MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  harmonicbnd4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem harmonicbnd4 25596
Description: The asymptotic behavior of Σ𝑚𝐴, 1 / 𝑚 = log𝐴 + γ + 𝑂(1 / 𝐴). (Contributed by Mario Carneiro, 14-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
harmonicbnd4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (abs‘(Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − ((log‘𝐴) + γ))) ≤ (1 / 𝐴))
Distinct variable group:   𝐴,𝑚

Proof of Theorem harmonicbnd4
StepHypRef Expression
1 fzfid 13336 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1...(⌊‘𝐴)) ∈ Fin)
2 elfznn 12931 . . . . . . . 8 (𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑚 ∈ ℕ)
32adantl 485 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑚 ∈ ℕ)
43nnrecred 11676 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (1 / 𝑚) ∈ ℝ)
51, 4fsumrecl 15083 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) ∈ ℝ)
65recnd 10658 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) ∈ ℂ)
7 relogcl 25167 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘𝐴) ∈ ℝ)
87recnd 10658 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘𝐴) ∈ ℂ)
9 emre 25591 . . . . . 6 γ ∈ ℝ
109a1i 11 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → γ ∈ ℝ)
1110recnd 10658 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → γ ∈ ℂ)
126, 8, 11subsub4d 11017 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) − γ) = (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − ((log‘𝐴) + γ)))
1312fveq2d 6649 . 2 (𝐴 ∈ ℝ+ → (abs‘((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) − γ)) = (abs‘(Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − ((log‘𝐴) + γ))))
14 rpreccl 12403 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / 𝐴) ∈ ℝ+)
1514rpred 12419 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / 𝐴) ∈ ℝ)
16 resubcl 10939 . . . . 5 ((γ ∈ ℝ ∧ (1 / 𝐴) ∈ ℝ) → (γ − (1 / 𝐴)) ∈ ℝ)
179, 15, 16sylancr 590 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (γ − (1 / 𝐴)) ∈ ℝ)
18 rprege0 12392 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴))
19 flge0nn0 13185 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴) → (⌊‘𝐴) ∈ ℕ0)
2018, 19syl 17 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → (⌊‘𝐴) ∈ ℕ0)
21 nn0p1nn 11924 . . . . . . . 8 ((⌊‘𝐴) ∈ ℕ0 → ((⌊‘𝐴) + 1) ∈ ℕ)
2220, 21syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((⌊‘𝐴) + 1) ∈ ℕ)
2322nnrpd 12417 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((⌊‘𝐴) + 1) ∈ ℝ+)
24 relogcl 25167 . . . . . 6 (((⌊‘𝐴) + 1) ∈ ℝ+ → (log‘((⌊‘𝐴) + 1)) ∈ ℝ)
2523, 24syl 17 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘((⌊‘𝐴) + 1)) ∈ ℝ)
265, 25resubcld 11057 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ ℝ)
275, 7resubcld 11057 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) ∈ ℝ)
2822nnrecred 11676 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / ((⌊‘𝐴) + 1)) ∈ ℝ)
29 fzfid 13336 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1...((⌊‘𝐴) + 1)) ∈ Fin)
30 elfznn 12931 . . . . . . . . . 10 (𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1)) → 𝑚 ∈ ℕ)
3130adantl 485 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))) → 𝑚 ∈ ℕ)
3231nnrecred 11676 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))) → (1 / 𝑚) ∈ ℝ)
3329, 32fsumrecl 15083 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) ∈ ℝ)
3433, 25resubcld 11057 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ ℝ)
35 harmonicbnd 25589 . . . . . . . 8 (((⌊‘𝐴) + 1) ∈ ℕ → (Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ (γ[,]1))
3622, 35syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ (γ[,]1))
37 1re 10630 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℝ
