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

Theorem lgamgulmlem3 25062
Description: Lemma for lgamgulm 25066. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Jul-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
lgamgulm.r (𝜑𝑅 ∈ ℕ)
lgamgulm.u 𝑈 = {𝑥 ∈ ℂ ∣ ((abs‘𝑥) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)))}
lgamgulm.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
lgamgulm.a (𝜑𝐴𝑈)
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 (𝜑𝑅 ∈ ℕ)
2 lgamgulm.u . . . . . . . 8 𝑈 = {𝑥 ∈ ℂ ∣ ((abs‘𝑥) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)))}
31, 2lgamgulmlem1 25060 . . . . . . 7 (𝜑𝑈 ⊆ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
4 lgamgulm.a . . . . . . 7 (𝜑𝐴𝑈)
53, 4sseldd 3764 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
65eldifad 3746 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
7 lgamgulm.n . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
87peano2nnd 11297 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
98nnrpd 12073 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℝ+)
107nnrpd 12073 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ ℝ+)
119, 10rpdivcld 12092 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁 + 1) / 𝑁) ∈ ℝ+)
1211relogcld 24674 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ∈ ℝ)
1312recnd 10326 . . . . 5 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ∈ ℂ)
146, 13mulcld 10318 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) ∈ ℂ)
157nncnd 11296 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
167nnne0d 11326 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ≠ 0)
176, 15, 16divcld 11059 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 / 𝑁) ∈ ℂ)
18 1cnd 10292 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
1917, 18addcld 10317 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 / 𝑁) + 1) ∈ ℂ)
205, 7dmgmdivn0 25059 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 / 𝑁) + 1) ≠ 0)
2119, 20logcld 24622 . . . 4 (𝜑 → (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)) ∈ ℂ)
2214, 21subcld 10650 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))) ∈ ℂ)
2322abscld 14474 . 2 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ∈ ℝ)
2414, 17subcld 10650 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁)) ∈ ℂ)
2524abscld 14474 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) ∈ ℝ)
2617, 21subcld 10650 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))) ∈ ℂ)
2726abscld 14474 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ∈ ℝ)
2825, 27readdcld 10327 . 2 (𝜑 → ((abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) + (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))))) ∈ ℝ)
291nnred 11295 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ ℝ)
30 2re 11350 . . . . . 6 2 ∈ ℝ
3130a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
32 1red 10298 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
3329, 32readdcld 10327 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 + 1) ∈ ℝ)
3431, 33remulcld 10328 . . . 4 (𝜑 → (2 · (𝑅 + 1)) ∈ ℝ)
357nnsqcld 13241 . . . 4 (𝜑 → (𝑁↑2) ∈ ℕ)
3634, 35nndivred 11330 . . 3 (𝜑 → ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)) ∈ ℝ)
3729, 36remulcld 10328 . 2 (𝜑 → (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))) ∈ ℝ)
3814, 21, 17abs3difd 14498 . 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 11327 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / 𝑁) ∈ ℝ)
408nnrecred 11327 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ∈ ℝ)
4139, 40resubcld 10716 . . . . 5 (𝜑 → ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) ∈ ℝ)
4229, 41remulcld 10328 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) ∈ ℝ)
4331, 29remulcld 10328 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 · 𝑅) ∈ ℝ)
447nnred 11295 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
451nnrpd 12073 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑅 ∈ ℝ+)
4629, 45ltaddrpd 12108 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑅 < (𝑅 + 𝑅))
471nncnd 11296 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑅 ∈ ℂ)
48472timesd 11525 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2 · 𝑅) = (𝑅 + 𝑅))
4946, 48breqtrrd 4839 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 < (2 · 𝑅))
50 lgamgulm.l . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 · 𝑅) ≤ 𝑁)
5129, 43, 44, 49, 50ltletrd 10455 . . . . . . . 8 (𝜑𝑅 < 𝑁)
52 difrp 12071 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (𝑅 < 𝑁 ↔ (𝑁𝑅) ∈ ℝ+))
5329, 44, 52syl2anc 579 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅 < 𝑁 ↔ (𝑁𝑅) ∈ ℝ+))
5451, 53mpbid 223 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁𝑅) ∈ ℝ+)
5554rprecred 12086 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / (𝑁𝑅)) ∈ ℝ)
5655, 39resubcld 10716 . . . . 5 (𝜑 → ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁)) ∈ ℝ)
5729, 56remulcld 10328 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁))) ∈ ℝ)
5842, 57readdcld 10327 . . 3 (𝜑 → ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁)))) ∈ ℝ)
596, 15, 16divrecd 11062 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴 / 𝑁) = (𝐴 · (1 / 𝑁)))
