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

Theorem chtppilimlem1 27782
Description: Lemma for chtppilim 27784. (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 13145 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
32recnd 11318 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
43sqvald 14266 . . . 4 (𝜑 → (𝐴↑2) = (𝐴 · 𝐴))
54oveq1d 7427 . . 3 (𝜑 → ((𝐴↑2) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) = ((𝐴 · 𝐴) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))))
6 chtppilim.3 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ (2[,)+∞))
7 2re 12398 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
8 elicopnf 13557 . . . . . . . . . 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 27440 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℝ → (π‘𝑁) ∈ ℕ0)
1311, 12syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℕ0)
1413nn0red 12649 . . . . 5 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℝ)
1514recnd 11318 . . . 4 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℂ)
16 0red 11292 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
177a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
18 2pos 12428 . . . . . . . . 9 0 < 2
1918a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < 2)
2010simprd 501 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≤ 𝑁)
2116, 17, 11, 19, 20ltletrd 11451 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < 𝑁)
2211, 21elrpd 13142 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ+)
2322relogcld 26933 . . . . 5 (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℝ)
2423recnd 11318 . . . 4 (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℂ)
253, 3, 15, 24mul4d 11503 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · 𝐴) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) = ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
265, 25eqtrd 2796 . 2 (𝜑 → ((𝐴↑2) · ((π‘𝑁) · (log‘𝑁))) = ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
272, 14remulcld 11320 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (π‘𝑁)) ∈ ℝ)
282, 23remulcld 11320 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ)
2927, 28remulcld 11320 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ∈ ℝ)
3022, 2rpcxpcld 27043 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ+)
3130rpred 13145 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ)
32 ppicl 27440 . . . . . . 7 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
3331, 32syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
3433nn0red 12649 . . . . 5 (𝜑 → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℝ)
3514, 34resubcld 11725 . . . 4 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) ∈ ℝ)
3635, 28remulcld 11320 . . 3 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ∈ ℝ)
37 chtcl 27418 . . . 4 (𝑁 ∈ ℝ → (θ‘𝑁) ∈ ℝ)
3811, 37syl 18 . . 3 (𝜑 → (θ‘𝑁) ∈ ℝ)
39 1red 11290 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
40 1lt2 12496 . . . . . . . 8 1 < 2
4140a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 < 2)
4239, 17, 11, 41, 20ltletrd 11451 . . . . . 6 (𝜑 → 1 < 𝑁)
4311, 42rplogcld 26939 . . . . 5 (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℝ+)
441, 43rpmulcld 13161 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ+)
4514, 31resubcld 11725 . . . . 5 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℝ)
46 ppinncl 27483 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 2 ≤ 𝑁) → (π‘𝑁) ∈ ℕ)
4710, 46syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℕ)
4831, 47nndivred 12373 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁)) ∈ ℝ)
49 chtppilim.4 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁)) < (1 − 𝐴))
5048, 39, 2, 49ltsub13d 11903 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 < (1 − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
5131recnd 11318 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℂ)
5247nnrpd 13143 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (π‘𝑁) ∈ ℝ+)
5352rpcnne0d 13154 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((π‘𝑁) ∈ ℂ ∧ (π‘𝑁) ≠ 0))
54 divsubdir 11991 . . . . . . . . 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 11985 . . . . . . . . . 10 (((π‘𝑁) ∈ ℂ ∧ (π‘𝑁) ≠ 0) → ((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) = 1)
5753, 56syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) = 1)
5857oveq1d 7427 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((π‘𝑁) / (π‘𝑁)) − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))) = (1 − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
5955, 58eqtrd 2796 . . . . . . 7 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) / (π‘𝑁)) = (1 − ((𝑁↑𝑐𝐴) / (π‘𝑁))))
6050, 59breqtrrd 5133 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 < (((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) / (π‘𝑁)))
612, 45, 52ltmuldivd 13192 . . . . . 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 27486 . . . . . . 7 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ+ → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) < (𝑁↑𝑐𝐴))
