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

Theorem lgamgulmlem3 27391
Description: Lemma for lgamgulm 27395. (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 27389 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑈 ⊆ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
4 lgamgulm.a . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑈)
53, 4sseldd 3914 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ (ℂ ∖ (ℤ ∖ ℕ)))
65eldifad 4054 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
7 lgamgulm.n . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
87peano2nnd 12382 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
98nnrpd 13192 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℝ+)
107nnrpd 13192 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ+)
119, 10rpdivcld 13211 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁 + 1) / 𝑁) ∈ ℝ+)
1211relogcld 26984 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ∈ ℝ)
1312recnd 11367 . . . . 5 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ∈ ℂ)
146, 13mulcld 11359 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) ∈ ℂ)
157nncnd 12381 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
167nnne0d 12418 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ≠ 0)
176, 15, 16divcld 12123 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 / 𝑁) ∈ ℂ)
18 1cnd 11332 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
1917, 18addcld 11358 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 / 𝑁) + 1) ∈ ℂ)
205, 7dmgmdivn0 27388 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 / 𝑁) + 1) ≠ 0)
2119, 20logcld 26931 . . . 4 (𝜑 → (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)) ∈ ℂ)
2214, 21subcld 11699 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))) ∈ ℂ)
2322abscld 15638 . 2 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ∈ ℝ)
2414, 17subcld 11699 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁)) ∈ ℂ)
2524abscld 15638 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) ∈ ℝ)
2617, 21subcld 11699 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))) ∈ ℂ)
2726abscld 15638 . . 3 (𝜑 → (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ∈ ℝ)
2825, 27readdcld 11368 . 2 (𝜑 → ((abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) + (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1))))) ∈ ℝ)
291nnred 12380 . . 3 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ)
30 2re 12447 . . . . . 6 2 ∈ ℝ
3130a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
32 1red 11339 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
3329, 32readdcld 11368 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 + 1) ∈ ℝ)
3431, 33remulcld 11369 . . . 4 (𝜑 → (2 · (𝑅 + 1)) ∈ ℝ)
357nnsqcld 14418 . . . 4 (𝜑 → (𝑁↑2) ∈ ℕ)
3634, 35nndivred 12422 . . 3 (𝜑 → ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)) ∈ ℝ)
3729, 36remulcld 11369 . 2 (𝜑 → (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))) ∈ ℝ)
3814, 21, 17abs3difd 15662 . 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 12419 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / 𝑁) ∈ ℝ)
408nnrecred 12419 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ∈ ℝ)
4139, 40resubcld 11774 . . . . 5 (𝜑 → ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) ∈ ℝ)
4229, 41remulcld 11369 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) ∈ ℝ)
4331, 29remulcld 11369 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 · 𝑅) ∈ ℝ)
447nnred 12380 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
451nnrpd 13192 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ+)
4629, 45ltaddrpd 13227 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑅 < (𝑅 + 𝑅))
471nncnd 12381 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℂ)
48472timesd 12619 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2 · 𝑅) = (𝑅 + 𝑅))
4946, 48breqtrrd 5137 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑅 < (2 · 𝑅))
50 lgamgulm.l . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 · 𝑅) ≤ 𝑁)
5129, 43, 44, 49, 50ltletrd 11500 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑅 < 𝑁)
52 difrp 13190 . . . . . . . . 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 13205 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / (𝑁 − 𝑅)) ∈ ℝ)
5655, 39resubcld 11774 . . . . 5 (𝜑 → ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)) ∈ ℝ)
5729, 56remulcld 11369 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁))) ∈ ℝ)
5842, 57readdcld 11368 . . 3 (𝜑 → ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)))) ∈ ℝ)
596, 15, 16divrecd 12126 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴 / 𝑁) = (𝐴 · (1 / 𝑁)))
