MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  logsqvma2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem logsqvma2 27053
Description: The MΓΆbius inverse of logsqvma 27052. Equation 10.4.8 of [Shapiro], p. 418. (Contributed by Mario Carneiro, 13-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
logsqvma2 (𝑁 ∈ β„• β†’ Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁} ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑁 / 𝑑))↑2)) = (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(𝑁 / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘) Β· (logβ€˜π‘))))
Distinct variable group:   π‘₯,𝑑,𝑁

Proof of Theorem logsqvma2
Dummy variables 𝑖 𝑗 π‘˜ π‘š 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fzfid 13940 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ ∈ β„• β†’ (1...π‘˜) ∈ Fin)
2 dvdsssfz1 16263 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ ∈ β„• β†’ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} βŠ† (1...π‘˜))
31, 2ssfid 9269 . . . . . . . . 9 (π‘˜ ∈ β„• β†’ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ∈ Fin)
4 ssrab2 4077 . . . . . . . . . . . 12 {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} βŠ† β„•
5 simpr 485 . . . . . . . . . . . 12 ((π‘˜ ∈ β„• ∧ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜}) β†’ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜})
64, 5sselid 3980 . . . . . . . . . . 11 ((π‘˜ ∈ β„• ∧ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜}) β†’ 𝑑 ∈ β„•)
7 vmacl 26629 . . . . . . . . . . 11 (𝑑 ∈ β„• β†’ (Ξ›β€˜π‘‘) ∈ ℝ)
86, 7syl 17 . . . . . . . . . 10 ((π‘˜ ∈ β„• ∧ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜}) β†’ (Ξ›β€˜π‘‘) ∈ ℝ)
9 dvdsdivcl 16261 . . . . . . . . . . . 12 ((π‘˜ ∈ β„• ∧ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜}) β†’ (π‘˜ / 𝑑) ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜})
104, 9sselid 3980 . . . . . . . . . . 11 ((π‘˜ ∈ β„• ∧ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜}) β†’ (π‘˜ / 𝑑) ∈ β„•)
11 vmacl 26629 . . . . . . . . . . 11 ((π‘˜ / 𝑑) ∈ β„• β†’ (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑)) ∈ ℝ)
1210, 11syl 17 . . . . . . . . . 10 ((π‘˜ ∈ β„• ∧ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜}) β†’ (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑)) ∈ ℝ)
138, 12remulcld 11246 . . . . . . . . 9 ((π‘˜ ∈ β„• ∧ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜}) β†’ ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) ∈ ℝ)
143, 13fsumrecl 15682 . . . . . . . 8 (π‘˜ ∈ β„• β†’ Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) ∈ ℝ)
15 vmacl 26629 . . . . . . . . 9 (π‘˜ ∈ β„• β†’ (Ξ›β€˜π‘˜) ∈ ℝ)
16 nnrp 12987 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ ∈ β„• β†’ π‘˜ ∈ ℝ+)
1716relogcld 26138 . . . . . . . . 9 (π‘˜ ∈ β„• β†’ (logβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
1815, 17remulcld 11246 . . . . . . . 8 (π‘˜ ∈ β„• β†’ ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜)) ∈ ℝ)
1914, 18readdcld 11245 . . . . . . 7 (π‘˜ ∈ β„• β†’ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))) ∈ ℝ)
2019recnd 11244 . . . . . 6 (π‘˜ ∈ β„• β†’ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))) ∈ β„‚)
2120adantl 482 . . . . 5 ((𝑁 ∈ β„• ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))) ∈ β„‚)
2221fmpttd 7116 . . . 4 (𝑁 ∈ β„• β†’ (π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜)))):β„•βŸΆβ„‚)
23 ssrab2 4077 . . . . . . . . 9 {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛} βŠ† β„•
24 simpr 485 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ β„• ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘š ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛}) β†’ π‘š ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛})
2523, 24sselid 3980 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ β„• ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘š ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛}) β†’ π‘š ∈ β„•)
26 breq2 5152 . . . . . . . . . . . 12 (π‘˜ = π‘š β†’ (π‘₯ βˆ₯ π‘˜ ↔ π‘₯ βˆ₯ π‘š))
2726rabbidv 3440 . . . . . . . . . . 11 (π‘˜ = π‘š β†’ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} = {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘š})
28 fvoveq1 7434 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘˜ = π‘š β†’ (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑)) = (Ξ›β€˜(π‘š / 𝑑)))
2928oveq2d 7427 . . . . . . . . . . . 12 (π‘˜ = π‘š β†’ ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) = ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘š / 𝑑))))
