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

Theorem logdivbnd 27048
Description: A bound on a sum of logs, used in pntlemk 27098. This is not as precise as logdivsum 27025 in its asymptotic behavior, but it is valid for all ๐‘ and does not require a limit value. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Apr-2016.)
Assertion
Ref Expression
logdivbnd (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โ‰ค ((((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2) / 2))
Distinct variable group:   ๐‘›,๐‘

Proof of Theorem logdivbnd
Dummy variables ๐‘– ๐‘š are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 2re 12282 . . . 4 2 โˆˆ โ„
2 fzfid 13934 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (1...๐‘) โˆˆ Fin)
3 elfzuz 13493 . . . . . . . . . 10 (๐‘› โˆˆ (1...๐‘) โ†’ ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
43adantl 482 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
5 nnuz 12861 . . . . . . . . 9 โ„• = (โ„คโ‰ฅโ€˜1)
64, 5eleqtrrdi 2844 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•)
76nnrpd 13010 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„+)
87relogcld 26122 . . . . . 6 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (logโ€˜๐‘›) โˆˆ โ„)
98, 6nndivred 12262 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„)
102, 9fsumrecl 15676 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„)
11 remulcl 11191 . . . 4 ((2 โˆˆ โ„ โˆง ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„) โ†’ (2 ยท ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›)) โˆˆ โ„)
121, 10, 11sylancr 587 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (2 ยท ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›)) โˆˆ โ„)
13 elfznn 13526 . . . . . . 7 (๐‘– โˆˆ (1...๐‘) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„•)
1413adantl 482 . . . . . 6 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„•)
1514nnrecred 12259 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (1 / ๐‘–) โˆˆ โ„)
162, 15fsumrecl 15676 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–) โˆˆ โ„)
1716resqcld 14086 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2) โˆˆ โ„)
18 nnrp 12981 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„+)
1918relogcld 26122 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (logโ€˜๐‘) โˆˆ โ„)
20 peano2re 11383 . . . . 5 ((logโ€˜๐‘) โˆˆ โ„ โ†’ ((logโ€˜๐‘) + 1) โˆˆ โ„)
2119, 20syl 17 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((logโ€˜๐‘) + 1) โˆˆ โ„)
2221resqcld 14086 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2) โˆˆ โ„)
2310recnd 11238 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
24232timesd 12451 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (2 ยท ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›)) = (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) + ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›)))
25 fzfid 13934 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (1...๐‘›) โˆˆ Fin)
26 elfznn 13526 . . . . . . . . . . 11 (๐‘– โˆˆ (1...๐‘›) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„•)
2726adantl 482 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„•)
2827nnrecred 12259 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)) โ†’ (1 / ๐‘–) โˆˆ โ„)
2925, 28fsumrecl 15676 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) โˆˆ โ„)
3029, 6nndivred 12262 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›) โˆˆ โ„)
312, 30fsumrecl 15676 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›) โˆˆ โ„)
32 fzfid 13934 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (1...(๐‘› โˆ’ 1)) โˆˆ Fin)
33 elfznn 13526 . . . . . . . . . . 11 (๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1)) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„•)
3433adantl 482 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โˆง ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„•)
3534nnrecred 12259 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โˆง ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))) โ†’ (1 / ๐‘–) โˆˆ โ„)
3632, 35fsumrecl 15676 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆˆ โ„)
3736, 6nndivred 12262 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›) โˆˆ โ„)
382, 37fsumrecl 15676 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›) โˆˆ โ„)
396nncnd 12224 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„‚)
40 ax-1cn 11164 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 โˆˆ โ„‚
41 npcan 11465 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐‘› โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ ((๐‘› โˆ’ 1) + 1) = ๐‘›)
4239, 40, 41sylancl 586 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ((๐‘› โˆ’ 1) + 1) = ๐‘›)
4342fveq2d 6892 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (logโ€˜((๐‘› โˆ’ 1) + 1)) = (logโ€˜๐‘›))
4443oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜((๐‘› โˆ’ 1) + 1))) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)))
45 nnm1nn0 12509 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘› โˆ’ 1) โˆˆ โ„•0)
46 harmonicbnd3 26501 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘› โˆ’ 1) โˆˆ โ„•0 โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜((๐‘› โˆ’ 1) + 1))) โˆˆ (0[,]ฮณ))