389, 37elicc2i 12791 . . . . . . . 8 ((Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ (γ[,]1) ↔ ((Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ ℝ ∧ γ ≤ (Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∧ (Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ≤ 1))
3938simp2bi 1143 . . . . . . 7 ((Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ (γ[,]1) → γ ≤ (Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))))
4036, 39syl 17 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → γ ≤ (Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))))
41 rpre 12385 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ)
42 fllep1 13166 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ≤ ((⌊‘𝐴) + 1))
4341, 42syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ≤ ((⌊‘𝐴) + 1))
44 rpregt0 12391 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴))
4522nnred 11640 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((⌊‘𝐴) + 1) ∈ ℝ)
4622nngt0d 11674 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → 0 < ((⌊‘𝐴) + 1))
47 lerec 11512 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴) ∧ (((⌊‘𝐴) + 1) ∈ ℝ ∧ 0 < ((⌊‘𝐴) + 1))) → (𝐴 ≤ ((⌊‘𝐴) + 1) ↔ (1 / ((⌊‘𝐴) + 1)) ≤ (1 / 𝐴)))
4844, 45, 46, 47syl12anc 835 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 ≤ ((⌊‘𝐴) + 1) ↔ (1 / ((⌊‘𝐴) + 1)) ≤ (1 / 𝐴)))
4943, 48mpbid 235 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / ((⌊‘𝐴) + 1)) ≤ (1 / 𝐴))
5010, 28, 34, 15, 40, 49le2subd 11249 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (γ − (1 / 𝐴)) ≤ ((Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) − (1 / ((⌊‘𝐴) + 1))))
5133recnd 10658 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) ∈ ℂ)
5225recnd 10658 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘((⌊‘𝐴) + 1)) ∈ ℂ)
5328recnd 10658 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / ((⌊‘𝐴) + 1)) ∈ ℂ)
5451, 52, 53sub32d 11018 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) − (1 / ((⌊‘𝐴) + 1))) = ((Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (1 / ((⌊‘𝐴) + 1))) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))))
55 nnuz 12269 . . . . . . . . . . 11 ℕ = (ℤ‘1)
5622, 55eleqtrdi 2900 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((⌊‘𝐴) + 1) ∈ (ℤ‘1))
5732recnd 10658 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))) → (1 / 𝑚) ∈ ℂ)
58 oveq2 7143 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = ((⌊‘𝐴) + 1) → (1 / 𝑚) = (1 / ((⌊‘𝐴) + 1)))
5956, 57, 58fsumm1 15098 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ+ → Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) = (Σ𝑚 ∈ (1...(((⌊‘𝐴) + 1) − 1))(1 / 𝑚) + (1 / ((⌊‘𝐴) + 1))))
6020nn0cnd 11945 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ ℝ+ → (⌊‘𝐴) ∈ ℂ)
61 ax-1cn 10584 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℂ
62 pncan 10881 . . . . . . . . . . . . 13 (((⌊‘𝐴) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((⌊‘𝐴) + 1) − 1) = (⌊‘𝐴))
6360, 61, 62sylancl 589 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((⌊‘𝐴) + 1) − 1) = (⌊‘𝐴))
6463oveq2d 7151 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1...(((⌊‘𝐴) + 1) − 1)) = (1...(⌊‘𝐴)))
6564sumeq1d 15050 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℝ+ → Σ𝑚 ∈ (1...(((⌊‘𝐴) + 1) − 1))(1 / 𝑚) = Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚))
6665oveq1d 7150 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...(((⌊‘𝐴) + 1) − 1))(1 / 𝑚) + (1 / ((⌊‘𝐴) + 1))) = (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) + (1 / ((⌊‘𝐴) + 1))))
6759, 66eqtrd 2833 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) = (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) + (1 / ((⌊‘𝐴) + 1))))
686, 53, 67mvrraddd 11041 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (1 / ((⌊‘𝐴) + 1))) = Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚))