6059oveq2d 6862 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁)) = ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 · (1 / 𝑁))))
6139recnd 10326 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 / 𝑁) ∈ ℂ)
626, 13, 61subdid 10744 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) = ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 · (1 / 𝑁))))
6360, 62eqtr4d 2802 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁)) = (𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))))
6463fveq2d 6383 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) = (abs‘(𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))))
6513, 61subcld 10650 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)) ∈ ℂ)
666, 65absmuld 14492 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘(𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))) = ((abs‘𝐴) · (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))))
6764, 66eqtrd 2799 . . . . 5 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) = ((abs‘𝐴) · (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))))
686abscld 14474 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
6965abscld 14474 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) ∈ ℝ)
706absge0d 14482 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ (abs‘𝐴))
7165absge0d 14482 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))))
72 fveq2 6379 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝐴 → (abs‘𝑥) = (abs‘𝐴))
7372breq1d 4821 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝐴 → ((abs‘𝑥) ≤ 𝑅 ↔ (abs‘𝐴) ≤ 𝑅))
74 fvoveq1 6869 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝐴 → (abs‘(𝑥 + 𝑘)) = (abs‘(𝐴 + 𝑘)))
7574breq2d 4823 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝐴 → ((1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)) ↔ (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘))))
7675ralbidv 3133 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝐴 → (∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)) ↔ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘))))
7773, 76anbi12d 624 . . . . . . . . . 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 3525 . . . . . . . . 9 (𝐴𝑈 ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ((abs‘𝐴) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘)))))
7978simprbi 490 . . . . . . . 8 (𝐴𝑈 → ((abs‘𝐴) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘))))
804, 79syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → ((abs‘𝐴) ≤ 𝑅 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘))))
8180simpld 488 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘𝐴) ≤ 𝑅)
829, 10relogdivd 24677 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) = ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)))
83 logdifbnd 25025 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℝ+ → ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)) ≤ (1 / 𝑁))
8410, 83syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)) ≤ (1 / 𝑁))
8582, 84eqbrtrd 4833 . . . . . . . 8 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ≤ (1 / 𝑁))
8612, 39, 85abssuble0d 14470 . . . . . . 7 (𝜑 → (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) = ((1 / 𝑁) − (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
87 logdiflbnd 25026 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℝ+ → (1 / (𝑁 + 1)) ≤ ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)))
8810, 87syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ≤ ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)))
8988, 82breqtrrd 4839 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ≤ (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))
9040, 12, 39, 89lesub2dd 10902 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 / 𝑁) − (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) ≤ ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))))
9186, 90eqbrtrd 4833 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) ≤ ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))))
9268, 29, 69, 41, 70, 71, 81, 91lemul12ad 11224 . . . . 5 (𝜑 → ((abs‘𝐴) · (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))) ≤ (𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))))
9367, 92eqbrtrd 4833 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) ≤ (𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))))
941, 2, 7, 4, 50lgamgulmlem2 25061 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ≤ (𝑅 · ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁))))
9525, 27, 42, 57, 93, 94le2addd 10904 . . 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 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁)))))
9615, 47subcld 10650 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁𝑅) ∈ ℂ)
9715, 18addcld 10317 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
9829, 51gtned 10430 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁𝑅)
9915, 47, 98subne0d 10659 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁𝑅) ≠ 0)
1008nnne0d 11326 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ≠ 0)
10196, 97, 99, 100subrecd 11114 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))) = (((𝑁 + 1) − (𝑁𝑅)) / ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1))))