476, 45, 463syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜((๐‘› โˆ’ 1) + 1))) โˆˆ (0[,]ฮณ))
4844, 47eqeltrrd 2834 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)) โˆˆ (0[,]ฮณ))
49 0re 11212 . . . . . . . . . . . . 13 0 โˆˆ โ„
50 emre 26499 . . . . . . . . . . . . 13 ฮณ โˆˆ โ„
5149, 50elicc2i 13386 . . . . . . . . . . . 12 ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)) โˆˆ (0[,]ฮณ) โ†” ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)) โˆง (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)) โ‰ค ฮณ))
5251simp2bi 1146 . . . . . . . . . . 11 ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)) โˆˆ (0[,]ฮณ) โ†’ 0 โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)))
5348, 52syl 17 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ 0 โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)))
5436, 8subge0d 11800 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (0 โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)) โ†” (logโ€˜๐‘›) โ‰ค ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)))
5553, 54mpbid 231 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (logโ€˜๐‘›) โ‰ค ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–))
568, 36, 7, 55lediv1dd 13070 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›))
5727nnrpd 13010 . . . . . . . . . . . 12 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„+)
5857rpreccld 13022 . . . . . . . . . . 11 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)) โ†’ (1 / ๐‘–) โˆˆ โ„+)
5958rpge0d 13016 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)) โ†’ 0 โ‰ค (1 / ๐‘–))
60 elfzelz 13497 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘› โˆˆ (1...๐‘) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค)
6160adantl 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค)
62 peano2zm 12601 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘› โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค)
6361, 62syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (๐‘› โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค)
646nnred 12223 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„)
6564lem1d 12143 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (๐‘› โˆ’ 1) โ‰ค ๐‘›)
66 eluz2 12824 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐‘› โˆ’ 1)) โ†” ((๐‘› โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง (๐‘› โˆ’ 1) โ‰ค ๐‘›))
6763, 61, 65, 66syl3anbrc 1343 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐‘› โˆ’ 1)))
68 fzss2 13537 . . . . . . . . . . 11 (๐‘› โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐‘› โˆ’ 1)) โ†’ (1...(๐‘› โˆ’ 1)) โŠ† (1...๐‘›))
6967, 68syl 17 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (1...(๐‘› โˆ’ 1)) โŠ† (1...๐‘›))
7025, 28, 59, 69fsumless 15738 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โ‰ค ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–))
716nngt0d 12257 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ 0 < ๐‘›)
72 lediv1 12075 . . . . . . . . . 10 ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆˆ โ„ โˆง ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) โˆˆ โ„ โˆง (๐‘› โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐‘›)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โ‰ค ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) โ†” (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›) โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›)))
7336, 29, 64, 71, 72syl112anc 1374 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โ‰ค ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) โ†” (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›) โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›)))
7470, 73mpbid 231 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›) โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›))
759, 37, 30, 56, 74letrd 11367 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›))
762, 9, 30, 75fsumle 15741 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โ‰ค ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›))
772, 9, 37, 56fsumle 15741 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โ‰ค ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›))
7810, 10, 31, 38, 76, 77le2addd 11829 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) + ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›)) โ‰ค (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›) + ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›)))
79 oveq1 7412 . . . . . . . . . . 11 (๐‘š = ๐‘› โ†’ (๐‘š โˆ’ 1) = (๐‘› โˆ’ 1))
8079oveq2d 7421 . . . . . . . . . 10 (๐‘š = ๐‘› โ†’ (1...(๐‘š โˆ’ 1)) = (1...(๐‘› โˆ’ 1)))
8180sumeq1d 15643 . . . . . . . . 9 (๐‘š = ๐‘› โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–))
8281, 81jca 512 . . . . . . . 8 (๐‘š = ๐‘› โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆง ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)))
83 oveq1 7412 . . . . . . . . . . 11 (๐‘š = (๐‘› + 1) โ†’ (๐‘š โˆ’ 1) = ((๐‘› + 1) โˆ’ 1))
8483oveq2d 7421 . . . . . . . . . 10 (๐‘š = (๐‘› + 1) โ†’ (1...(๐‘š โˆ’ 1)) = (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1)))