3029adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((π‘˜ = π‘š ∧ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜}) β†’ ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) = ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘š / 𝑑))))
3127, 30sumeq12dv 15654 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ = π‘š β†’ Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) = Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘š} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘š / 𝑑))))
32 fveq2 6891 . . . . . . . . . . 11 (π‘˜ = π‘š β†’ (Ξ›β€˜π‘˜) = (Ξ›β€˜π‘š))
33 fveq2 6891 . . . . . . . . . . 11 (π‘˜ = π‘š β†’ (logβ€˜π‘˜) = (logβ€˜π‘š))
3432, 33oveq12d 7429 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ = π‘š β†’ ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜)) = ((Ξ›β€˜π‘š) Β· (logβ€˜π‘š)))
3531, 34oveq12d 7429 . . . . . . . . 9 (π‘˜ = π‘š β†’ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))) = (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘š} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘š / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘š) Β· (logβ€˜π‘š))))
36 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜)))) = (π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))))
37 ovex 7444 . . . . . . . . 9 (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))) ∈ V
3835, 36, 37fvmpt3i 7003 . . . . . . . 8 (π‘š ∈ β„• β†’ ((π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))))β€˜π‘š) = (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘š} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘š / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘š) Β· (logβ€˜π‘š))))
3925, 38syl 17 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ β„• ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘š ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛}) β†’ ((π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))))β€˜π‘š) = (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘š} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘š / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘š) Β· (logβ€˜π‘š))))
4039sumeq2dv 15651 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ β„• ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ Ξ£π‘š ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛} ((π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))))β€˜π‘š) = Ξ£π‘š ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛} (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘š} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘š / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘š) Β· (logβ€˜π‘š))))
41 logsqvma 27052 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ β„• β†’ Ξ£π‘š ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛} (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘š} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘š / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘š) Β· (logβ€˜π‘š))) = ((logβ€˜π‘›)↑2))
4241adantl 482 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ β„• ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ Ξ£π‘š ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛} (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘š} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘š / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘š) Β· (logβ€˜π‘š))) = ((logβ€˜π‘›)↑2))
4340, 42eqtr2d 2773 . . . . 5 ((𝑁 ∈ β„• ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ ((logβ€˜π‘›)↑2) = Ξ£π‘š ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛} ((π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))))β€˜π‘š))
4443mpteq2dva 5248 . . . 4 (𝑁 ∈ β„• β†’ (𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2)) = (𝑛 ∈ β„• ↦ Ξ£π‘š ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑛} ((π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))))β€˜π‘š)))
4522, 44muinv 26704 . . 3 (𝑁 ∈ β„• β†’ (π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜)))) = (𝑖 ∈ β„• ↦ Σ𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2))β€˜(𝑖 / 𝑗)))))
4645fveq1d 6893 . 2 (𝑁 ∈ β„• β†’ ((π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))))β€˜π‘) = ((𝑖 ∈ β„• ↦ Σ𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2))β€˜(𝑖 / 𝑗))))β€˜π‘))
47 breq2 5152 . . . . . 6 (π‘˜ = 𝑁 β†’ (π‘₯ βˆ₯ π‘˜ ↔ π‘₯ βˆ₯ 𝑁))
4847rabbidv 3440 . . . . 5 (π‘˜ = 𝑁 β†’ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} = {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁})
