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

Theorem chtppilimlem1 27830
Description: Lemma for chtppilim 27832. (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 13191 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
32recnd 11364 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
43sqvald 14313 . . . 4 (𝜑 → (𝐴↑2) = (𝐴 · 𝐴))
54oveq1d 7458 . . 3 (𝜑 → ((𝐴↑2) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) = ((𝐴 · 𝐴) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))))
6 chtppilim.3 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ (2[,)+∞))
7 2re 12444 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
8 elicopnf 13603 . . . . . . . . . 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 27488 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℝ → (π‘𝑁) ∈ ℕ0)
1311, 12syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℕ0)
1413nn0red 12695 . . . . 5 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℝ)
1514recnd 11364 . . . 4 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℂ)
16 0red 11338 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
177a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
18 2pos 12474 . . . . . . . . 9 0 < 2
1918a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < 2)
2010simprd 501 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≤ 𝑁)
2116, 17, 11, 19, 20ltletrd 11497 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < 𝑁)
2211, 21elrpd 13188 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ+)
2322relogcld 26981 . . . . 5 (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℝ)
2423recnd 11364 . . . 4 (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℂ)
253, 3, 15, 24mul4d 11549 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · 𝐴) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) = ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
265, 25eqtrd 2798 . 2 (𝜑 → ((𝐴↑2) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) = ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
272, 14remulcld 11366 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (π‘𝑁)) ∈ ℝ)
282, 23remulcld 11366 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ)
2927, 28remulcld 11366 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ∈ ℝ)
3022, 2rpcxpcld 27091 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ+)
3130rpred 13191 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ)
32 ppicl 27488 . . . . . . 7 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
3331, 32syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
3433nn0red 12695 . . . . 5 (𝜑 → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℝ)
3514, 34resubcld 11771 . . . 4 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) ∈ ℝ)
3635, 28remulcld 11366 . . 3 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ∈ ℝ)
37 chtcl 27466 . . . 4 (𝑁 ∈ ℝ → (θ‘𝑁) ∈ ℝ)
3811, 37syl 18 . . 3 (𝜑 → (θ‘𝑁) ∈ ℝ)
39 1red 11336 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
40 1lt2 12542 . . . . . . . 8 1 < 2
4140a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 < 2)
4239, 17, 11, 41, 20ltletrd 11497 . . . . . 6 (𝜑 → 1 < 𝑁)
4311, 42rplogcld 26987 . . . . 5 (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℝ+)
441, 43rpmulcld 13207 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ+)
4514, 31resubcld 11771 . . . . 5 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℝ)
46 ppinncl 27531 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ≤ 𝑁) → (π‘𝑁) ∈ ℕ)
4710, 46syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℕ)
4831, 47nndivred 12419 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁)) ∈ ℝ)
49 chtppilim.4 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁)) < (1 − 𝐴))
5048, 39, 2, 49ltsub13d 11949 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 < (1 − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
5131recnd 11364 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℂ)
5247nnrpd 13189 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℝ+)
5352rpcnne0d 13200 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((π‘𝑁) ∈ ℂ ∧ (π‘𝑁) ≠ 0))
54 divsubdir 12037 . . . . . . . . 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 1399 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) / (π‘𝑁)) = (((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
56 divid 12031 . . . . . . . . . 10 (((π‘𝑁) ∈ ℂ ∧ (π‘𝑁) ≠ 0) → ((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) = 1)
5753, 56syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) = 1)
5857oveq1d 7458 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))) = (1 − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
5955, 58eqtrd 2798 . . . . . . 7 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) / (π‘𝑁)) = (1 − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
6050, 59breqtrrd 5136 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 < (((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) / (π‘𝑁)))
612, 45, 52ltmuldivd 13238 . . . . . 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 27534 . . . . . . 7 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ+ → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) < (𝑁↑𝑐𝐴))