6430, 63syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)) < (𝑁↑𝑐𝐴))
6534, 31, 14, 64ltsub2dd 11910 . . . . 5 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (𝑁↑𝑐𝐴)) < ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
6627, 45, 35, 62, 65lttrd 11452 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (π‘𝑁)) < ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
6727, 35, 44, 66ltmul1dd 13200 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))) < (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
68 fzfid 14096 . . . . . 6 (𝜑 → (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∈ Fin)
69 inss1 4182 . . . . . 6 ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁))
70 ssfi 9172 . . . . . 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 4151 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℙ)
74 prmnn 16829 . . . . . . . 8 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℕ)
7574nnrpd 13143 . . . . . . 7 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℝ+)
7673, 75syl 18 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℝ+)
7776relogcld 26933 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘𝑝) ∈ ℝ)
7871, 77fsumrecl 15880 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝) ∈ ℝ)
7928recnd 11318 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 · (log‘𝑁)) ∈ ℂ)
80 fsumconst 15936 . . . . . . 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 27469 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℝ → (π‘(⌊‘𝑁)) = (π‘𝑁))
8311, 82syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π‘(⌊‘𝑁)) = (π‘𝑁))
84 ppifl 27469 . . . . . . . . . 10 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ → (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))) = (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)))
8531, 84syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴))) = (π‘(𝑁↑𝑐𝐴)))
8683, 85oveq12d 7430 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((π‘(⌊‘𝑁)) − (π‘(⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)))) = ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))))
8739, 11, 42ltled 11439 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ≤ 𝑁)
88 chtppilim.2 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐴 < 1)
89 1re 11289 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℝ
90 ltle 11379 . . . . . . . . . . . . . 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 27031 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ (𝑁↑𝑐1))
9411recnd 11318 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
9594cxp1d 27016 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁↑𝑐1) = 𝑁)
9693, 95breqtrd 5131 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ 𝑁)
97 flword2 13933 . . . . . . . . . 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 27472 . . . . . . . . 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 2798 . . . . . . 7 (𝜑 → ((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) = (♯‘((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)))
102101oveq1d 7427 . . . . . 6 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) = ((♯‘((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) · (𝐴 · (log‘𝑁))))
10381, 102eqtr4d 2799 . . . . 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 13916 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℝ)
107 peano2re 11464 . . . . . . . . . . 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 13145 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℝ)
111 fllep1 13921 . . . . . . . . . . 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 4150 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)))
115 elfzle1 13640 . . . . . . . . . 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 11448 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (𝑁↑𝑐𝐴) ≤ 𝑝)
11822rpne0d 13150 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑁 ≠ 0)
11994, 118, 3cxpefd 27022 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑𝑐𝐴) = (exp‘(𝐴 · (log‘𝑁))))
120119eqcomd 2767 . . . . . . . . 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 26934 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (exp‘(log‘𝑝)) = 𝑝)
123117, 121, 1223brtr4d 5137 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (exp‘(𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ (exp‘(log‘𝑝)))
124 efle 16266 . . . . . . . 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 15946 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(𝐴 · (log‘𝑁)) ≤ Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
128103, 127eqbrtrrd 5129 . . . 4 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
129 fzfid 14096 . . . . . . 7 (𝜑 → (1...(⌊‘𝑁)) ∈ Fin)
130 inss1 4182 . . . . . . 7 ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ) ⊆ (1...(⌊‘𝑁))
131 ssfi 9172 . . . . . . 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 4151 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℙ)
135 prmuz2 16851 . . . . . . . . . . . 12 (𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ (ℤ≥‘2))
136134, 135syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ (ℤ≥‘2))