49 fvoveq1 7434 . . . . . . 7 (π‘˜ = 𝑁 β†’ (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑)) = (Ξ›β€˜(𝑁 / 𝑑)))
5049oveq2d 7427 . . . . . 6 (π‘˜ = 𝑁 β†’ ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) = ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(𝑁 / 𝑑))))
5150adantr 481 . . . . 5 ((π‘˜ = 𝑁 ∧ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜}) β†’ ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) = ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(𝑁 / 𝑑))))
5248, 51sumeq12dv 15654 . . . 4 (π‘˜ = 𝑁 β†’ Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) = Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(𝑁 / 𝑑))))
53 fveq2 6891 . . . . 5 (π‘˜ = 𝑁 β†’ (Ξ›β€˜π‘˜) = (Ξ›β€˜π‘))
54 fveq2 6891 . . . . 5 (π‘˜ = 𝑁 β†’ (logβ€˜π‘˜) = (logβ€˜π‘))
5553, 54oveq12d 7429 . . . 4 (π‘˜ = 𝑁 β†’ ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜)) = ((Ξ›β€˜π‘) Β· (logβ€˜π‘)))
5652, 55oveq12d 7429 . . 3 (π‘˜ = 𝑁 β†’ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))) = (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(𝑁 / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘) Β· (logβ€˜π‘))))
5756, 36, 37fvmpt3i 7003 . 2 (𝑁 ∈ β„• β†’ ((π‘˜ ∈ β„• ↦ (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ π‘˜} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(π‘˜ / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘˜) Β· (logβ€˜π‘˜))))β€˜π‘) = (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(𝑁 / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘) Β· (logβ€˜π‘))))
58 fveq2 6891 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑑 β†’ (ΞΌβ€˜π‘—) = (ΞΌβ€˜π‘‘))
59 oveq2 7419 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑑 β†’ (𝑖 / 𝑗) = (𝑖 / 𝑑))
6059fveq2d 6895 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑑 β†’ (logβ€˜(𝑖 / 𝑗)) = (logβ€˜(𝑖 / 𝑑)))
6160oveq1d 7426 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑑 β†’ ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2) = ((logβ€˜(𝑖 / 𝑑))↑2))
6258, 61oveq12d 7429 . . . . 5 (𝑗 = 𝑑 β†’ ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2)) = ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑑))↑2)))
6362cbvsumv 15644 . . . 4 Σ𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2)) = Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑑))↑2))
64 breq2 5152 . . . . . 6 (𝑖 = 𝑁 β†’ (π‘₯ βˆ₯ 𝑖 ↔ π‘₯ βˆ₯ 𝑁))
6564rabbidv 3440 . . . . 5 (𝑖 = 𝑁 β†’ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} = {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁})
66 fvoveq1 7434 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝑁 β†’ (logβ€˜(𝑖 / 𝑑)) = (logβ€˜(𝑁 / 𝑑)))
6766oveq1d 7426 . . . . . . 7 (𝑖 = 𝑁 β†’ ((logβ€˜(𝑖 / 𝑑))↑2) = ((logβ€˜(𝑁 / 𝑑))↑2))
6867oveq2d 7427 . . . . . 6 (𝑖 = 𝑁 β†’ ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑑))↑2)) = ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑁 / 𝑑))↑2)))
6968adantr 481 . . . . 5 ((𝑖 = 𝑁 ∧ 𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖}) β†’ ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑑))↑2)) = ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑁 / 𝑑))↑2)))
7065, 69sumeq12dv 15654 . . . 4 (𝑖 = 𝑁 β†’ Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑑))↑2)) = Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁} ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑁 / 𝑑))↑2)))
7163, 70eqtrid 2784 . . 3 (𝑖 = 𝑁 β†’ Σ𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2)) = Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁} ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑁 / 𝑑))↑2)))
72 ssrab2 4077 . . . . . . . 8 {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} βŠ† β„•
73 dvdsdivcl 16261 . . . . . . . 8 ((𝑖 ∈ β„• ∧ 𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖}) β†’ (𝑖 / 𝑗) ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖})
7472, 73sselid 3980 . . . . . . 7 ((𝑖 ∈ β„• ∧ 𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖}) β†’ (𝑖 / 𝑗) ∈ β„•)
75 fveq2 6891 . . . . . . . . 9 (𝑛 = (𝑖 / 𝑗) β†’ (logβ€˜π‘›) = (logβ€˜(𝑖 / 𝑗)))
7675oveq1d 7426 . . . . . . . 8 (𝑛 = (𝑖 / 𝑗) β†’ ((logβ€˜π‘›)↑2) = ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2))
77 eqid 2732 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2)) = (𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2))
78 ovex 7444 . . . . . . . 8 ((logβ€˜π‘›)↑2) ∈ V
7976, 77, 78fvmpt3i 7003 . . . . . . 7 ((𝑖 / 𝑗) ∈ β„• β†’ ((𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2))β€˜(𝑖 / 𝑗)) = ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2))