8584sumeq1d 15643 . . . . . . . . 9 (๐‘š = (๐‘› + 1) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–))
8685, 85jca 512 . . . . . . . 8 (๐‘š = (๐‘› + 1) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆง ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)))
87 oveq1 7412 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘š = 1 โ†’ (๐‘š โˆ’ 1) = (1 โˆ’ 1))
88 1m1e0 12280 . . . . . . . . . . . . . 14 (1 โˆ’ 1) = 0
8987, 88eqtrdi 2788 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘š = 1 โ†’ (๐‘š โˆ’ 1) = 0)
9089oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘š = 1 โ†’ (1...(๐‘š โˆ’ 1)) = (1...0))
91 fz10 13518 . . . . . . . . . . . 12 (1...0) = โˆ…
9290, 91eqtrdi 2788 . . . . . . . . . . 11 (๐‘š = 1 โ†’ (1...(๐‘š โˆ’ 1)) = โˆ…)
9392sumeq1d 15643 . . . . . . . . . 10 (๐‘š = 1 โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ โˆ… (1 / ๐‘–))
94 sum0 15663 . . . . . . . . . 10 ฮฃ๐‘– โˆˆ โˆ… (1 / ๐‘–) = 0
9593, 94eqtrdi 2788 . . . . . . . . 9 (๐‘š = 1 โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = 0)
9695, 95jca 512 . . . . . . . 8 (๐‘š = 1 โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = 0 โˆง ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = 0))
97 oveq1 7412 . . . . . . . . . . 11 (๐‘š = (๐‘ + 1) โ†’ (๐‘š โˆ’ 1) = ((๐‘ + 1) โˆ’ 1))
9897oveq2d 7421 . . . . . . . . . 10 (๐‘š = (๐‘ + 1) โ†’ (1...(๐‘š โˆ’ 1)) = (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1)))
9998sumeq1d 15643 . . . . . . . . 9 (๐‘š = (๐‘ + 1) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–))
10099, 99jca 512 . . . . . . . 8 (๐‘š = (๐‘ + 1) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆง ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)))
101 peano2nn 12220 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘ + 1) โˆˆ โ„•)
102101, 5eleqtrdi 2843 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘ + 1) โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜1))
103 fzfid 13934 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘š โˆˆ (1...(๐‘ + 1))) โ†’ (1...(๐‘š โˆ’ 1)) โˆˆ Fin)
104 elfznn 13526 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1)) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„•)
105104adantl 482 . . . . . . . . . . 11 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘š โˆˆ (1...(๐‘ + 1))) โˆง ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„•)
106105nnrecred 12259 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘š โˆˆ (1...(๐‘ + 1))) โˆง ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))) โ†’ (1 / ๐‘–) โˆˆ โ„)
107103, 106fsumrecl 15676 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘š โˆˆ (1...(๐‘ + 1))) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆˆ โ„)
108107recnd 11238 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘š โˆˆ (1...(๐‘ + 1))) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘š โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆˆ โ„‚)
10982, 86, 96, 100, 102, 108, 108fsumparts 15748 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1..^(๐‘ + 1))(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–))) = (((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) โˆ’ (0 ยท 0)) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1..^(๐‘ + 1))((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–))))
110 nnz 12575 . . . . . . . . . 10 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
111 fzval3 13697 . . . . . . . . . 10 (๐‘ โˆˆ โ„ค โ†’ (1...๐‘) = (1..^(๐‘ + 1)))
112110, 111syl 17 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (1...๐‘) = (1..^(๐‘ + 1)))
113112eqcomd 2738 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (1..^(๐‘ + 1)) = (1...๐‘))
11436recnd 11238 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆˆ โ„‚)
1156nnrecred 12259 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (1 / ๐‘›) โˆˆ โ„)
116115recnd 11238 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (1 / ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
117 pncan 11462 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐‘› โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ ((๐‘› + 1) โˆ’ 1) = ๐‘›)
11839, 40, 117sylancl 586 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ((๐‘› + 1) โˆ’ 1) = ๐‘›)
119118oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1)) = (1...๐‘›))
120119sumeq1d 15643 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–))
12128recnd 11238 . . . . . . . . . . . . 13 (((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)) โ†’ (1 / ๐‘–) โˆˆ โ„‚)
122 oveq2 7413 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘– = ๐‘› โ†’ (1 / ๐‘–) = (1 / ๐‘›))
1234, 121, 122fsumm1 15693 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) + (1 / ๐‘›)))
124120, 123eqtrd 2772 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) + (1 / ๐‘›)))
125114, 116, 124mvrladdd 11623 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) = (1 / ๐‘›))
126125oveq2d 7421 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–))) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท (1 / ๐‘›)))
1276nnne0d 12258 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘› โ‰  0)
