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

Theorem pntlemk 27665
Description: Lemma for pnt 27673. Evaluate the naive part of the estimate. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
pntlem1.r 𝑅 = (𝑎 ∈ ℝ+ ↦ ((ψ‘𝑎) − 𝑎))
pntlem1.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
pntlem1.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ+)
pntlem1.l (𝜑𝐿 ∈ (0(,)1))
pntlem1.d 𝐷 = (𝐴 + 1)
pntlem1.f 𝐹 = ((1 − (1 / 𝐷)) · ((𝐿 / (32 · 𝐵)) / (𝐷↑2)))
pntlem1.u (𝜑𝑈 ∈ ℝ+)
pntlem1.u2 (𝜑𝑈𝐴)
pntlem1.e 𝐸 = (𝑈 / 𝐷)
pntlem1.k 𝐾 = (exp‘(𝐵 / 𝐸))
pntlem1.y (𝜑 → (𝑌 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑌))
pntlem1.x (𝜑 → (𝑋 ∈ ℝ+𝑌 < 𝑋))
pntlem1.c (𝜑𝐶 ∈ ℝ+)
pntlem1.w 𝑊 = (((𝑌 + (4 / (𝐿 · 𝐸)))↑2) + (((𝑋 · (𝐾↑2))↑4) + (exp‘(((32 · 𝐵) / ((𝑈𝐸) · (𝐿 · (𝐸↑2)))) · ((𝑈 · 3) + 𝐶)))))
pntlem1.z (𝜑𝑍 ∈ (𝑊[,)+∞))
pntlem1.m 𝑀 = ((⌊‘((log‘𝑋) / (log‘𝐾))) + 1)
pntlem1.n 𝑁 = (⌊‘(((log‘𝑍) / (log‘𝐾)) / 2))
pntlem1.U (𝜑 → ∀𝑧 ∈ (𝑌[,)+∞)(abs‘((𝑅𝑧) / 𝑧)) ≤ 𝑈)
pntlem1.K (𝜑 → ∀𝑦 ∈ (𝑋(,)+∞)∃𝑧 ∈ ℝ+ ((𝑦 < 𝑧 ∧ ((1 + (𝐿 · 𝐸)) · 𝑧) < (𝐾 · 𝑦)) ∧ ∀𝑢 ∈ (𝑧[,]((1 + (𝐿 · 𝐸)) · 𝑧))(abs‘((𝑅𝑢) / 𝑢)) ≤ 𝐸))
Assertion
Ref Expression
pntlemk (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛))) ≤ ((𝑈 · ((log‘𝑍) + 3)) · (log‘𝑍)))
Distinct variable groups:   𝑧,𝐶   𝑦,𝑛,𝑧,𝑢,𝐿   𝑛,𝐾,𝑦,𝑧   𝑛,𝑀,𝑧   𝜑,𝑛   𝑛,𝑁,𝑧   𝑅,𝑛,𝑢,𝑦,𝑧   𝑈,𝑛,𝑧   𝑛,𝑊,𝑧   𝑛,𝑋,𝑦,𝑧   𝑛,𝑌,𝑧   𝑛,𝑎,𝑢,𝑦,𝑧,𝐸   𝑛,𝑍,𝑢,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑦,𝑧,𝑢,𝑎)   𝐴(𝑦,𝑧,𝑢,𝑛,𝑎)   𝐵(𝑦,𝑧,𝑢,𝑛,𝑎)   𝐶(𝑦,𝑢,𝑛,𝑎)   𝐷(𝑦,𝑧,𝑢,𝑛,𝑎)   𝑅(𝑎)   𝑈(𝑦,𝑢,𝑎)   𝐹(𝑦,𝑧,𝑢,𝑛,𝑎)   𝐾(𝑢,𝑎)   𝐿(𝑎)   𝑀(𝑦,𝑢,𝑎)   𝑁(𝑦,𝑢,𝑎)   𝑊(𝑦,𝑢,𝑎)   𝑋(𝑢,𝑎)   𝑌(𝑦,𝑢,𝑎)   𝑍(𝑦,𝑎)

Proof of Theorem pntlemk
StepHypRef Expression
1 2re 12338 . . . . 5 2 ∈ ℝ
2 fzfid 14011 . . . . . 6 (𝜑 → (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ∈ Fin)
3 elfznn 13590 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) → 𝑛 ∈ ℕ)
43adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑛 ∈ ℕ)
54nnrpd 13073 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑛 ∈ ℝ+)
65relogcld 26680 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (log‘𝑛) ∈ ℝ)
76, 4nndivred 12318 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ)
82, 7fsumrecl 15767 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ)
9 remulcl 11238 . . . . 5 ((2 ∈ ℝ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ) → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ∈ ℝ)
101, 8, 9sylancr 587 . . . 4 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ∈ ℝ)
11 pntlem1.r . . . . . . . . 9 𝑅 = (𝑎 ∈ ℝ+ ↦ ((ψ‘𝑎) − 𝑎))
12 pntlem1.a . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
13 pntlem1.b . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵 ∈ ℝ+)
14 pntlem1.l . . . . . . . . 9 (𝜑𝐿 ∈ (0(,)1))
15 pntlem1.d . . . . . . . . 9 𝐷 = (𝐴 + 1)
16 pntlem1.f . . . . . . . . 9 𝐹 = ((1 − (1 / 𝐷)) · ((𝐿 / (32 · 𝐵)) / (𝐷↑2)))
17 pntlem1.u . . . . . . . . 9 (𝜑𝑈 ∈ ℝ+)
18 pntlem1.u2 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑈𝐴)
19 pntlem1.e . . . . . . . . 9 𝐸 = (𝑈 / 𝐷)
20 pntlem1.k . . . . . . . . 9 𝐾 = (exp‘(𝐵 / 𝐸))
21 pntlem1.y . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑌 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑌))
22 pntlem1.x . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑋 ∈ ℝ+𝑌 < 𝑋))
23 pntlem1.c . . . . . . . . 9 (𝜑𝐶 ∈ ℝ+)
24 pntlem1.w . . . . . . . . 9 𝑊 = (((𝑌 + (4 / (𝐿 · 𝐸)))↑2) + (((𝑋 · (𝐾↑2))↑4) + (exp‘(((32 · 𝐵) / ((𝑈𝐸) · (𝐿 · (𝐸↑2)))) · ((𝑈 · 3) + 𝐶)))))
25 pntlem1.z . . . . . . . . 9 (𝜑𝑍 ∈ (𝑊[,)+∞))
2611, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25pntlemb 27656 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑍 ∈ ℝ+ ∧ (1 < 𝑍 ∧ e ≤ (√‘𝑍) ∧ (√‘𝑍) ≤ (𝑍 / 𝑌)) ∧ ((4 / (𝐿 · 𝐸)) ≤ (√‘𝑍) ∧ (((log‘𝑋) / (log‘𝐾)) + 2) ≤ (((log‘𝑍) / (log‘𝐾)) / 4) ∧ ((𝑈 · 3) + 𝐶) ≤ (((𝑈𝐸) · ((𝐿 · (𝐸↑2)) / (32 · 𝐵))) · (log‘𝑍)))))
2726simp1d 1141 . . . . . . 7 (𝜑𝑍 ∈ ℝ+)
2827relogcld 26680 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘𝑍) ∈ ℝ)
29 peano2re 11432 . . . . . 6 ((log‘𝑍) ∈ ℝ → ((log‘𝑍) + 1) ∈ ℝ)
3028, 29syl 17 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 1) ∈ ℝ)
3130resqcld 14162 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 1)↑2) ∈ ℝ)