6968oveq1d 7150 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (1 / ((⌊‘𝐴) + 1))) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) = (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))))
7054, 69eqtrd 2833 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((Σ𝑚 ∈ (1...((⌊‘𝐴) + 1))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) − (1 / ((⌊‘𝐴) + 1))) = (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))))
7150, 70breqtrd 5056 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (γ − (1 / 𝐴)) ≤ (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))))
72 logleb 25194 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ+ ∧ ((⌊‘𝐴) + 1) ∈ ℝ+) → (𝐴 ≤ ((⌊‘𝐴) + 1) ↔ (log‘𝐴) ≤ (log‘((⌊‘𝐴) + 1))))
7323, 72mpdan 686 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 ≤ ((⌊‘𝐴) + 1) ↔ (log‘𝐴) ≤ (log‘((⌊‘𝐴) + 1))))
7443, 73mpbid 235 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘𝐴) ≤ (log‘((⌊‘𝐴) + 1)))
757, 25, 5, 74lesub2dd 11246 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ≤ (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)))
7617, 26, 27, 71, 75letrd 10786 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → (γ − (1 / 𝐴)) ≤ (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)))
7727, 15resubcld 11057 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) − (1 / 𝐴)) ∈ ℝ)
7815recnd 10658 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 / 𝐴) ∈ ℂ)
796, 8, 78subsub4d 11017 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) − (1 / 𝐴)) = (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − ((log‘𝐴) + (1 / 𝐴))))
807, 15readdcld 10659 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((log‘𝐴) + (1 / 𝐴)) ∈ ℝ)
81 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ+)
8223, 81relogdivd 25217 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴)) = ((log‘((⌊‘𝐴) + 1)) − (log‘𝐴)))
83 rerpdivcl 12407 . . . . . . . . . . . . 13 ((((⌊‘𝐴) + 1) ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ+) → (((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴) ∈ ℝ)
8445, 83mpancom 687 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴) ∈ ℝ)
8537a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 ∈ ℝ)
8685, 15readdcld 10659 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 + (1 / 𝐴)) ∈ ℝ)
8715reefcld 15433 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(1 / 𝐴)) ∈ ℝ)
8861a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ ℝ+ → 1 ∈ ℂ)
89 rpcnne0 12395 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0))
90 divdir 11312 . . . . . . . . . . . . . 14 (((⌊‘𝐴) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ (𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0)) → (((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴) = (((⌊‘𝐴) / 𝐴) + (1 / 𝐴)))
9160, 88, 89, 90syl3anc 1368 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴) = (((⌊‘𝐴) / 𝐴) + (1 / 𝐴)))
92 reflcl 13161 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 ∈ ℝ → (⌊‘𝐴) ∈ ℝ)
9341, 92syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 ∈ ℝ+ → (⌊‘𝐴) ∈ ℝ)
94 rerpdivcl 12407 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((⌊‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ+) → ((⌊‘𝐴) / 𝐴) ∈ ℝ)
9593, 94mpancom 687 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((⌊‘𝐴) / 𝐴) ∈ ℝ)
96 flle 13164 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐴 ∈ ℝ → (⌊‘𝐴) ≤ 𝐴)
9741, 96syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 ∈ ℝ+ → (⌊‘𝐴) ≤ 𝐴)
98 rpcn 12387 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐴 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℂ)
9998mulid1d 10647 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 ∈ ℝ+ → (𝐴 · 1) = 𝐴)
10097, 99breqtrrd 5058 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 ∈ ℝ+ → (⌊‘𝐴) ≤ (𝐴 · 1))