128114, 39, 127divrecd 11989 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท (1 / ๐‘›)))
129126, 128eqtr4d 2775 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–))) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›))
130113, 129sumeq12rdv 15649 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1..^(๐‘ + 1))(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–))) = ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›))
131 nncn 12216 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚)
132 pncan 11462 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐‘ โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ ((๐‘ + 1) โˆ’ 1) = ๐‘)
133131, 40, 132sylancl 586 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((๐‘ + 1) โˆ’ 1) = ๐‘)
134133oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1)) = (1...๐‘))
135134sumeq1d 15643 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–))
136135, 135oveq12d 7423 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)))
13716recnd 11238 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–) โˆˆ โ„‚)
138137sqvald 14104 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)))
139136, 138eqtr4d 2775 . . . . . . . . . 10 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2))
140 0cn 11202 . . . . . . . . . . . 12 0 โˆˆ โ„‚
141140mul01i 11400 . . . . . . . . . . 11 (0 ยท 0) = 0
142141a1i 11 . . . . . . . . . 10 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (0 ยท 0) = 0)
143139, 142oveq12d 7423 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) โˆ’ (0 ยท 0)) = ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2) โˆ’ 0))
144137sqcld 14105 . . . . . . . . . 10 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2) โˆˆ โ„‚)
145144subid1d 11556 . . . . . . . . 9 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2) โˆ’ 0) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2))
146143, 145eqtrd 2772 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) โˆ’ (0 ยท 0)) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2))
147125, 120oveq12d 7423 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) = ((1 / ๐‘›) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–)))
14829recnd 11238 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) โˆˆ โ„‚)
149148, 39, 127divrec2d 11990 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›) = ((1 / ๐‘›) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–)))
150147, 149eqtr4d 2775 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›))
151113, 150sumeq12rdv 15649 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1..^(๐‘ + 1))((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) = ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›))
152146, 151oveq12d 7423 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘ + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) โˆ’ (0 ยท 0)) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1..^(๐‘ + 1))((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) โˆ’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–)) ยท ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...((๐‘› + 1) โˆ’ 1))(1 / ๐‘–))) = ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›)))
153109, 130, 1523eqtr3rd 2781 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›)) = ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›))
15431recnd 11238 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
15538recnd 11238 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
156144, 154, 155subaddd 11585 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (((ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›)) = ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›) โ†” (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›) + ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›)) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2)))
157153, 156mpbid 231 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘›)(1 / ๐‘–) / ๐‘›) + ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)(ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(๐‘› โˆ’ 1))(1 / ๐‘–) / ๐‘›)) = (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2))
15878, 157breqtrd 5173 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) + ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›)) โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2))
15924, 158eqbrtrd 5169 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (2 ยท ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›)) โ‰ค (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2))
160 flid 13769 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„ค โ†’ (โŒŠโ€˜๐‘) = ๐‘)
161110, 160syl 17 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (โŒŠโ€˜๐‘) = ๐‘)
162161oveq2d 7421 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (1...(โŒŠโ€˜๐‘)) = (1...๐‘))
163162sumeq1d 15643 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘))(1 / ๐‘–) = ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–))
164 nnre 12215 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„)
165 nnge1 12236 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 1 โ‰ค ๐‘)
