MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lgamgulmlem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lgamgulmlem3 27340
Description: Lemma for lgamgulm 27344. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Jul-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
lgamgulm.r (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
lgamgulm.u 𝑈 = {𝑥 ∈ ℂ ∣ ((abs‘𝑥) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)))}
lgamgulm.n (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
lgamgulm.a (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑈)
lgamgulm.l (𝜑 → (2 · 𝑅) ≤ 𝑁)
Assertion
Ref Expression
lgamgulmlem3 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ≤ (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑁   𝑥,𝑘,𝑅   𝐴,𝑘,𝑥   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝑈(𝑥, 𝑘)   𝑁(𝑘)

Proof of Theorem lgamgulmlem3
StepHypRef Expression
1 lgamgulm.r . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
2 lgamgulm.u . . . . . . . 8 𝑈 = {𝑥 ∈ ℂ ∣ ((abs‘𝑥) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)))}
31, 2lgamgulmlem1 27338 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑈 ⊆ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
4 lgamgulm.a . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑈)
53, 4sseldd 3932 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
65eldifad 3911 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
7 lgamgulm.n . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
87peano2nnd 12333 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
98nnrpd 13143 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℝ+)
107nnrpd 13143 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ+)
119, 10rpdivcld 13162 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁 + 1) / 𝑁) ∈ ℝ+)
1211relogcld 26933 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ∈ ℝ)
1312recnd 11318 . . . . 5 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ∈ ℂ)
146, 13mulcld 11310 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) ∈ ℂ)
157nncnd 12332 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
167nnne0d 12369 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ≠ 0)
176, 15, 16divcld 12074 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 / 𝑁) ∈ ℂ)
18 1cnd 11283 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
1917, 18addcld 11309 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 / 𝑁) + 1) ∈ ℂ)
205, 7dmgmdivn0 27337 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 / 𝑁) + 1) ≠ 0)
2119, 20logcld 26880 . . . 4 (𝜑 → (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)) ∈ ℂ)
2214, 21subcld 11650 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))) ∈ ℂ)
2322abscld 15586 . 2 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ∈ ℝ)
2414, 17subcld 11650 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁)) ∈ ℂ)
2524abscld 15586 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) ∈ ℝ)
2617, 21subcld 11650 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))) ∈ ℂ)
2726abscld 15586 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ∈ ℝ)
2825, 27readdcld 11319 . 2 (𝜑 → ((abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) + (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))))) ∈ ℝ)
291nnred 12331 . . 3 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ)
30 2re 12398 . . . . . 6 2 ∈ ℝ
3130a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
32 1red 11290 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
3329, 32readdcld 11319 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 + 1) ∈ ℝ)
3431, 33remulcld 11320 . . . 4 (𝜑 → (2 · (𝑅 + 1)) ∈ ℝ)
357nnsqcld 14368 . . . 4 (𝜑 → (𝑁↑2) ∈ ℕ)
3634, 35nndivred 12373 . . 3 (𝜑 → ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)) ∈ ℝ)
3729, 36remulcld 11320 . 2 (𝜑 → (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))) ∈ ℝ)
3814, 21, 17abs3difd 15610 . 2 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ≤ ((abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) + (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))))))
397nnrecred 12370 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / 𝑁) ∈ ℝ)
408nnrecred 12370 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ∈ ℝ)
4139, 40resubcld 11725 . . . . 5 (𝜑 → ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) ∈ ℝ)
4229, 41remulcld 11320 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) ∈ ℝ)
4331, 29remulcld 11320 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 · 𝑅) ∈ ℝ)
447nnred 12331 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
451nnrpd 13143 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ+)
4629, 45ltaddrpd 13178 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑅 < (𝑅 + 𝑅))
471nncnd 12332 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℂ)
48472timesd 12570 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2 · 𝑅) = (𝑅 + 𝑅))
4946, 48breqtrrd 5133 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑅 < (2 · 𝑅))
50 lgamgulm.l . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 · 𝑅) ≤ 𝑁)
5129, 43, 44, 49, 50ltletrd 11451 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑅 < 𝑁)
52 difrp 13141 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (𝑅 < 𝑁 ↔ (𝑁 − 𝑅) ∈ ℝ+))
5329, 44, 52syl2anc 596 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅 < 𝑁 ↔ (𝑁 − 𝑅) ∈ ℝ+))
5451, 53mpbid 235 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 − 𝑅) ∈ ℝ+)
5554rprecred 13156 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / (𝑁 − 𝑅)) ∈ ℝ)
5655, 39resubcld 11725 . . . . 5 (𝜑 → ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)) ∈ ℝ)
5729, 56remulcld 11320 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁))) ∈ ℝ)
5842, 57readdcld 11319 . . 3 (𝜑 → ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)))) ∈ ℝ)
596, 15, 16divrecd 12077 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴 / 𝑁) = (𝐴 · (1 / 𝑁)))
6059oveq2d 7428 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁)) = ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 · (1 / 𝑁))))
6139recnd 11318 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 / 𝑁) ∈ ℂ)
626, 13, 61subdid 11753 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) = ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 · (1 / 𝑁))))