101 ledivmul 11505 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((⌊‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴)) → (((⌊‘𝐴) / 𝐴) ≤ 1 ↔ (⌊‘𝐴) ≤ (𝐴 · 1)))
10293, 85, 44, 101syl3anc 1368 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((⌊‘𝐴) / 𝐴) ≤ 1 ↔ (⌊‘𝐴) ≤ (𝐴 · 1)))
103100, 102mpbird 260 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((⌊‘𝐴) / 𝐴) ≤ 1)
10495, 85, 15, 103leadd1dd 11243 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((⌊‘𝐴) / 𝐴) + (1 / 𝐴)) ≤ (1 + (1 / 𝐴)))
10591, 104eqbrtrd 5052 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴) ≤ (1 + (1 / 𝐴)))
106 efgt1p 15460 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 / 𝐴) ∈ ℝ+ → (1 + (1 / 𝐴)) < (exp‘(1 / 𝐴)))
10714, 106syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 + (1 / 𝐴)) < (exp‘(1 / 𝐴)))
10886, 87, 107ltled 10777 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ+ → (1 + (1 / 𝐴)) ≤ (exp‘(1 / 𝐴)))
10984, 86, 87, 105, 108letrd 10786 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴) ≤ (exp‘(1 / 𝐴)))
110 rpdivcl 12402 . . . . . . . . . . . . 13 ((((⌊‘𝐴) + 1) ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℝ+) → (((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴) ∈ ℝ+)
11123, 110mpancom 687 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴) ∈ ℝ+)
11215rpefcld 15450 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ+ → (exp‘(1 / 𝐴)) ∈ ℝ+)
113111, 112logled 25218 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴) ≤ (exp‘(1 / 𝐴)) ↔ (log‘(((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴)) ≤ (log‘(exp‘(1 / 𝐴)))))
114109, 113mpbid 235 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴)) ≤ (log‘(exp‘(1 / 𝐴))))
11515relogefd 25219 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(exp‘(1 / 𝐴))) = (1 / 𝐴))
116114, 115breqtrd 5056 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘(((⌊‘𝐴) + 1) / 𝐴)) ≤ (1 / 𝐴))
11782, 116eqbrtrrd 5054 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((log‘((⌊‘𝐴) + 1)) − (log‘𝐴)) ≤ (1 / 𝐴))
11825, 7, 15lesubadd2d 11228 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((log‘((⌊‘𝐴) + 1)) − (log‘𝐴)) ≤ (1 / 𝐴) ↔ (log‘((⌊‘𝐴) + 1)) ≤ ((log‘𝐴) + (1 / 𝐴))))
119117, 118mpbid 235 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ+ → (log‘((⌊‘𝐴) + 1)) ≤ ((log‘𝐴) + (1 / 𝐴)))
12025, 80, 5, 119lesub2dd 11246 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − ((log‘𝐴) + (1 / 𝐴))) ≤ (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))))
12179, 120eqbrtrd 5052 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) − (1 / 𝐴)) ≤ (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))))
122 harmonicbnd3 25593 . . . . . . 7 ((⌊‘𝐴) ∈ ℕ0 → (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ (0[,]γ))
12320, 122syl 17 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ (0[,]γ))
124 0re 10632 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
125124, 9elicc2i 12791 . . . . . . 7 ((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ (0[,]γ) ↔ ((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∧ (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ≤ γ))
126125simp3bi 1144 . . . . . 6 ((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ∈ (0[,]γ) → (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ≤ γ)
127123, 126syl 17 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘((⌊‘𝐴) + 1))) ≤ γ)
12877, 26, 10, 121, 127letrd 10786 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) − (1 / 𝐴)) ≤ γ)
12927, 15, 10lesubaddd 11226 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ+ → (((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) − (1 / 𝐴)) ≤ γ ↔ (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) ≤ (γ + (1 / 𝐴))))
130128, 129mpbid 235 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) ≤ (γ + (1 / 𝐴)))