166 harmonicubnd 26503 . . . . . 6 ((๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 1 โ‰ค ๐‘) โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘))(1 / ๐‘–) โ‰ค ((logโ€˜๐‘) + 1))
167164, 165, 166syl2anc 584 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘))(1 / ๐‘–) โ‰ค ((logโ€˜๐‘) + 1))
168163, 167eqbrtrrd 5171 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–) โ‰ค ((logโ€˜๐‘) + 1))
16914nnrpd 13010 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„+)
170169rpreccld 13022 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ (1 / ๐‘–) โˆˆ โ„+)
171170rpge0d 13016 . . . . . 6 ((๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)) โ†’ 0 โ‰ค (1 / ๐‘–))
1722, 15, 171fsumge0 15737 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 0 โ‰ค ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–))
17349a1i 11 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 0 โˆˆ โ„)
174 log1 26085 . . . . . . 7 (logโ€˜1) = 0
175 1rp 12974 . . . . . . . . 9 1 โˆˆ โ„+
176 logleb 26102 . . . . . . . . 9 ((1 โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„+) โ†’ (1 โ‰ค ๐‘ โ†” (logโ€˜1) โ‰ค (logโ€˜๐‘)))
177175, 18, 176sylancr 587 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (1 โ‰ค ๐‘ โ†” (logโ€˜1) โ‰ค (logโ€˜๐‘)))
178165, 177mpbid 231 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (logโ€˜1) โ‰ค (logโ€˜๐‘))
179174, 178eqbrtrrid 5183 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 0 โ‰ค (logโ€˜๐‘))
18019lep1d 12141 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (logโ€˜๐‘) โ‰ค ((logโ€˜๐‘) + 1))
181173, 19, 21, 179, 180letrd 11367 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 0 โ‰ค ((logโ€˜๐‘) + 1))
18216, 21, 172, 181le2sqd 14216 . . . 4 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–) โ‰ค ((logโ€˜๐‘) + 1) โ†” (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2) โ‰ค (((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2)))
183168, 182mpbid 231 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (ฮฃ๐‘– โˆˆ (1...๐‘)(1 / ๐‘–)โ†‘2) โ‰ค (((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2))
18412, 17, 22, 159, 183letrd 11367 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ (2 ยท ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›)) โ‰ค (((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2))
1851a1i 11 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 2 โˆˆ โ„)
186 2pos 12311 . . . 4 0 < 2
187186a1i 11 . . 3 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ 0 < 2)
188 lemuldiv2 12091 . . 3 ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„ โˆง (((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2) โˆˆ โ„ โˆง (2 โˆˆ โ„ โˆง 0 < 2)) โ†’ ((2 ยท ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›)) โ‰ค (((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2) โ†” ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โ‰ค ((((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2) / 2)))
18910, 22, 185, 187, 188syl112anc 1374 . 2 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ((2 ยท ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›)) โ‰ค (((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2) โ†” ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โ‰ค ((((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2) / 2)))
190184, 189mpbid 231 1 (๐‘ โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...๐‘)((logโ€˜๐‘›) / ๐‘›) โ‰ค ((((logโ€˜๐‘) + 1)โ†‘2) / 2))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 396   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โŠ† wss 3947  โˆ…c0 4321   class class class wbr 5147  โ€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  โ„‚cc 11104  โ„cr 11105  0cc0 11106  1c1 11107   + caddc 11109   ยท cmul 11111   < clt 11244   โ‰ค cle 11245   โˆ’ cmin 11440   / cdiv 11867  โ„•cn 12208  2c2 12263  โ„•0cn0 12468  โ„คcz 12554  โ„คโ‰ฅcuz 12818  โ„+crp 12970  [,]cicc 13323  ...cfz 13480  ..^cfzo 13623  โŒŠcfl 13751  โ†‘cexp 14023  ฮฃcsu 15628  logclog 26054  ฮณcem 26485
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-fi 9402  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-xnn0 12541  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ioo 13324  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-fac 14230  df-bc 14259  df-hash 14287  df-shft 15010  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-sum 15629  df-ef 16007  df-e 16008  df-sin 16009  df-cos 16010  df-tan 16011  df-pi 16012  df-dvds 16194  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-prds 17389  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-xps 17452  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-submnd 18668  df-mulg 18945  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-fbas 20933  df-fg 20934  df-cnfld 20937  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-cld 22514  df-ntr 22515  df-cls 22516  df-nei 22593  df-lp 22631  df-perf 22632  df-cn 22722  df-cnp 22723  df-haus 22810  df-cmp 22882  df-tx 23057  df-hmeo 23250  df-fil 23341  df-fm 23433  df-flim 23434  df-flf 23435  df-xms 23817  df-ms 23818  df-tms 23819  df-cncf 24385  df-limc 25374  df-dv 25375  df-ulm 25880  df-log 26056  df-atan 26361  df-em 26486
This theorem is referenced by:  pntlemk  27098
  Copyright terms: Public domain W3C validator