6360, 62eqtr4d 2799 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁)) = (𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))))
6463fveq2d 6881 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) = (abs‘(𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))))
6513, 61subcld 11650 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)) ∈ ℂ)
666, 65absmuld 15604 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘(𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))) = ((abs‘𝐴) · (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))))
6764, 66eqtrd 2796 . . . . 5 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) = ((abs‘𝐴) · (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))))
686abscld 15586 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
6965abscld 15586 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) ∈ ℝ)
706absge0d 15594 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ (abs‘𝐴))
7165absge0d 15594 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))))
72 fveq2 6877 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝐴 → (abs‘𝑥) = (abs‘𝐴))
7372breq1d 5113 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝐴 → ((abs‘𝑥) ≤ 𝑅 ↔ (abs‘𝐴) ≤ 𝑅))
74 fvoveq1 7435 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝐴 → (abs‘(𝑥 + 𝑘)) = (abs‘(𝐴 + 𝑘)))
7574breq2d 5115 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝐴 → ((1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)) ↔ (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘))))
7675ralbidv 3186 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝐴 → (∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)) ↔ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘))))
7773, 76anbi12d 644 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝐴 → (((abs‘𝑥) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘))) ↔ ((abs‘𝐴) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘)))))
7877, 2elrab2 3649 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ 𝑈 ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ((abs‘𝐴) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘)))))
7978simprbi 503 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ 𝑈 → ((abs‘𝐴) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘))))
804, 79syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → ((abs‘𝐴) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘))))
8180simpld 500 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘𝐴) ≤ 𝑅)
829, 10relogdivd 26936 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) = ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)))
83 logdifbnd 27303 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℝ+ → ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)) ≤ (1 / 𝑁))
8410, 83syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)) ≤ (1 / 𝑁))
8582, 84eqbrtrd 5127 . . . . . . . 8 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ≤ (1 / 𝑁))
8612, 39, 85abssuble0d 15582 . . . . . . 7 (𝜑 → (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) = ((1 / 𝑁) − (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
87 logdiflbnd 27304 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℝ+ → (1 / (𝑁 + 1)) ≤ ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)))
8810, 87syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ≤ ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)))
8988, 82breqtrrd 5133 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ≤ (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))
9040, 12, 39, 89lesub2dd 11914 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 / 𝑁) − (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) ≤ ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))))
9186, 90eqbrtrd 5127 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) ≤ ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))))
9268, 29, 69, 41, 70, 71, 81, 91lemul12ad 12240 . . . . 5 (𝜑 → ((abs‘𝐴) · (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))) ≤ (𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))))
9367, 92eqbrtrd 5127 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) ≤ (𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))))
941, 2, 7, 4, 50lgamgulmlem2 27339 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ≤ (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁))))
9525, 27, 42, 57, 93, 94le2addd 11916 . . 3 (𝜑 → ((abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) + (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))))) ≤ ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)))))
9615, 47subcld 11650 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 𝑅) ∈ ℂ)
9715, 18addcld 11309 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
9829, 51gtned 11426 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ≠ 𝑅)
9915, 47, 98subne0d 11660 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 𝑅) ≠ 0)
1008nnne0d 12369 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ≠ 0)
10196, 97, 99, 100subrecd 12127 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))) = (((𝑁 + 1) − (𝑁 − 𝑅)) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))))
10215, 18, 47pnncand 11689 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 + 1) − (𝑁 − 𝑅)) = (1 + 𝑅))
10318, 47, 102comraddd 11505 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 + 1) − (𝑁 − 𝑅)) = (𝑅 + 1))
104103oveq1d 7427 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑁 + 1) − (𝑁 − 𝑅)) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))) = ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))))
105101, 104eqtr2d 2797 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))) = ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))))
106105oveq2d 7428 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 · ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)))) = (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1)))))
10797, 100reccld 12067 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
10896, 99reccld 12067 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / (𝑁 − 𝑅)) ∈ ℂ)
10961, 107, 108npncan3d 11686 . . . . . . 7 (𝜑 → (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁))) = ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))))
110109eqcomd 2767 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))) = (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁))))