13127, 10, 15absdifled 14786 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ+ → ((abs‘((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) − γ)) ≤ (1 / 𝐴) ↔ ((γ − (1 / 𝐴)) ≤ (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) ∧ (Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) ≤ (γ + (1 / 𝐴)))))
13276, 130, 131mpbir2and 712 . 2 (𝐴 ∈ ℝ+ → (abs‘((Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − (log‘𝐴)) − γ)) ≤ (1 / 𝐴))
13313, 132eqbrtrrd 5054 1 (𝐴 ∈ ℝ+ → (abs‘(Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(1 / 𝑚) − ((log‘𝐴) + γ))) ≤ (1 / 𝐴))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399   = wceq 1538  wcel 2111  wne 2987   class class class wbr 5030  cfv 6324  (class class class)co 7135  cc 10524  cr 10525  0cc0 10526  1c1 10527   + caddc 10529   · cmul 10531   < clt 10664  cle 10665  cmin 10859   / cdiv 11286  cn 11625  0cn0 11885  cuz 12231  +crp 12377  [,]cicc 12729  ...cfz 12885  cfl 13155  abscabs 14585  Σcsu 15034  expce 15407  logclog 25146  γcem 25577
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-rep 5154  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-inf2 9088  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604  ax-addf 10605  ax-mulf 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4801  df-int 4839  df-iun 4883  df-iin 4884  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-se 5479  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-isom 6333  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-of 7389  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-supp 7814  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-1o 8085  df-2o 8086  df-oadd 8089  df-er 8272  df-map 8391  df-pm 8392  df-ixp 8445  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496  df-fsupp 8818  df-fi 8859  df-sup 8890  df-inf 8891  df-oi 8958  df-card 9352  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-4 11690  df-5 11691  df-6 11692  df-7 11693  df-8 11694  df-9 11695  df-n0 11886  df-xnn0 11956  df-z 11970  df-dec 12087  df-uz 12232  df-q 12337  df-rp 12378  df-xneg 12495  df-xadd 12496  df-xmul 12497  df-ioo 12730  df-ioc 12731  df-ico 12732  df-icc 12733  df-fz 12886  df-fzo 13029  df-fl 13157  df-mod 13233  df-seq 13365  df-exp 13426  df-fac 13630  df-bc 13659  df-hash 13687  df-shft 14418  df-cj 14450  df-re 14451  df-im 14452  df-sqrt 14586  df-abs 14587  df-limsup 14820  df-clim 14837  df-rlim 14838  df-sum 15035  df-ef 15413  df-e 15414  df-sin 15415  df-cos 15416  df-tan 15417  df-pi 15418  df-dvds 15600  df-struct 16477  df-ndx 16478  df-slot 16479  df-base 16481  df-sets 16482  df-ress 16483  df-plusg 16570  df-mulr 16571  df-starv 16572  df-sca 16573  df-vsca 16574  df-ip 16575  df-tset 16576  df-ple 16577  df-ds 16579  df-unif 16580  df-hom 16581  df-cco 16582  df-rest 16688  df-topn 16689  df-0g 16707  df-gsum 16708  df-topgen 16709  df-pt 16710  df-prds 16713  df-xrs 16767  df-qtop 16772  df-imas 16773  df-xps 16775  df-mre 16849  df-mrc 16850  df-acs 16852  df-mgm 17844  df-sgrp 17893  df-mnd 17904  df-submnd 17949  df-mulg 18217  df-cntz 18439  df-cmn 18900  df-psmet 20083  df-xmet 20084  df-met 20085  df-bl 20086  df-mopn 20087  df-fbas 20088  df-fg 20089  df-cnfld 20092  df-top 21499  df-topon 21516  df-topsp 21538  df-bases 21551  df-cld 21624  df-ntr 21625  df-cls 21626  df-nei 21703  df-lp 21741  df-perf 21742  df-cn 21832  df-cnp 21833  df-haus 21920  df-cmp 21992  df-tx 22167  df-hmeo 22360  df-fil 22451  df-fm 22543  df-flim 22544  df-flf 22545  df-xms 22927  df-ms 22928  df-tms 22929  df-cncf 23483  df-limc 24469  df-dv 24470  df-ulm 24972  df-log 25148  df-atan 25453  df-em 25578
This theorem is referenced by:  mulogsumlem  26115  mulog2sumlem1  26118
  Copyright terms: Public domain W3C validator