10215, 18, 47pnncand 10689 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 + 1) − (𝑁𝑅)) = (1 + 𝑅))
10318, 47addcomd 10496 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 + 𝑅) = (𝑅 + 1))
104102, 103eqtrd 2799 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 + 1) − (𝑁𝑅)) = (𝑅 + 1))
105104oveq1d 6861 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑁 + 1) − (𝑁𝑅)) / ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1))) = ((𝑅 + 1) / ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1))))
106101, 105eqtr2d 2800 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1))) = ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))))
107106oveq2d 6862 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 · ((𝑅 + 1) / ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1)))) = (𝑅 · ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1)))))
10897, 100reccld 11052 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
10996, 99reccld 11052 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / (𝑁𝑅)) ∈ ℂ)
11061, 108, 109npncan3d 10686 . . . . . . 7 (𝜑 → (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁))) = ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))))
111110eqcomd 2771 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))) = (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁))))
112111oveq2d 6862 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 · ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1)))) = (𝑅 · (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁)))))
11341recnd 10326 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) ∈ ℂ)
11456recnd 10326 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁)) ∈ ℂ)
11547, 113, 114adddid 10322 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 · (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁)))) = ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁)))))
116107, 112, 1153eqtrd 2803 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((𝑅 + 1) / ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1)))) = ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁)))))
11754, 9rpmulcld 12091 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1)) ∈ ℝ+)
11833, 117rerpdivcld 12106 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1))) ∈ ℝ)
11945rpge0d 12079 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ 𝑅)
120 2z 11661 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℤ
121120a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
12210, 121rpexpcld 13244 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑2) ∈ ℝ+)
123122rphalfcld 12087 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) ∈ ℝ+)
124 0le1 10809 . . . . . . . . 9 0 ≤ 1
125124a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ 1)
12629, 32, 119, 125addge0d 10861 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ (𝑅 + 1))
12715sqvald 13217 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑2) = (𝑁 · 𝑁))
128127oveq1d 6861 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) = ((𝑁 · 𝑁) / 2))
12931recnd 10326 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
130 2ne0 11387 . . . . . . . . . . 11 2 ≠ 0
131130a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ≠ 0)
13215, 15, 129, 131div23d 11096 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑁) / 2) = ((𝑁 / 2) · 𝑁))
133128, 132eqtrd 2799 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) = ((𝑁 / 2) · 𝑁))
13444rehalfcld 11529 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 / 2) ∈ ℝ)
13544, 29resubcld 10716 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁𝑅) ∈ ℝ)
13644, 32readdcld 10327 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℝ)
137 2rp 12038 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℝ+
138137a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
13910rpge0d 12079 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ 𝑁)
14044, 138, 139divge0d 12115 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ≤ (𝑁 / 2))
14129, 44, 138lemuldiv2d 12125 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((2 · 𝑅) ≤ 𝑁𝑅 ≤ (𝑁 / 2)))
14250, 141mpbid 223 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑅 ≤ (𝑁 / 2))
143152halvesd 11528 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑁 / 2) + (𝑁 / 2)) = 𝑁)
144134recnd 10326 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 / 2) ∈ ℂ)
14515, 144, 144subaddd 10668 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑁 − (𝑁 / 2)) = (𝑁 / 2) ↔ ((𝑁 / 2) + (𝑁 / 2)) = 𝑁))
146143, 145mpbird 248 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁 − (𝑁 / 2)) = (𝑁 / 2))
147142, 146breqtrrd 4839 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑅 ≤ (𝑁 − (𝑁 / 2)))
14829, 44, 134, 147lesubd 10889 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 / 2) ≤ (𝑁𝑅))
14944lep1d 11213 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ≤ (𝑁 + 1))
150134, 135, 44, 136, 140, 139, 148, 149lemul12ad 11224 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 / 2) · 𝑁) ≤ ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1)))
151133, 150eqbrtrd 4833 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) ≤ ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1)))