111110oveq2d 7428 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1)))) = (𝑅 · (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)))))
11241recnd 11318 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) ∈ ℂ)
11356recnd 11318 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)) ∈ ℂ)
11447, 112, 113adddid 11314 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 · (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)))) = ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)))))
115106, 111, 1143eqtrd 2800 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)))) = ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)))))
11654, 9rpmulcld 13161 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)) ∈ ℝ+)
11733, 116rerpdivcld 13176 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))) ∈ ℝ)
11845rpge0d 13149 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ 𝑅)
119 2z 12709 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℤ
120119a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
12110, 120rpexpcld 14371 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑2) ∈ ℝ+)
122121rphalfcld 13157 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) ∈ ℝ+)
123 0le1 11820 . . . . . . . . 9 0 ≤ 1
124123a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ 1)
12529, 32, 118, 124addge0d 11873 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ (𝑅 + 1))
12615sqvald 14266 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑2) = (𝑁 · 𝑁))
127126oveq1d 7427 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) = ((𝑁 · 𝑁) / 2))
12831recnd 11318 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
129 2ne0 12430 . . . . . . . . . . 11 2 ≠ 0
130129a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ≠ 0)
13115, 15, 128, 130div23d 12111 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑁) / 2) = ((𝑁 / 2) · 𝑁))
132127, 131eqtrd 2796 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) = ((𝑁 / 2) · 𝑁))
13344rehalfcld 12574 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 / 2) ∈ ℝ)
13444, 29resubcld 11725 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 − 𝑅) ∈ ℝ)
13544, 32readdcld 11319 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℝ)
136 2rp 13106 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℝ+
137136a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
13810rpge0d 13149 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ 𝑁)
13944, 137, 138divge0d 13185 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ≤ (𝑁 / 2))
14029, 44, 137lemuldiv2d 13195 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((2 · 𝑅) ≤ 𝑁 ↔ 𝑅 ≤ (𝑁 / 2)))
14150, 140mpbid 235 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑅 ≤ (𝑁 / 2))
142152halvesd 12573 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑁 / 2) + (𝑁 / 2)) = 𝑁)
143133recnd 11318 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 / 2) ∈ ℂ)
14415, 143, 143subaddd 11668 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑁 − (𝑁 / 2)) = (𝑁 / 2) ↔ ((𝑁 / 2) + (𝑁 / 2)) = 𝑁))
145142, 144mpbird 260 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁 − (𝑁 / 2)) = (𝑁 / 2))
146141, 145breqtrrd 5133 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑅 ≤ (𝑁 − (𝑁 / 2)))
14729, 44, 133, 146lesubd 11901 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 / 2) ≤ (𝑁 − 𝑅))
14844lep1d 12229 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ≤ (𝑁 + 1))
149133, 134, 44, 135, 139, 138, 147, 148lemul12ad 12240 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 / 2) · 𝑁) ≤ ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)))
150132, 149eqbrtrd 5127 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) ≤ ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)))
151122, 116, 33, 125, 150lediv2ad 13167 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))) ≤ ((𝑅 + 1) / ((𝑁↑2) / 2)))
1521peano2nnd 12333 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑅 + 1) ∈ ℕ)
153152nncnd 12332 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅 + 1) ∈ ℂ)
15435nncnd 12332 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑2) ∈ ℂ)
15535nnne0d 12369 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑2) ≠ 0)
156153, 154, 128, 155, 130divdiv2d 12106 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁↑2) / 2)) = (((𝑅 + 1) · 2) / (𝑁↑2)))
157153, 128mulcomd 11311 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑅 + 1) · 2) = (2 · (𝑅 + 1)))
158157oveq1d 7427 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑅 + 1) · 2) / (𝑁↑2)) = ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)))
159156, 158eqtr2d 2797 . . . . . 6 (𝜑 → ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)) = ((𝑅 + 1) / ((𝑁↑2) / 2)))
160151, 159breqtrrd 5133 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))) ≤ ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)))
161117, 36, 29, 118, 160lemul2ad 12238 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)))) ≤ (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))))
162115, 161eqbrtrrd 5129 . . 3 (𝜑 → ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)))) ≤ (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))))
16328, 58, 37, 95, 162letrd 11448 . 2 (𝜑 → ((abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) + (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))))) ≤ (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))))
16423, 28, 37, 38, 163letrd 11448 1 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ≤ (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  {crab 3413   ∖ cdif 3896   class class class wbr 5103  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  ℂcc 11179  ℝcr 11180  0cc0 11181  1c1 11182   + caddc 11184   · cmul 11186   < clt 11324   ≤ cle 11325   − cmin 11522   / cdiv 11954  ℕcn 12316  2c2 12378  ℕ0cn0 12587  ℤcz 12674  ℝ+crp 13101  ↑cexp 14184  abscabs 15381  logclog 26864
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-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-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-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-tan 16217  df-pi 16218  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-cmp 23685  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
This theorem is used by:  lgamgulmlem5  27342
  Copyright terms: Public domain W3C validator