀 ≤ (𝑁 / 2))) |
189 | 34, 20, 17, 48, 188 | syl112anc 1373 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((2 ·
𝑀) ≤ 𝑁 ↔ 𝑀 ≤ (𝑁 / 2))) |
190 | 187, 189 | mpbird 256 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2 · 𝑀) ≤ 𝑁) |
191 | | ppiwordi 26299 |
. . . . . 6
⊢ (((2
· 𝑀) ∈ ℝ
∧ 𝑁 ∈ ℝ
∧ (2 · 𝑀) ≤
𝑁) →
(π‘(2 · 𝑀)) ≤ (π‘𝑁)) |
192 | 36, 20, 190, 191 | syl3anc 1370 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(π‘(2 · 𝑀)) ≤ (π‘𝑁)) |
193 | 66, 139 | rpdivcld 12777 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘(2
· 𝑀)) / (2 ·
𝑀)) ∈
ℝ+) |
194 | 86, 28, 193 | lemul1d 12803 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((π‘(2 · 𝑀)) ≤ (π‘𝑁) ↔ ((π‘(2 ·
𝑀)) · ((log‘(2
· 𝑀)) / (2 ·
𝑀))) ≤
((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))))) |
195 | 192, 194 | mpbid 231 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((π‘(2 · 𝑀)) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) ≤
((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀)))) |
196 | 83, 87, 72, 184, 195 | ltletrd 11123 |
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘2)
− (1 / (2 · e))) < ((π‘𝑁) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀)))) |
197 | | ltdiv1 11827 |
. . . 4
⊢
((((log‘2) − (1 / (2 · e))) ∈ ℝ ∧
((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ
∧ 0 < 2)) → (((log‘2) − (1 / (2 · e))) <
((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) ↔ (((log‘2) − (1 / (2
· e))) / 2) < (((π‘𝑁) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) / 2))) |
198 | 83, 72, 17, 48, 197 | syl112anc 1373 |
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘2)
− (1 / (2 · e))) < ((π‘𝑁) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) ↔ (((log‘2)
− (1 / (2 · e))) / 2) < (((π‘𝑁) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) / 2))) |
199 | 196, 198 | mpbid 231 |
. 2
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘2)
− (1 / (2 · e))) / 2) < (((π‘𝑁) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) / 2)) |
200 | 29 | chebbnd1lem2 26606 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘(2
· 𝑀)) / (2 ·
𝑀)) < (2 ·
((log‘𝑁) / 𝑁))) |
201 | | remulcl 10944 |
. . . . . . 7
⊢ ((2
∈ ℝ ∧ ((log‘𝑁) / 𝑁) ∈ ℝ) → (2 ·
((log‘𝑁) / 𝑁)) ∈
ℝ) |
202 | 5, 81, 201 | sylancr 587 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (2 ·
((log‘𝑁) / 𝑁)) ∈
ℝ) |
203 | 27 | nngt0d 12010 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → 0 <
(π‘𝑁)) |
204 | | ltmul2 11814 |
. . . . . 6
⊢
((((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀)) ∈ ℝ ∧ (2 ·
((log‘𝑁) / 𝑁)) ∈ ℝ ∧
((π‘𝑁)
∈ ℝ ∧ 0 < (π‘𝑁))) → (((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀)) < (2 ·
((log‘𝑁) / 𝑁)) ↔
((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) < ((π‘𝑁) · (2 ·
((log‘𝑁) / 𝑁))))) |
205 | 71, 202, 28, 203, 204 | syl112anc 1373 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘(2
· 𝑀)) / (2 ·
𝑀)) < (2 ·
((log‘𝑁) / 𝑁)) ↔
((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) < ((π‘𝑁) · (2 ·
((log‘𝑁) / 𝑁))))) |
206 | 200, 205 | mpbid 231 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) < ((π‘𝑁) · (2 ·
((log‘𝑁) / 𝑁)))) |
207 | 28 | recnd 10991 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(π‘𝑁)
∈ ℂ) |
208 | 81 | recnd 10991 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → ((log‘𝑁) / 𝑁) ∈ ℂ) |
209 | 207, 148,
208 | mul12d 11172 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((π‘𝑁)
· (2 · ((log‘𝑁) / 𝑁))) = (2 · ((π‘𝑁) · ((log‘𝑁) / 𝑁)))) |
210 | 206, 209 | breqtrd 5100 |
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) < (2 ·
((π‘𝑁)
· ((log‘𝑁) /
𝑁)))) |
211 | | ltdivmul 11838 |
. . . 4
⊢
((((π‘𝑁) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) ∈ ℝ ∧
((π‘𝑁)
· ((log‘𝑁) /
𝑁)) ∈ ℝ ∧ (2
∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → ((((π‘𝑁) · ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) / 2) <
((π‘𝑁)
· ((log‘𝑁) /
𝑁)) ↔
((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) < (2 ·
((π‘𝑁)
· ((log‘𝑁) /
𝑁))))) |
212 | 72, 82, 17, 48, 211 | syl112anc 1373 |
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
((((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) / 2) < ((π‘𝑁) · ((log‘𝑁) / 𝑁)) ↔ ((π‘𝑁) · ((log‘(2
· 𝑀)) / (2 ·
𝑀))) < (2 ·
((π‘𝑁)
· ((log‘𝑁) /
𝑁))))) |
213 | 210, 212 | mpbird 256 |
. 2
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) →
(((π‘𝑁)
· ((log‘(2 · 𝑀)) / (2 · 𝑀))) / 2) < ((π‘𝑁) · ((log‘𝑁) / 𝑁))) |
214 | 16, 74, 82, 199, 213 | lttrd 11124 |
1
⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 8 ≤
𝑁) → (((log‘2)
− (1 / (2 · e))) / 2) < ((π‘𝑁) · ((log‘𝑁) / 𝑁))) |