6430, 63syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) < (𝑁↑𝑐𝐴))
6534, 31, 14, 64ltsub2dd 11956 . . . . 5 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) < ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
6627, 45, 35, 62, 65lttrd 11498 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (π‘𝑁)) < ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
6727, 35, 44, 66ltmul1dd 13246 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))) < (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
68 fzfid 14143 . . . . . 6 (𝜑 → (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∈ Fin)
69 inss1 4136 . . . . . 6 ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁))
70 ssfi 9216 . . . . . 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 4105 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℙ)
74 prmnn 16878 . . . . . . . 8 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℕ)
7574nnrpd 13189 . . . . . . 7 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℝ+)
7673, 75syl 18 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℝ+)
7776relogcld 26981 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘𝑝) ∈ ℝ)
7871, 77fsumrecl 15929 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝) ∈ ℝ)
7928recnd 11364 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℂ)
80 fsumconst 15985 . . . . . . 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 27517 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℝ → (π‘(⌊‘𝑁)) = (π‘𝑁))
8311, 82syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π‘(⌊‘𝑁)) = (π‘𝑁))
84 ppifl 27517 . . . . . . . . . 10 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ → (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))) = (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)))
8531, 84syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))) = (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)))
8683, 85oveq12d 7461 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((π‘(⌊‘𝑁)) − (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)))) = ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
8739, 11, 42ltled 11485 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ≤ 𝑁)
88 chtppilim.2 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐴 < 1)
89 1re 11335 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℝ
90 ltle 11425 . . . . . . . . . . . . . 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 27079 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ (𝑁↑𝑐1))
9411recnd 11364 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
9594cxp1d 27064 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁↑𝑐1) = 𝑁)
9693, 95breqtrd 5134 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ 𝑁)
97 flword2 13980 . . . . . . . . . 10 (((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ 𝑁) → (⌊‘𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
9831, 11, 96, 97syl3anc 1399 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘𝑁) ∈ (ℤ≥‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
99 ppidif 27520 . . . . . . . . 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 2800 . . . . . . 7 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) = (♯‘((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)))
102101oveq1d 7458 . . . . . 6 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) = ((♯‘((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
10381, 102eqtr4d 2801 . . . . 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 13963 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℝ)
107 peano2re 11510 . . . . . . . . . . 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 13191 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℝ)
111 fllep1 13968 . . . . . . . . . . 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 4104 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)))
115 elfzle1 13687 . . . . . . . . . 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 11494 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ 𝑝)
11822rpne0d 13196 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑁 ≠ 0)
11994, 118, 3cxpefd 27070 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) = (exp‘(𝐴 · (log‘𝑁))))
120119eqcomd 2769 . . . . . . . . 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 26982 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (exp‘(log‘𝑝)) = 𝑝)
123117, 121, 1223brtr4d 5140 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (exp‘(𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ (exp‘(log‘𝑝)))
124 efle 16315 . . . . . . . 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 15995 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(𝐴 · (log‘𝑁)) ≤ Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
128103, 127eqbrtrrd 5132 . . . 4 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
129 fzfid 14143 . . . . . . 7 (𝜑 → (1...(⌊‘𝑁)) ∈ Fin)
130 inss1 4136 . . . . . . 7 ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ (1...(⌊‘𝑁))
131 ssfi 9216 . . . . . . 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 4105 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℙ)
135 prmuz2 16900 . . . . . . . . . . . 12 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ (ℤ≥‘2))