32 3re 12344 . . . . . 6 3 ∈ ℝ
33 readdcl 11236 . . . . . 6 (((log‘𝑍) ∈ ℝ ∧ 3 ∈ ℝ) → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℝ)
3428, 32, 33sylancl 586 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℝ)
3534, 28remulcld 11289 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) ∈ ℝ)
3627rpred 13075 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑍 ∈ ℝ)
3721simpld 494 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑌 ∈ ℝ+)
3836, 37rerpdivcld 13106 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ)
39 1red 11260 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
4027rpsqrtcld 15447 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (√‘𝑍) ∈ ℝ+)
4140rpred 13075 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (√‘𝑍) ∈ ℝ)
42 ere 16122 . . . . . . . . . . . . 13 e ∈ ℝ
4342a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → e ∈ ℝ)
44 1re 11259 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℝ
45 1lt2 12435 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 < 2
46 egt2lt3 16239 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (2 < e ∧ e < 3)
4746simpli 483 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 < e
4844, 1, 42lttri 11385 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1 < 2 ∧ 2 < e) → 1 < e)
4945, 47, 48mp2an 692 . . . . . . . . . . . . . 14 1 < e
5044, 42, 49ltleii 11382 . . . . . . . . . . . . 13 1 ≤ e
5150a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ≤ e)
5226simp2d 1142 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (1 < 𝑍 ∧ e ≤ (√‘𝑍) ∧ (√‘𝑍) ≤ (𝑍 / 𝑌)))
5352simp2d 1142 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → e ≤ (√‘𝑍))
5439, 43, 41, 51, 53letrd 11416 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ≤ (√‘𝑍))
5552simp3d 1143 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ (𝑍 / 𝑌))
5639, 41, 38, 54, 55letrd 11416 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ≤ (𝑍 / 𝑌))
57 flge1nn 13858 . . . . . . . . . 10 (((𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ ∧ 1 ≤ (𝑍 / 𝑌)) → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℕ)
5838, 56, 57syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℕ)
5958nnrpd 13073 . . . . . . . 8 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ+)
6059relogcld 26680 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ∈ ℝ)
6160, 39readdcld 11288 . . . . . 6 (𝜑 → ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1) ∈ ℝ)
6261resqcld 14162 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ∈ ℝ)
63 logdivbnd 27615 . . . . . . 7 ((⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℕ → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ≤ ((((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) / 2))
6458, 63syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ≤ ((((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) / 2))
651a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
66 2pos 12367 . . . . . . . 8 0 < 2
6766a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < 2)
68 lemuldiv2 12147 . . . . . . 7 ((Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ ∧ (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → ((2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ↔ Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ≤ ((((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) / 2)))
698, 62, 65, 67, 68syl112anc 1373 . . . . . 6 (𝜑 → ((2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ↔ Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ≤ ((((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) / 2)))
7064, 69mpbird 257 . . . . 5 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2))
71 reflcl 13833 . . . . . . . . . 10 ((𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ)
7238, 71syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ)
73 flle 13836 . . . . . . . . . 10 ((𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ (𝑍 / 𝑌))
7438, 73syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ (𝑍 / 𝑌))
7521simprd 495 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ≤ 𝑌)