8074, 79syl 17 . . . . . 6 ((𝑖 ∈ β„• ∧ 𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖}) β†’ ((𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2))β€˜(𝑖 / 𝑗)) = ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2))
8180oveq2d 7427 . . . . 5 ((𝑖 ∈ β„• ∧ 𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖}) β†’ ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2))β€˜(𝑖 / 𝑗))) = ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2)))
8281sumeq2dv 15651 . . . 4 (𝑖 ∈ β„• β†’ Σ𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2))β€˜(𝑖 / 𝑗))) = Σ𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2)))
8382mpteq2ia 5251 . . 3 (𝑖 ∈ β„• ↦ Σ𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2))β€˜(𝑖 / 𝑗)))) = (𝑖 ∈ β„• ↦ Σ𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2)))
84 sumex 15636 . . 3 Σ𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((logβ€˜(𝑖 / 𝑗))↑2)) ∈ V
8571, 83, 84fvmpt3i 7003 . 2 (𝑁 ∈ β„• β†’ ((𝑖 ∈ β„• ↦ Σ𝑗 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑖} ((ΞΌβ€˜π‘—) Β· ((𝑛 ∈ β„• ↦ ((logβ€˜π‘›)↑2))β€˜(𝑖 / 𝑗))))β€˜π‘) = Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁} ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑁 / 𝑑))↑2)))
8646, 57, 853eqtr3rd 2781 1 (𝑁 ∈ β„• β†’ Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁} ((ΞΌβ€˜π‘‘) Β· ((logβ€˜(𝑁 / 𝑑))↑2)) = (Σ𝑑 ∈ {π‘₯ ∈ β„• ∣ π‘₯ βˆ₯ 𝑁} ((Ξ›β€˜π‘‘) Β· (Ξ›β€˜(𝑁 / 𝑑))) + ((Ξ›β€˜π‘) Β· (logβ€˜π‘))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  {crab 3432   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  β„‚cc 11110  β„cr 11111  1c1 11113   + caddc 11115   Β· cmul 11117   / cdiv 11873  β„•cn 12214  2c2 12269  ...cfz 13486  β†‘cexp 14029  Ξ£csu 15634   βˆ₯ cdvds 16199  logclog 26070  Ξ›cvma 26603  ΞΌcmu 26606
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 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190  ax-addf 11191  ax-mulf 11192
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 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-disj 5114  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-of 7672  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-supp 8149  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-2o 8469  df-oadd 8472  df-er 8705  df-map 8824  df-pm 8825  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9364  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9507  df-dju 9898  df-card 9936  df-pnf 11252  df-mnf 11253  df-xr 11254  df-ltxr 11255  df-le 11256  df-sub 11448  df-neg 11449  df-div 11874  df-nn 12215  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-5 12280  df-6 12281  df-7 12282  df-8 12283  df-9 12284  df-n0 12475  df-xnn0 12547  df-z 12561  df-dec 12680  df-uz 12825  df-q 12935  df-rp 12977  df-xneg 13094  df-xadd 13095  df-xmul 13096  df-ioo 13330  df-ioc 13331  df-ico 13332  df-icc 13333  df-fz 13487  df-fzo 13630  df-fl 13759  df-mod 13837  df-seq 13969  df-exp 14030  df-fac 14236  df-bc 14265  df-hash 14293  df-shft 15016  df-cj 15048  df-re 15049  df-im 15050  df-sqrt 15184  df-abs 15185  df-limsup 15417  df-clim 15434  df-rlim 15435  df-sum 15635  df-ef 16013  df-sin 16015  df-cos 16016  df-pi 16018  df-dvds 16200  df-gcd 16438  df-prm 16611  df-pc 16772  df-struct 17082  df-sets 17099  df-slot 17117  df-ndx 17129  df-base 17147  df-ress 17176  df-plusg 17212  df-mulr 17213  df-starv 17214  df-sca 17215  df-vsca 17216  df-ip 17217  df-tset 17218  df-ple 17219  df-ds 17221  df-unif 17222  df-hom 17223  df-cco 17224  df-rest 17370  df-topn 17371  df-0g 17389  df-gsum 17390  df-topgen 17391  df-pt 17392  df-prds 17395  df-xrs 17450  df-qtop 17455  df-imas 17456  df-xps 17458  df-mre 17532  df-mrc 17533  df-acs 17535  df-mgm 18563  df-sgrp 18612  df-mnd 18628  df-submnd 18674  df-mulg 18953  df-cntz 19183  df-cmn 19652  df-psmet 20942  df-xmet 20943  df-met 20944  df-bl 20945  df-mopn 20946  df-fbas 20947  df-fg 20948  df-cnfld 20951  df-top 22403  df-topon 22420  df-topsp 22442  df-bases 22456  df-cld 22530  df-ntr 22531  df-cls 22532  df-nei 22609  df-lp 22647  df-perf 22648  df-cn 22738  df-cnp 22739  df-haus 22826  df-tx 23073  df-hmeo 23266  df-fil 23357  df-fm 23449  df-flim 23450  df-flf 23451  df-xms 23833  df-ms 23834  df-tms 23835  df-cncf 24401  df-limc 25390  df-dv 25391  df-log 26072  df-vma 26609  df-mu 26612
This theorem is referenced by:  selberg  27058
  Copyright terms: Public domain W3C validator