6059oveq2d 7462 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁)) = ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 · (1 / 𝑁))))
6139recnd 11367 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 / 𝑁) ∈ ℂ)
626, 13, 61subdid 11802 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) = ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 · (1 / 𝑁))))
6360, 62eqtr4d 2801 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁)) = (𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))))
6463fveq2d 6915 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) = (abs‘(𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))))
6513, 61subcld 11699 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)) ∈ ℂ)
666, 65absmuld 15656 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘(𝐴 · ((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))) = ((abs‘𝐴) · (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))))
6764, 66eqtrd 2798 . . . . 5 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) = ((abs‘𝐴) · (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))))
686abscld 15638 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
6965abscld 15638 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) ∈ ℝ)
706absge0d 15646 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ (abs‘𝐴))
7165absge0d 15646 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))))
72 fveq2 6911 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝐴 → (abs‘𝑥) = (abs‘𝐴))
7372breq1d 5116 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝐴 → ((abs‘𝑥) ≤ 𝑅 ↔ (abs‘𝐴) ≤ 𝑅))
74 fvoveq1 7469 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝐴 → (abs‘(𝑥 + 𝑘)) = (abs‘(𝐴 + 𝑘)))
7574breq2d 5118 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝐴 → ((1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝑥 + 𝑘)) ↔ (1 / 𝑅) ≤ (abs‘(𝐴 + 𝑘))))
7675ralbidv 3189 . . . . . . . . . . 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 3652 . . . . . . . . 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 26987 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) = ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)))
83 logdifbnd 27354 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℝ+ → ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)) ≤ (1 / 𝑁))
8410, 83syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((log‘(𝑁 + 1)) − (log‘𝑁)) ≤ (1 / 𝑁))
8582, 84eqbrtrd 5131 . . . . . . . 8 (𝜑 → (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) ≤ (1 / 𝑁))
8612, 39, 85abssuble0d 15634 . . . . . . 7 (𝜑 → (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) = ((1 / 𝑁) − (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))))
87 logdiflbnd 27355 . . . . . . . . . 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 5137 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ≤ (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)))
9040, 12, 39, 89lesub2dd 11963 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 / 𝑁) − (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) ≤ ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))))
9186, 90eqbrtrd 5131 . . . . . 6 (𝜑 → (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁))) ≤ ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))))
9268, 29, 69, 41, 70, 71, 81, 91lemul12ad 12289 . . . . 5 (𝜑 → ((abs‘𝐴) · (abs‘((log‘((𝑁 + 1) / 𝑁)) − (1 / 𝑁)))) ≤ (𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))))
9367, 92eqbrtrd 5131 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((𝐴 · (log‘((𝑁 + 1) / 𝑁))) − (𝐴 / 𝑁))) ≤ (𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))))
941, 2, 7, 4, 50lgamgulmlem2 27390 . . . 4 (𝜑 → (abs‘((𝐴 / 𝑁) − (log‘((𝐴 / 𝑁) + 1)))) ≤ (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁))))
9525, 27, 42, 57, 93, 94le2addd 11965 . . 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 11699 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 𝑅) ∈ ℂ)
9715, 18addcld 11358 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
9829, 51gtned 11475 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ≠ 𝑅)
9915, 47, 98subne0d 11709 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 − 𝑅) ≠ 0)
1008nnne0d 12418 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ≠ 0)
10196, 97, 99, 100subrecd 12176 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))) = (((𝑁 + 1) − (𝑁 − 𝑅)) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))))
10215, 18, 47pnncand 11738 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 + 1) − (𝑁 − 𝑅)) = (1 + 𝑅))
10318, 47, 102comraddd 11554 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 + 1) − (𝑁 − 𝑅)) = (𝑅 + 1))