76 1rp 13036 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ+
7776a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ∈ ℝ+)
7877, 37, 27lediv2d 13099 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 ≤ 𝑌 ↔ (𝑍 / 𝑌) ≤ (𝑍 / 1)))
7975, 78mpbid 232 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ≤ (𝑍 / 1))
8036recnd 11287 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑍 ∈ ℂ)
8180div1d 12033 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 1) = 𝑍)
8279, 81breqtrd 5174 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ≤ 𝑍)
8372, 38, 36, 74, 82letrd 11416 . . . . . . . 8 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ 𝑍)
8459, 27logled 26684 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ 𝑍 ↔ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ (log‘𝑍)))
8583, 84mpbid 232 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ (log‘𝑍))
8660, 28, 39, 85leadd1dd 11875 . . . . . 6 (𝜑 → ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1) ≤ ((log‘𝑍) + 1))
87 0red 11262 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
88 log1 26642 . . . . . . . . 9 (log‘1) = 0
8958nnge1d 12312 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ≤ (⌊‘(𝑍 / 𝑌)))
90 logleb 26660 . . . . . . . . . . 11 ((1 ∈ ℝ+ ∧ (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ+) → (1 ≤ (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ↔ (log‘1) ≤ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))))
9176, 59, 90sylancr 587 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 ≤ (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ↔ (log‘1) ≤ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))))
9289, 91mpbid 232 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (log‘1) ≤ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))))
9388, 92eqbrtrrid 5184 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))))
9460lep1d 12197 . . . . . . . 8 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1))
9587, 60, 61, 93, 94letrd 11416 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1))
9687, 61, 30, 95, 86letrd 11416 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ ((log‘𝑍) + 1))
9761, 30, 95, 96le2sqd 14293 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1) ≤ ((log‘𝑍) + 1) ↔ (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ≤ (((log‘𝑍) + 1)↑2)))
9886, 97mpbid 232 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ≤ (((log‘𝑍) + 1)↑2))
9910, 62, 31, 70, 98letrd 11416 . . . 4 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘𝑍) + 1)↑2))
10028resqcld 14162 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) ∈ ℝ)
10165, 28remulcld 11289 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℝ)
102100, 101readdcld 11288 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) ∈ ℝ)
103 loge 26643 . . . . . . 7 (log‘e) = 1
10440rpge0d 13079 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ≤ (√‘𝑍))
10541, 41, 104, 54lemulge12d 12204 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)))
10627rprege0d 13082 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑍 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑍))
107 remsqsqrt 15292 . . . . . . . . . . 11 ((𝑍 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑍) → ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)) = 𝑍)
108106, 107syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)) = 𝑍)
109105, 108breqtrd 5174 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ 𝑍)
11043, 41, 36, 53, 109letrd 11416 . . . . . . . 8 (𝜑 → e ≤ 𝑍)
111 epr 16241 . . . . . . . . 9 e ∈ ℝ+
112 logleb 26660 . . . . . . . . 9 ((e ∈ ℝ+𝑍 ∈ ℝ+) → (e ≤ 𝑍 ↔ (log‘e) ≤ (log‘𝑍)))
113111, 27, 112sylancr 587 . . . . . . . 8 (𝜑 → (e ≤ 𝑍 ↔ (log‘e) ≤ (log‘𝑍)))
114110, 113mpbid 232 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘e) ≤ (log‘𝑍))
115103, 114eqbrtrrid 5184 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ≤ (log‘𝑍))
11639, 28, 102, 115leadd2dd 11876 . . . . 5 (𝜑 → ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + 1) ≤ ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)))
11728recnd 11287 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘𝑍) ∈ ℂ)