136134, 135syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ (ℤ≥‘2))
137 eluz2b2 13075 . . . . . . . . . . 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 12377 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℝ)
141138simprd 501 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 1 < 𝑝)
142140, 141rplogcld 26987 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘𝑝) ∈ ℝ+)
143142rpred 13191 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘𝑝) ∈ ℝ)
144142rpge0d 13195 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 0 ≤ (log‘𝑝))
14530rpge0d 13195 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ (𝑁↑𝑐𝐴))
146 flge0nn0 13987 . . . . . . . . . 10 (((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝑁↑𝑐𝐴)) → (⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
14731, 145, 146syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
148 nn0p1nn 12672 . . . . . . . . 9 ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0 → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ ℕ)
149147, 148syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ ℕ)
150 nnuz 13031 . . . . . . . 8 ℕ = (ℤ≥‘1)
151149, 150eleqtrdi 2874 . . . . . . 7 (𝜑 → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ (ℤ≥‘1))
152 fzss1 13724 . . . . . . 7 (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ (ℤ≥‘1) → (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ⊆ (1...(⌊‘𝑁)))
153 ssrin 4141 . . . . . . 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 15992 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝) ≤ Σ𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
156 chtval 27467 . . . . . . 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 13036 . . . . . . . 8 2 ∈ (ℤ≥‘1)
159 ppisval2 27462 . . . . . . . 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 15896 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((0[,]𝑁) ∩ ℙ)(log‘𝑝) = Σ𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
162157, 161eqtrd 2798 . . . . 5 (𝜑 → (θ‘𝑁) = Σ𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
163155, 162breqtrrd 5136 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝) ≤ (θ‘𝑁))
16436, 78, 38, 128, 163letrd 11494 . . 3 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ (θ‘𝑁))
16529, 36, 38, 67, 164ltletrd 11497 . 2 (𝜑 → ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))) < (θ‘𝑁))
16626, 165eqbrtrd 5130 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 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959   ⊆ wss 3900   ∩ cin 4092   class class class wbr 5106  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  Fincfn 9001  ℂcc 11225  ℝcr 11226  0cc0 11227  1c1 11228   + caddc 11230   · cmul 11232  +∞cpnf 11367   < clt 11370   ≤ cle 11371   − cmin 11568   / cdiv 12000  ℕcn 12362  2c2 12424  ℕ0cn0 12633  ℤ≥cuz 12992  ℝ+crp 13147  [,)cico 13505  [,]cicc 13506  ...cfz 13666  ⌊cfl 13957  ↑cexp 14231  ♯chash 14501  Σcsu 15882  expce 16256  ℙcprime 16875  logclog 26912  ↑𝑐ccxp 26913  θccht 27448  πcppi 27451
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-inf2 9669  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305  ax-addf 11306
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-supp 8205  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-oadd 8508  df-er 8745  df-map 8877  df-pm 8878  df-ixp 8954  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-fsupp 9382  df-fi 9430  df-sup 9461  df-inf 9462  df-oi 9531  df-dju 10009  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-xnn0 12707  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-q 13103  df-rp 13148  df-xneg 13268  df-xadd 13269  df-xmul 13270  df-ioo 13507  df-ioc 13508  df-ico 13509  df-icc 13510  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-fl 13959  df-mod 14037  df-seq 14172  df-exp 14232  df-fac 14445  df-bc 14474  df-hash 14502  df-shft 15249  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-limsup 15667  df-clim 15684  df-rlim 15685  df-sum 15883  df-ef 16262  df-sin 16264  df-cos 16265  df-pi 16267  df-dvds 16452  df-prm 16876  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-starv 17472  df-sca 17473  df-vsca 17474  df-ip 17475  df-tset 17476  df-ple 17477  df-ds 17479  df-unif 17480  df-hom 17481  df-cco 17482  df-rest 17622  df-topn 17623  df-0g 17641  df-gsum 17642  df-topgen 17643  df-pt 17644  df-prds 17647  df-xrs 17703  df-qtop 17708  df-imas 17709  df-xps 17711  df-mre 17785  df-mrc 17786  df-acs 17788  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-submnd 19008  df-mulg 19307  df-cntz 19561  df-cmn 20026  df-psmet 21700  df-xmet 21701  df-met 21702  df-bl 21703  df-mopn 21704  df-fbas 21705  df-fg 21706  df-cnfld 21709  df-top 23242  df-topon 23259  df-topsp 23281  df-bases 23294  df-cld 23367  df-ntr 23368  df-cls 23369  df-nei 23446  df-lp 23484  df-perf 23485  df-cn 23575  df-cnp 23576  df-haus 23663  df-tx 23911  df-hmeo 24104  df-fil 24195  df-fm 24287  df-flim 24288  df-flf 24289  df-xms 24669  df-ms 24670  df-tms 24671  df-cncf 25229  df-limc 26216  df-dv 26217  df-log 26914  df-cxp 26915  df-cht 27454  df-ppi 27457
This theorem is used by:  chtppilimlem2  27831
  Copyright terms: Public domain W3C validator