152123, 117, 33, 126, 151lediv2ad 12097 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1))) ≤ ((𝑅 + 1) / ((𝑁↑2) / 2)))
1531peano2nnd 11297 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑅 + 1) ∈ ℕ)
154153nncnd 11296 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅 + 1) ∈ ℂ)
15535nncnd 11296 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑2) ∈ ℂ)
15635nnne0d 11326 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑2) ≠ 0)
157154, 155, 129, 156, 131divdiv2d 11091 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁↑2) / 2)) = (((𝑅 + 1) · 2) / (𝑁↑2)))
158154, 129mulcomd 10319 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑅 + 1) · 2) = (2 · (𝑅 + 1)))
159158oveq1d 6861 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑅 + 1) · 2) / (𝑁↑2)) = ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)))
160157, 159eqtr2d 2800 . . . . . 6 (𝜑 → ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)) = ((𝑅 + 1) / ((𝑁↑2) / 2)))
161152, 160breqtrrd 4839 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1))) ≤ ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)))
162118, 36, 29, 119, 161lemul2ad 11222 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((𝑅 + 1) / ((𝑁𝑅) · (𝑁 + 1)))) ≤ (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))))
163116, 162eqbrtrrd 4835 . . 3 (𝜑 → ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁𝑅)) − (1 / 𝑁)))) ≤ (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))))
16428, 58, 37, 95, 163letrd 10452 . 2 (𝜑 → ((abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) + (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))))) ≤ (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))))
16523, 28, 37, 38, 164letrd 10452 1 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ≤ (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  wral 3055  {crab 3059  cdif 3731   class class class wbr 4811  cfv 6070  (class class class)co 6846  cc 10191  cr 10192  0cc0 10193  1c1 10194   + caddc 10196   · cmul 10198   < clt 10332  cle 10333  cmin 10524   / cdiv 10942  cn 11278  2c2 11331  0cn0 11542  cz 11628  +crp 12033  cexp 13072  abscabs 14273  logclog 24606
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7151  ax-inf2 8757  ax-cnex 10249  ax-resscn 10250  ax-1cn 10251  ax-icn 10252  ax-addcl 10253  ax-addrcl 10254  ax-mulcl 10255  ax-mulrcl 10256  ax-mulcom 10257  ax-addass 10258  ax-mulass 10259  ax-distr 10260  ax-i2m1 10261  ax-1ne0 10262  ax-1rid 10263  ax-rnegex 10264  ax-rrecex 10265  ax-cnre 10266  ax-pre-lttri 10267  ax-pre-lttrn 10268  ax-pre-ltadd 10269  ax-pre-mulgt0 10270  ax-pre-sup 10271  ax-addf 10272  ax-mulf 10273
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-iin 4681  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-se 5239  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-isom 6079  df-riota 6807  df-ov 6849  df-oprab 6850  df-mpt2 6851  df-of 7099  df-om 7268  df-1st 7370  df-2nd 7371  df-supp 7502  df-wrecs 7614  df-recs 7676  df-rdg 7714  df-1o 7768  df-2o 7769  df-oadd 7772  df-er 7951  df-map 8066  df-pm 8067  df-ixp 8118  df-en 8165  df-dom 8166  df-sdom 8167  df-fin 8168  df-fsupp 8487  df-fi 8528  df-sup 8559  df-inf 8560  df-oi 8626  df-card 9020  df-cda 9247  df-pnf 10334  df-mnf 10335  df-xr 10336  df-ltxr 10337  df-le 10338  df-sub 10526  df-neg 10527  df-div 10943  df-nn 11279  df-2 11339  df-3 11340  df-4 11341  df-5 11342  df-6 11343  df-7 11344  df-8 11345  df-9 11346  df-n0 11543  df-z 11629  df-dec 11746  df-uz 11892  df-q 11995  df-rp 12034  df-xneg 12151  df-xadd 12152  df-xmul 12153  df-ioo 12386  df-ioc 12387  df-ico 12388  df-icc 12389  df-fz 12539  df-fzo 12679  df-fl 12806  df-mod 12882  df-seq 13014  df-exp 13073  df-fac 13270  df-bc 13299  df-hash 13327  df-shft 14106  df-cj 14138  df-re 14139  df-im 14140  df-sqrt 14274  df-abs 14275  df-limsup 14501  df-clim 14518  df-rlim 14519  df-sum 14716  df-ef 15094  df-sin 15096  df-cos 15097  df-tan 15098  df-pi 15099  df-struct 16146  df-ndx 16147  df-slot 16148  df-base 16150  df-sets 16151  df-ress 16152  df-plusg 16241  df-mulr 16242  df-starv 16243  df-sca 16244  df-vsca 16245  df-ip 16246  df-tset 16247  df-ple 16248  df-ds 16250  df-unif 16251  df-hom 16252  df-cco 16253  df-rest 16363  df-topn 16364  df-0g 16382  df-gsum 16383  df-topgen 16384  df-pt 16385  df-prds 16388  df-xrs 16442  df-qtop 16447  df-imas 16448  df-xps 16450  df-mre 16526  df-mrc 16527  df-acs 16529  df-mgm 17522  df-sgrp 17564  df-mnd 17575  df-submnd 17616  df-mulg 17822  df-cntz 18027  df-cmn 18475  df-psmet 20025  df-xmet 20026  df-met 20027  df-bl 20028  df-mopn 20029  df-fbas 20030  df-fg 20031  df-cnfld 20034  df-top 20992  df-topon 21009  df-topsp 21031  df-bases 21044  df-cld 21117  df-ntr 21118  df-cls 21119  df-nei 21196  df-lp 21234  df-perf 21235  df-cn 21325  df-cnp 21326  df-haus 21413  df-cmp 21484  df-tx 21659  df-hmeo 21852  df-fil 21943  df-fm 22035  df-flim 22036  df-flf 22037  df-xms 22418  df-ms 22419  df-tms 22420  df-cncf 22974  df-limc 23935  df-dv 23936  df-log 24608
This theorem is referenced by:  lgamgulmlem5  25064
  Copyright terms: Public domain W3C validator