MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  chtppilimlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem chtppilimlem1 27805
Description: Lemma for chtppilim 27807. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
chtppilim.1 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ+)
chtppilim.2 (𝜑 → 𝐴 < 1)
chtppilim.3 (𝜑 → 𝑁 ∈ (2[,)+∞))
chtppilim.4 (𝜑 → ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁)) < (1 − 𝐴))
Assertion
Ref Expression
chtppilimlem1 (𝜑 → ((𝐴↑2) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) < (θ‘𝑁))

Proof of Theorem chtppilimlem1
Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 chtppilim.1 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ+)
21rpred 13167 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
32recnd 11340 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
43sqvald 14289 . . . 4 (𝜑 → (𝐴↑2) = (𝐴 · 𝐴))
54oveq1d 7435 . . 3 (𝜑 → ((𝐴↑2) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) = ((𝐴 · 𝐴) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))))
6 chtppilim.3 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ (2[,)+∞))
7 2re 12420 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
8 elicopnf 13579 . . . . . . . . . 10 (2 ∈ ℝ → (𝑁 ∈ (2[,)+∞) ↔ (𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ≤ 𝑁)))
97, 8ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ (2[,)+∞) ↔ (𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ≤ 𝑁))
106, 9sylib 221 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ≤ 𝑁))
1110simpld 500 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
12 ppicl 27463 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℝ → (π‘𝑁) ∈ ℕ0)
1311, 12syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℕ0)
1413nn0red 12671 . . . . 5 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℝ)
1514recnd 11340 . . . 4 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℂ)
16 0red 11314 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
177a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
18 2pos 12450 . . . . . . . . 9 0 < 2
1918a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < 2)
2010simprd 501 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≤ 𝑁)
2116, 17, 11, 19, 20ltletrd 11473 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < 𝑁)
2211, 21elrpd 13164 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ+)
2322relogcld 26956 . . . . 5 (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℝ)
2423recnd 11340 . . . 4 (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℂ)
253, 3, 15, 24mul4d 11525 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · 𝐴) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) = ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
265, 25eqtrd 2795 . 2 (𝜑 → ((𝐴↑2) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) = ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
272, 14remulcld 11342 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (π‘𝑁)) ∈ ℝ)
282, 23remulcld 11342 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ)
2927, 28remulcld 11342 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ∈ ℝ)
3022, 2rpcxpcld 27066 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ+)
3130rpred 13167 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ)
32 ppicl 27463 . . . . . . 7 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
3331, 32syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
3433nn0red 12671 . . . . 5 (𝜑 → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℝ)
3514, 34resubcld 11747 . . . 4 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) ∈ ℝ)
3635, 28remulcld 11342 . . 3 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ∈ ℝ)
37 chtcl 27441 . . . 4 (𝑁 ∈ ℝ → (θ‘𝑁) ∈ ℝ)
3811, 37syl 18 . . 3 (𝜑 → (θ‘𝑁) ∈ ℝ)
39 1red 11312 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
40 1lt2 12518 . . . . . . . 8 1 < 2
4140a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 < 2)
4239, 17, 11, 41, 20ltletrd 11473 . . . . . 6 (𝜑 → 1 < 𝑁)
4311, 42rplogcld 26962 . . . . 5 (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℝ+)
441, 43rpmulcld 13183 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ+)
4514, 31resubcld 11747 . . . . 5 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℝ)
46 ppinncl 27506 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ≤ 𝑁) → (π‘𝑁) ∈ ℕ)
4710, 46syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℕ)
4831, 47nndivred 12395 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁)) ∈ ℝ)
49 chtppilim.4 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁)) < (1 − 𝐴))
5048, 39, 2, 49ltsub13d 11925 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 < (1 − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
5131recnd 11340 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℂ)
5247nnrpd 13165 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℝ+)
5352rpcnne0d 13176 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((π‘𝑁) ∈ ℂ ∧ (π‘𝑁) ≠ 0))
54 divsubdir 12013 . . . . . . . . 9 (((π‘𝑁) ∈ ℂ ∧ (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℂ ∧ ((π‘𝑁) ∈ ℂ ∧ (π‘𝑁) ≠ 0)) → (((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) / (π‘𝑁)) = (((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