137 eluz2b2 13029 . . . . . . . . . . 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 12331 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 𝑝 ∈ ℝ)
141138simprd 501 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 1 < 𝑝)
142140, 141rplogcld 26939 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘𝑝) ∈ ℝ+)
143142rpred 13145 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → (log‘𝑝) ∈ ℝ)
144142rpge0d 13149 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)) → 0 ≤ (log‘𝑝))
14530rpge0d 13149 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ (𝑁↑𝑐𝐴))
146 flge0nn0 13940 . . . . . . . . . 10 (((𝑁↑𝑐𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝑁↑𝑐𝐴)) → (⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
14731, 145, 146syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0)
148 nn0p1nn 12626 . . . . . . . . 9 ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) ∈ ℕ0 → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ ℕ)
149147, 148syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ ℕ)
150 nnuz 12985 . . . . . . . 8 ℕ = (ℤ≥‘1)
151149, 150eleqtrdi 2871 . . . . . . 7 (𝜑 → ((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ (ℤ≥‘1))
152 fzss1 13677 . . . . . . 7 (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1) ∈ (ℤ≥‘1) → (((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ⊆ (1...(⌊‘𝑁)))
153 ssrin 4187 . . . . . . 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 15943 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝) ≤ Σ𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
156 chtval 27419 . . . . . . 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 12990 . . . . . . . 8 2 ∈ (ℤ≥‘1)
159 ppisval2 27414 . . . . . . . 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 15847 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((0[,]𝑁) ∩ ℙ)(log‘𝑝) = Σ𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
162157, 161eqtrd 2796 . . . . 5 (𝜑 → (θ‘𝑁) = Σ𝑝 ∈ ((1...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝))
163155, 162breqtrrd 5133 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑝 ∈ ((((⌊‘(𝑁↑𝑐𝐴)) + 1)...(⌊‘𝑁)) ∩ ℙ)(log‘𝑝) ≤ (θ‘𝑁))
16436, 78, 38, 128, 163letrd 11448 . . 3 (𝜑 → (((π‘𝑁) − (π‘(𝑁↑𝑐𝐴))) · (𝐴 · (log‘𝑁))) ≤ (θ‘𝑁))
16529, 36, 38, 67, 164ltletrd 11451 . 2 (𝜑 → ((𝐴 · (π‘𝑁)) · (𝐴 · (log‘𝑁))) < (θ‘𝑁))
16626, 165eqbrtrd 5127 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 2145   ≠ wne 2956   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899   class class class wbr 5103  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  Fincfn 8957  ℂcc 11179  ℝcr 11180  0cc0 11181  1c1 11182   + caddc 11184   · cmul 11186  +∞cpnf 11321   < clt 11324   ≤ cle 11325   − cmin 11522   / cdiv 11954  ℕcn 12316  2c2 12378  ℕ0cn0 12587  ℤ≥cuz 12946  ℝ+crp 13101  [,)cico 13459  [,]cicc 13460  ...cfz 13620  ⌊cfl 13910  ↑cexp 14184  ♯chash 14454  Σcsu 15833  expce 16207  ℙcprime 16826  logclog 26864  ↑𝑐ccxp 26865  θccht 27400  πcppi 27403
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-inf2 9626  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259  ax-addf 11260
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8162  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-oadd 8464  df-er 8701  df-map 8833  df-pm 8834  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9338  df-fi 9387  df-sup 9418  df-inf 9419  df-oi 9488  df-dju 9963  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-xnn0 12661  df-z 12675  df-dec 12796  df-uz 12947  df-q 13057  df-rp 13102  df-xneg 13222  df-xadd 13223  df-xmul 13224  df-ioo 13461  df-ioc 13462  df-ico 13463  df-icc 13464  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-fl 13912  df-mod 13990  df-seq 14125  df-exp 14185  df-fac 14398  df-bc 14427  df-hash 14455  df-shft 15200  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-limsup 15618  df-clim 15635  df-rlim 15636  df-sum 15834  df-ef 16213  df-sin 16215  df-cos 16216  df-pi 16218  df-dvds 16403  df-prm 16827  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-starv 17423  df-sca 17424  df-vsca 17425  df-ip 17426  df-tset 17427  df-ple 17428  df-ds 17430  df-unif 17431  df-hom 17432  df-cco 17433  df-rest 17573  df-topn 17574  df-0g 17592  df-gsum 17593  df-topgen 17594  df-pt 17595  df-prds 17598  df-xrs 17654  df-qtop 17659  df-imas 17660  df-xps 17662  df-mre 17736  df-mrc 17737  df-acs 17739  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-submnd 18959  df-mulg 19258  df-cntz 19511  df-cmn 19976  df-psmet 21650  df-xmet 21651  df-met 21652  df-bl 21653  df-mopn 21654  df-fbas 21655  df-fg 21656  df-cnfld 21659  df-top 23192  df-topon 23209  df-topsp 23231  df-bases 23244  df-cld 23317  df-ntr 23318  df-cls 23319  df-nei 23396  df-lp 23434  df-perf 23435  df-cn 23525  df-cnp 23526  df-haus 23613  df-tx 23861  df-hmeo 24054  df-fil 24145  df-fm 24237  df-flim 24238  df-flf 24239  df-xms 24619  df-ms 24620  df-tms 24621  df-cncf 25179  df-limc 26166  df-dv 26167  df-log 26866  df-cxp 26867  df-cht 27406  df-ppi 27409
This theorem is used by:  chtppilimlem2  27783
  Copyright terms: Public domain W3C validator