104103oveq1d 7461 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑁 + 1) − (𝑁 − 𝑅)) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))) = ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))))
105101, 104eqtr2d 2799 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))) = ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))))
106105oveq2d 7462 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 · ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)))) = (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1)))))
10797, 100reccld 12116 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / (𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
10896, 99reccld 12116 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 / (𝑁 − 𝑅)) ∈ ℂ)
10961, 107, 108npncan3d 11735 . . . . . . 7 (𝜑 → (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁))) = ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))))
110109eqcomd 2769 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1))) = (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁))))
111110oveq2d 7462 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / (𝑁 + 1)))) = (𝑅 · (((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) + ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)))))
11241recnd 11367 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1))) ∈ ℂ)
11356recnd 11367 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)) ∈ ℂ)
11447, 112, 113adddid 11363 . . . . 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 2802 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)))) = ((𝑅 · ((1 / 𝑁) − (1 / (𝑁 + 1)))) + (𝑅 · ((1 / (𝑁 − 𝑅)) − (1 / 𝑁)))))
11654, 9rpmulcld 13210 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)) ∈ ℝ+)
11733, 116rerpdivcld 13225 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))) ∈ ℝ)
11845rpge0d 13198 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ 𝑅)
119 2z 12758 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℤ
120119a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 2 ∈ ℤ)
12110, 120rpexpcld 14421 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑2) ∈ ℝ+)
122121rphalfcld 13206 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) ∈ ℝ+)
123 0le1 11869 . . . . . . . . 9 0 ≤ 1
124123a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ 1)
12529, 32, 118, 124addge0d 11922 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ (𝑅 + 1))
12615sqvald 14316 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁↑2) = (𝑁 · 𝑁))
127126oveq1d 7461 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) = ((𝑁 · 𝑁) / 2))
12831recnd 11367 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
129 2ne0 12479 . . . . . . . . . . 11 2 ≠ 0
130129a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ≠ 0)
13115, 15, 128, 130div23d 12160 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑁) / 2) = ((𝑁 / 2) · 𝑁))
132127, 131eqtrd 2798 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) = ((𝑁 / 2) · 𝑁))
13344rehalfcld 12623 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 / 2) ∈ ℝ)
13444, 29resubcld 11774 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 − 𝑅) ∈ ℝ)
13544, 32readdcld 11368 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℝ)
136 2rp 13155 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℝ+
137136a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
13810rpge0d 13198 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ 𝑁)
13944, 137, 138divge0d 13234 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ≤ (𝑁 / 2))
14029, 44, 137lemuldiv2d 13244 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((2 · 𝑅) ≤ 𝑁 ↔ 𝑅 ≤ (𝑁 / 2)))
14150, 140mpbid 235 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑅 ≤ (𝑁 / 2))
142152halvesd 12622 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑁 / 2) + (𝑁 / 2)) = 𝑁)
143133recnd 11367 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑁 / 2) ∈ ℂ)
14415, 143, 143subaddd 11717 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑁 − (𝑁 / 2)) = (𝑁 / 2) ↔ ((𝑁 / 2) + (𝑁 / 2)) = 𝑁))
145142, 144mpbird 260 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑁 − (𝑁 / 2)) = (𝑁 / 2))
146141, 145breqtrrd 5137 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑅 ≤ (𝑁 − (𝑁 / 2)))
14729, 44, 133, 146lesubd 11950 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁 / 2) ≤ (𝑁 − 𝑅))
14844lep1d 12278 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑁 ≤ (𝑁 + 1))
149133, 134, 44, 135, 139, 138, 147, 148lemul12ad 12289 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 / 2) · 𝑁) ≤ ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)))