5515, 51, 53, 54syl3anc 1398 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) / (π‘𝑁)) = (((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
56 divid 12007 . . . . . . . . . 10 (((π‘𝑁) ∈ ℂ ∧ (π‘𝑁) ≠ 0) → ((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) = 1)
5753, 56syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) = 1)
5857oveq1d 7435 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))) = (1 − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
5955, 58eqtrd 2795 . . . . . . 7 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) / (π‘𝑁)) = (1 − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
6050, 59breqtrrd 5132 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 < (((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) / (π‘𝑁)))
612, 45, 52ltmuldivd 13214 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴 · (π‘𝑁)) < ((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) ↔ 𝐴 < (((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) / (π‘𝑁))))
6260, 61mpbird 260 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 · (π‘𝑁)) < ((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)))
63 ppiltx 27509 . . . . . . 7 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ+ → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) < (𝑁↑𝑐𝐴))
6430, 63syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) < (𝑁↑𝑐𝐴))
6534, 31, 14, 64ltsub2dd 11932 . . . . 5 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) < ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
6627, 45, 35, 62, 65lttrd 11474 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (π‘𝑁)) < ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
6727, 35, 44, 66ltmul1dd 13222 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))) < (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
68 fzfid 14119 . . . . . 6 (𝜑 → (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∈ Fin)
69 inss1 4133 . . . . . 6 ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁))
70 ssfi 9191 . . . . . 6 (((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∈ Fin ∧ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁))) → ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ∈ Fin)
7168, 69, 70sylancl 598 . . . . 5 (𝜑 → ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ∈ Fin)
72 simpr 490 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ))
7372elin2d 4102 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℙ)
74 prmnn 16854 . . . . . . . 8 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℕ)
7574nnrpd 13165 . . . . . . 7 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℝ+)
7673, 75syl 18 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℝ+)
7776relogcld 26956 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘𝑝) ∈ ℝ)
7871, 77fsumrecl 15905 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝) ∈ ℝ)
7928recnd 11340 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℂ)
80 fsumconst 15961 . . . . . . 7 ((((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ∈ Fin ∧ (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℂ) → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(𝐴 · (log‘𝑁)) = ((♯‘((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
8171, 79, 80syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(𝐴 · (log‘𝑁)) = ((♯‘((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
82 ppifl 27492 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℝ → (π‘(⌊‘𝑁)) = (π‘𝑁))
8311, 82syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π‘(⌊‘𝑁)) = (π‘𝑁))
84 ppifl 27492 . . . . . . . . . 10 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ → (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))) = (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)))
8531, 84syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))) = (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)))
8683, 85oveq12d 7438 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((π‘(⌊‘𝑁)) − (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)))) = ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
8739, 11, 42ltled 11461 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ≤ 𝑁)
88 chtppilim.2 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐴 < 1)
89 1re 11311 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℝ
90 ltle 11401 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝐴 < 1 → 𝐴 ≤ 1))
912, 89, 90sylancl 598 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐴 < 1 → 𝐴 ≤ 1))
9288, 91mpd 16 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐴 ≤ 1)
9311, 87, 2, 39, 92cxplead 27054 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ (𝑁↑𝑐1))
9411recnd 11340 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
9594cxp1d 27039 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁↑𝑐1) = 𝑁)
9693, 95breqtrd 5130 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ 𝑁)
97 flword2 13956 . . . . . . . . . 10 (((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ 𝑁) → (⌊‘𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