118 binom21 14255 . . . . . 6 ((log‘𝑍) ∈ ℂ → (((log‘𝑍) + 1)↑2) = ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + 1))
119117, 118syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 1)↑2) = ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + 1))
120117sqvald 14180 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) = ((log‘𝑍) · (log‘𝑍)))
121 df-3 12328 . . . . . . . . . 10 3 = (2 + 1)
122121oveq1i 7441 . . . . . . . . 9 (3 · (log‘𝑍)) = ((2 + 1) · (log‘𝑍))
123 2cnd 12342 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
124 1cnd 11254 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
125123, 124, 117adddird 11284 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((2 + 1) · (log‘𝑍)) = ((2 · (log‘𝑍)) + (1 · (log‘𝑍))))
126122, 125eqtrid 2787 . . . . . . . 8 (𝜑 → (3 · (log‘𝑍)) = ((2 · (log‘𝑍)) + (1 · (log‘𝑍))))
127117mullidd 11277 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 · (log‘𝑍)) = (log‘𝑍))
128127oveq2d 7447 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((2 · (log‘𝑍)) + (1 · (log‘𝑍))) = ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍)))
129126, 128eqtr2d 2776 . . . . . . 7 (𝜑 → ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍)) = (3 · (log‘𝑍)))
130120, 129oveq12d 7449 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘𝑍)↑2) + ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍))) = (((log‘𝑍) · (log‘𝑍)) + (3 · (log‘𝑍))))
131117sqcld 14181 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) ∈ ℂ)
132 2cn 12339 . . . . . . . 8 2 ∈ ℂ
133 mulcl 11237 . . . . . . . 8 ((2 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑍) ∈ ℂ) → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℂ)
134132, 117, 133sylancr 587 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℂ)
135131, 134, 117addassd 11281 . . . . . 6 (𝜑 → ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)) = (((log‘𝑍)↑2) + ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍))))
136 3cn 12345 . . . . . . . 8 3 ∈ ℂ
137136a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 3 ∈ ℂ)
138117, 137, 117adddird 11284 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) = (((log‘𝑍) · (log‘𝑍)) + (3 · (log‘𝑍))))
139130, 135, 1383eqtr4rd 2786 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) = ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)))
140116, 119, 1393brtr4d 5180 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 1)↑2) ≤ (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)))
14110, 31, 35, 99, 140letrd 11416 . . 3 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)))
14210, 35, 17lemul2d 13119 . . 3 (𝜑 → ((2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) ↔ (𝑈 · (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))) ≤ (𝑈 · (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)))))
143141, 142mpbid 232 . 2 (𝜑 → (𝑈 · (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))) ≤ (𝑈 · (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍))))
14417rpred 13075 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑈 ∈ ℝ)
145144adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑈 ∈ ℝ)
146145recnd 11287 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑈 ∈ ℂ)
1476recnd 11287 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (log‘𝑛) ∈ ℂ)
1485rpcnne0d 13084 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0))
149 div23 11939 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0)) → ((𝑈 · (log‘𝑛)) / 𝑛) = ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)))
150 divass 11938 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0)) → ((𝑈 · (log‘𝑛)) / 𝑛) = (𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
151149, 150eqtr3d 2777 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0)) → ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = (𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
152146, 147, 148, 151syl3anc 1370 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = (𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
153152sumeq2dv 15735 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))(𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