150132, 149eqbrtrd 5131 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑁↑2) / 2) ≤ ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)))
151122, 116, 33, 125, 150lediv2ad 13216 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))) ≤ ((𝑅 + 1) / ((𝑁↑2) / 2)))
1521peano2nnd 12382 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑅 + 1) ∈ ℕ)
153152nncnd 12381 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅 + 1) ∈ ℂ)
15435nncnd 12381 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑2) ∈ ℂ)
15535nnne0d 12418 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁↑2) ≠ 0)
156153, 154, 128, 155, 130divdiv2d 12155 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁↑2) / 2)) = (((𝑅 + 1) · 2) / (𝑁↑2)))
157153, 128mulcomd 11360 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑅 + 1) · 2) = (2 · (𝑅 + 1)))
158157oveq1d 7461 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝑅 + 1) · 2) / (𝑁↑2)) = ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)))
159156, 158eqtr2d 2799 . . . . . 6 (𝜑 → ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)) = ((𝑅 + 1) / ((𝑁↑2) / 2)))
160151, 159breqtrrd 5137 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1))) ≤ ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2)))
161117, 36, 29, 118, 160lemul2ad 12287 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 · ((𝑅 + 1) / ((𝑁 − 𝑅) · (𝑁 + 1)))) ≤ (𝑅 · ((2 · (𝑅 + 1)) / (𝑁↑2))))
162115, 161eqbrtrrd 5133 . . 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 11497 . 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 11497 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 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  {crab 3416   ∖ cdif 4048   class class class wbr 5106  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446  ℂcc 11228  ℝcr 11229  0cc0 11230  1c1 11231   + caddc 11233   · cmul 11235   < clt 11373   ≤ cle 11374   − cmin 11571   / cdiv 12003  ℕcn 12365  2c2 12427  ℕ0cn0 12636  ℤcz 12723  ℝ+crp 13150  ↑cexp 14234  abscabs 15433  logclog 26915
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 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-inf2 9672  ax-cnex 11286  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307  ax-pre-sup 11308  ax-addf 11309
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 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-se 5610  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-of 7720  df-om 7905  df-1st 8028  df-2nd 8029  df-supp 8208  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8507  df-2o 8508  df-er 8748  df-map 8880  df-pm 8881  df-ixp 8957  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-fin 9008  df-fsupp 9385  df-fi 9433  df-sup 9464  df-inf 9465  df-oi 9534  df-card 10050  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-div 12004  df-nn 12366  df-2 12435  df-3 12436  df-4 12437  df-5 12438  df-6 12439  df-7 12440  df-8 12441  df-9 12442  df-n0 12637  df-z 12724  df-dec 12845  df-uz 12996  df-q 13106  df-rp 13151  df-xneg 13271  df-xadd 13272  df-xmul 13273  df-ioo 13510  df-ioc 13511  df-ico 13512  df-icc 13513  df-fz 13670  df-fzo 13819  df-fl 13962  df-mod 14040  df-seq 14175  df-exp 14235  df-fac 14448  df-bc 14477  df-hash 14505  df-shft 15252  df-cj 15298  df-re 15299  df-im 15300  df-sqrt 15434  df-abs 15435  df-limsup 15670  df-clim 15687  df-rlim 15688  df-sum 15886  df-ef 16265  df-sin 16267  df-cos 16268  df-tan 16269  df-pi 16270  df-struct 17357  df-sets 17374  df-slot 17392  df-ndx 17404  df-base 17420  df-ress 17441  df-plusg 17473  df-mulr 17474  df-starv 17475  df-sca 17476  df-vsca 17477  df-ip 17478  df-tset 17479  df-ple 17480  df-ds 17482  df-unif 17483  df-hom 17484  df-cco 17485  df-rest 17625  df-topn 17626  df-0g 17644  df-gsum 17645  df-topgen 17646  df-pt 17647  df-prds 17650  df-xrs 17706  df-qtop 17711  df-imas 17712  df-xps 17714  df-mre 17788  df-mrc 17789  df-acs 17791  df-mgm 18848  df-sgrp 18940  df-mnd 18956  df-submnd 19011  df-mulg 19310  df-cntz 19564  df-cmn 20029  df-psmet 21703  df-xmet 21704  df-met 21705  df-bl 21706  df-mopn 21707  df-fbas 21708  df-fg 21709  df-cnfld 21712  df-top 23245  df-topon 23262  df-topsp 23284  df-bases 23297  df-cld 23370  df-ntr 23371  df-cls 23372  df-nei 23449  df-lp 23487  df-perf 23488  df-cn 23578  df-cnp 23579  df-haus 23666  df-cmp 23738  df-tx 23914  df-hmeo 24107  df-fil 24198  df-fm 24290  df-flim 24291  df-flf 24292  df-xms 24672  df-ms 24673  df-tms 24674  df-cncf 25232  df-limc 26219  df-dv 26220  df-log 26917
This theorem is used by:  lgamgulmlem5  27393
  Copyright terms: Public domain W3C validator