9831, 11, 96, 97syl3anc 1398 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
99 ppidif 27495 . . . . . . . . 9 ((⌊‘𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))) → ((π‘(⌊‘𝑁)) − (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)))) = (♯‘((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)))
10098, 99syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((π‘(⌊‘𝑁)) − (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)))) = (♯‘((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)))
10186, 100eqtr3d 2797 . . . . . . 7 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) = (♯‘((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)))
102101oveq1d 7435 . . . . . 6 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) = ((♯‘((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
10381, 102eqtr4d 2798 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(𝐴 · (log‘𝑁)) = (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
10428adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ)
10531adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ)
106 reflcl 13939 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℝ)
107 peano2re 11486 . . . . . . . . . . 11 ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℝ → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ ℝ)
10831, 106, 1073syl 19 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ ℝ)
109108adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ ℝ)
11076rpred 13167 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℝ)
111 fllep1 13944 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1))
11231, 111syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1))
113112adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1))
11472elin1d 4101 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)))
115 elfzle1 13663 . . . . . . . . . 10 (𝑝 ∈ (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ≤ 𝑝)
116114, 115syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ≤ 𝑝)
117105, 109, 110, 113, 116letrd 11470 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ 𝑝)
11822rpne0d 13172 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑁 ≠ 0)
11994, 118, 3cxpefd 27045 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) = (exp‘(𝐴 · (log‘𝑁))))
120119eqcomd 2766 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (exp‘(𝐴 · (log‘𝑁))) = (𝑁↑𝑐𝐴))
121120adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (exp‘(𝐴 · (log‘𝑁))) = (𝑁↑𝑐𝐴))
12276reeflogd 26957 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (exp‘(log‘𝑝)) = 𝑝)
123117, 121, 1223brtr4d 5136 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (exp‘(𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ (exp‘(log‘𝑝)))
124 efle 16291 . . . . . . . 8 (((𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ ∧ (log‘𝑝) ∈ ℝ) → ((𝐴 · (log‘𝑁)) ≤ (log‘𝑝) ↔ (exp‘(𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ (exp‘(log‘𝑝))))
125104, 77, 124syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → ((𝐴 · (log‘𝑁)) ≤ (log‘𝑝) ↔ (exp‘(𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ (exp‘(log‘𝑝))))
126123, 125mpbird 260 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝐴 · (log‘𝑁)) ≤ (log‘𝑝))
12771, 104, 77, 126fsumle 15971 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(𝐴 · (log‘𝑁)) ≤ Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
128103, 127eqbrtrrd 5128 . . . 4 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
129 fzfid 14119 . . . . . . 7 (𝜑 → (1...(⌊‘𝑁)) ∈ Fin)
130 inss1 4133 . . . . . . 7 ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ (1...(⌊‘𝑁))
131 ssfi 9191 . . . . . . 7 (((1...(⌊‘𝑁)) ∈ Fin ∧ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ (1...(⌊‘𝑁))) → ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ∈ Fin)
132129, 130, 131sylancl 598 . . . . . 6 (𝜑 → ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ∈ Fin)
133 simpr 490 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ))
134133elin2d 4102 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℙ)
135 prmuz2 16876 . . . . . . . . . . . 12 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ (ℤ≥‘2))
136134, 135syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ (ℤ≥‘2))
137 eluz2b2 13051 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 ∈ (ℤ≥‘2) ↔ (𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝))
138136, 137sylib 221 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝑝 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑝))
139138simpld 500 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℕ)
140139nnred 12353 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℝ)
141138simprd 501 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 1 < 𝑝)
142140, 141rplogcld 26962 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘𝑝) ∈ ℝ+)
143142rpred 13167 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘𝑝) ∈ ℝ)
144142rpge0d 13171 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 0 ≤ (log‘𝑝))
14530rpge0d 13171 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ (𝑁↑𝑐𝐴))
146 flge0nn0 13963 . . . . . . . . . 10 (((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝑁↑𝑐𝐴)) → (⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