154144recnd 11287 . . . . . 6 (𝜑𝑈 ∈ ℂ)
1557recnd 11287 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℂ)
1562, 154, 155fsummulc2 15817 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))(𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
157153, 156eqtr4d 2778 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)))
158157oveq2d 7447 . . 3 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛))) = (2 · (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))))
1598recnd 11287 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℂ)
160123, 154, 159mul12d 11468 . . 3 (𝜑 → (2 · (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))) = (𝑈 · (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))))
161158, 160eqtrd 2775 . 2 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛))) = (𝑈 · (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))))
16234recnd 11287 . . 3 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℂ)
163154, 162, 117mulassd 11282 . 2 (𝜑 → ((𝑈 · ((log‘𝑍) + 3)) · (log‘𝑍)) = (𝑈 · (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍))))
164143, 161, 1633brtr4d 5180 1 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛))) ≤ ((𝑈 · ((log‘𝑍) + 3)) · (log‘𝑍)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  wne 2938  wral 3059  wrex 3068   class class class wbr 5148  cmpt 5231  cfv 6563  (class class class)co 7431  cc 11151  cr 11152  0cc0 11153  1c1 11154   + caddc 11156   · cmul 11158  +∞cpnf 11290   < clt 11293  cle 11294  cmin 11490   / cdiv 11918  cn 12264  2c2 12319  3c3 12320  4c4 12321  cdc 12731  +crp 13032  (,)cioo 13384  [,)cico 13386  [,]cicc 13387  ...cfz 13544  cfl 13827  cexp 14099  csqrt 15269  abscabs 15270  Σcsu 15719  expce 16094  eceu 16095  logclog 26611  ψcchp 27151
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-inf2 9679  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231  ax-addf 11232
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-se 5642  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-isom 6572  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-supp 8185  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-2o 8506  df-oadd 8509  df-er 8744  df-map 8867  df-pm 8868  df-ixp 8937  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fsupp 9400  df-fi 9449  df-sup 9480  df-inf 9481  df-oi 9548  df-card 9977  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12525  df-xnn0 12598  df-z 12612  df-dec 12732  df-uz 12877  df-q 12989  df-rp 13033  df-xneg 13152  df-xadd 13153  df-xmul 13154  df-ioo 13388  df-ioc 13389  df-ico 13390  df-icc 13391  df-fz 13545  df-fzo 13692  df-fl 13829  df-mod 13907  df-seq 14040  df-exp 14100  df-fac 14310  df-bc 14339  df-hash 14367  df-shft 15103  df-cj 15135  df-re 15136  df-im 15137  df-sqrt 15271  df-abs 15272  df-limsup 15504  df-clim 15521  df-rlim 15522  df-sum 15720  df-ef 16100  df-e 16101  df-sin 16102  df-cos 16103  df-tan 16104  df-pi 16105  df-dvds 16288  df-struct 17181  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-starv 17313  df-sca 17314  df-vsca 17315  df-ip 17316  df-tset 17317  df-ple 17318  df-ds 17320  df-unif 17321  df-hom 17322  df-cco 17323  df-rest 17469  df-topn 17470  df-0g 17488  df-gsum 17489  df-topgen 17490  df-pt 17491  df-prds 17494  df-xrs 17549  df-qtop 17554  df-imas 17555  df-xps 17557  df-mre 17631  df-mrc 17632  df-acs 17634  df-mgm 18666  df-sgrp 18745  df-mnd 18761  df-submnd 18810  df-mulg 19099  df-cntz 19348  df-cmn 19815  df-psmet 21374  df-xmet 21375  df-met 21376  df-bl 21377  df-mopn 21378  df-fbas 21379  df-fg 21380  df-cnfld 21383  df-top 22916  df-topon 22933  df-topsp 22955  df-bases 22969  df-cld 23043  df-ntr 23044  df-cls 23045  df-nei 23122  df-lp 23160  df-perf 23161  df-cn 23251  df-cnp 23252  df-haus 23339  df-cmp 23411  df-tx 23586  df-hmeo 23779  df-fil 23870  df-fm 23962  df-flim 23963  df-flf 23964  df-xms 24346  df-ms 24347  df-tms 24348  df-cncf 24918  df-limc 25916  df-dv 25917  df-ulm 26435  df-log 26613  df-atan 26925  df-em 27051
This theorem is referenced by:  pntlemo  27666
  Copyright terms: Public domain W3C validator