14731, 145, 146syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
148 nn0p1nn 12648 . . . . . . . . 9 ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0 → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ ℕ)
149147, 148syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ ℕ)
150 nnuz 13007 . . . . . . . 8 ℕ = (ℤ≥‘1)
151149, 150eleqtrdi 2870 . . . . . . 7 (𝜑 → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ (ℤ≥‘1))
152 fzss1 13700 . . . . . . 7 (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ (ℤ≥‘1) → (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ⊆ (1...(⌊‘𝑁)))
153 ssrin 4138 . . . . . . 7 ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ⊆ (1...(⌊‘𝑁)) → ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ))
154151, 152, 1533syl 19 . . . . . 6 (𝜑 → ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ))
155132, 143, 144, 154fsumless 15968 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝) ≤ Σ𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
156 chtval 27442 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℝ → (θ‘𝑁) = Σ𝑝 ∈ ((0[,]𝑁) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
15711, 156syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (θ‘𝑁) = Σ𝑝 ∈ ((0[,]𝑁) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
158 2eluzge1 13012 . . . . . . . 8 2 ∈ (ℤ≥‘1)
159 ppisval2 27437 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ (ℤ≥‘1)) → ((0[,]𝑁) ∩ ℙ) = ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ))
16011, 158, 159sylancl 598 . . . . . . 7 (𝜑 → ((0[,]𝑁) ∩ ℙ) = ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ))
161160sumeq1d 15872 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((0[,]𝑁) ∩ ℙ)(log‘𝑝) = Σ𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
162157, 161eqtrd 2795 . . . . 5 (𝜑 → (θ‘𝑁) = Σ𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
163155, 162breqtrrd 5132 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝) ≤ (θ‘𝑁))
16436, 78, 38, 128, 163letrd 11470 . . 3 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ (θ‘𝑁))
16529, 36, 38, 67, 164ltletrd 11473 . 2 (𝜑 → ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))) < (θ‘𝑁))
16626, 165eqbrtrd 5126 1 (𝜑 → ((𝐴↑2) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) < (θ‘𝑁))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955   ⊆ wss 3895   ∩ cin 4089   class class class wbr 5102  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Fincfn 8976  ℂcc 11201  ℝcr 11202  0cc0 11203  1c1 11204   + caddc 11206   · cmul 11208  +∞cpnf 11343   < clt 11346   ≤ cle 11347   − cmin 11544   / cdiv 11976  ℕcn 12338  2c2 12400  ℕ0cn0 12609  ℤ≥cuz 12968  ℝ+crp 13123  [,)cico 13481  [,]cicc 13482  ...cfz 13642  ⌊cfl 13933  ↑cexp 14207  ♯chash 14477  Σcsu 15858  expce 16232  ℙcprime 16851  logclog 26887  ↑𝑐ccxp 26888  θccht 27423  πcppi 27426
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9645  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281  ax-addf 11282
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8180  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-2o 8480  df-oadd 8483  df-er 8720  df-map 8852  df-pm 8853  df-ixp 8929  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-fsupp 9357  df-fi 9406  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9507  df-dju 9985  df-card 10023  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-7 12413  df-8 12414  df-9 12415  df-n0 12610  df-xnn0 12683  df-z 12697  df-dec 12818  df-uz 12969  df-q 13079  df-rp 13124  df-xneg 13244  df-xadd 13245  df-xmul 13246  df-ioo 13483  df-ioc 13484  df-ico 13485  df-icc 13486  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-fl 13935  df-mod 14013  df-seq 14148  df-exp 14208  df-fac 14421  df-bc 14450  df-hash 14478  df-shft 15225  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-limsup 15643  df-clim 15660  df-rlim 15661  df-sum 15859  df-ef 16238  df-sin 16240  df-cos 16241  df-pi 16243  df-dvds 16428  df-prm 16852  df-struct 17330  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-starv 17448  df-sca 17449  df-vsca 17450  df-ip 17451  df-tset 17452  df-ple 17453  df-ds 17455  df-unif 17456  df-hom 17457  df-cco 17458  df-rest 17598  df-topn 17599  df-0g 17617  df-gsum 17618  df-topgen 17619  df-pt 17620  df-prds 17623  df-xrs 17679  df-qtop 17684  df-imas 17685  df-xps 17687  df-mre 17761  df-mrc 17762  df-acs 17764  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-submnd 18984  df-mulg 19283  df-cntz 19536  df-cmn 20001  df-psmet 21675  df-xmet 21676  df-met 21677  df-bl 21678  df-mopn 21679  df-fbas 21680  df-fg 21681  df-cnfld 21684  df-top 23217  df-topon 23234  df-topsp 23256  df-bases 23269  df-cld 23342  df-ntr 23343  df-cls 23344  df-nei 23421  df-lp 23459  df-perf 23460  df-cn 23550  df-cnp 23551  df-haus 23638  df-tx 23886  df-hmeo 24079  df-fil 24170  df-fm 24262  df-flim 24263  df-flf 24264  df-xms 24644  df-ms 24645  df-tms 24646  df-cncf 25204  df-limc 26191  df-dv 26192  df-log 26889  df-cxp 26890  df-cht 27429  df-ppi 27432
This theorem is used by:  chtppilimlem2  27806
  Copyright terms: Public domain W3C validator