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

Theorem pntlemk 27939
Description: Lemma for pnt 27947. 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 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ+)
pntlem1.b (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ+)
pntlem1.l (𝜑 → 𝐿 ∈ (0(,)1))
pntlem1.d 𝐷 = (𝐴 + 1)
pntlem1.f 𝐹 = ((1 − (1 / 𝐷)) · ((𝐿 / (32 · 𝐵)) / (𝐷↑2)))
pntlem1.u (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ+)
pntlem1.u2 (𝜑 → 𝑈 ≤ 𝐴)
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 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ+)
pntlem1.w 𝑊 = (((𝑌 + (4 / (𝐿 · 𝐸)))↑2) + (((𝑋 · (𝐾↑2))↑4) + (exp‘(((32 · 𝐵) / ((𝑈 − 𝐸) · (𝐿 · (𝐸↑2)))) · ((𝑈 · 3) + 𝐶)))))
pntlem1.z (𝜑 → 𝑍 ∈ (𝑊[,)+∞))
pntlem1.m 𝑀 = ((⌊‘((log‘𝑋) / (log‘𝐾))) + 1)
pntlem1.n 𝑁 = (⌊‘(((log‘𝑍) / (log‘𝐾)) / 2))
pntlem1.U (𝜑 → ∀𝑧 ∈ (𝑌[,)+∞)(abs‘((𝑅‘𝑧) / 𝑧)) ≤ 𝑈)
pntlem1.K (𝜑 → ∀𝑦 ∈ (𝑋(,)+∞)∃𝑧 ∈ ℝ+ ((𝑦 < 𝑧 ∧ ((1 + (𝐿 · 𝐸)) · 𝑧) < (𝐾 · 𝑦)) ∧ ∀𝑢 ∈ (𝑧[,]((1 + (𝐿 · 𝐸)) · 𝑧))(abs‘((𝑅‘𝑢) / 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 12421 . . . . 5 2 ∈ ℝ
2 fzfid 14120 . . . . . 6 (𝜑 → (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ∈ Fin)
3 elfznn 13691 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) → 𝑛 ∈ ℕ)
43adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑛 ∈ ℕ)
54nnrpd 13166 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑛 ∈ ℝ+)
65relogcld 26957 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (log‘𝑛) ∈ ℝ)
76, 4nndivred 12396 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ)
82, 7fsumrecl 15906 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ)
9 remulcl 11289 . . . . 5 ((2 ∈ ℝ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ) → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ∈ ℝ)
101, 8, 9sylancr 599 . . . 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 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ+)
13 pntlem1.b . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ+)
14 pntlem1.l . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐿 ∈ (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 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ+)
18 pntlem1.u2 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑈 ≤ 𝐴)
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 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ+)
24 pntlem1.w . . . . . . . . 9 𝑊 = (((𝑌 + (4 / (𝐿 · 𝐸)))↑2) + (((𝑋 · (𝐾↑2))↑4) + (exp‘(((32 · 𝐵) / ((𝑈 − 𝐸) · (𝐿 · (𝐸↑2)))) · ((𝑈 · 3) + 𝐶)))))
25 pntlem1.z . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑍 ∈ (𝑊[,)+∞))
2611, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25pntlemb 27930 . . . . . . . 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) ≤ (((𝑈 − 𝐸) · ((𝐿 · (𝐸↑2)) / (32 · 𝐵))) · (log‘𝑍)))))
2726simp1d 1160 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑍 ∈ ℝ+)
2827relogcld 26957 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘𝑍) ∈ ℝ)
29 peano2re 11487 . . . . . 6 ((log‘𝑍) ∈ ℝ → ((log‘𝑍) + 1) ∈ ℝ)
3028, 29syl 18 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 1) ∈ ℝ)
3130resqcld 14272 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 1)↑2) ∈ ℝ)
32 3re 12427 . . . . . 6 3 ∈ ℝ
33 readdcl 11287 . . . . . 6 (((log‘𝑍) ∈ ℝ ∧ 3 ∈ ℝ) → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℝ)
3428, 32, 33sylancl 598 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℝ)
3534, 28remulcld 11343 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) ∈ ℝ)
3627rpred 13168 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑍 ∈ ℝ)
3721simpld 500 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ+)
3836, 37rerpdivcld 13199 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ)
39 1red 11313 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
4027rpsqrtcld 15585 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (√‘𝑍) ∈ ℝ+)
4140rpred 13168 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (√‘𝑍) ∈ ℝ)
42 ere 16261 . . . . . . . . . . . . 13 e ∈ ℝ
4342a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → e ∈ ℝ)
44 1re 11312 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℝ
45 1lt2 12519 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 < 2
46 egt2lt3 16380 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (2 < e ∧ e < 3)
4746simpli 489 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 < e
4844, 1, 42lttri 11440 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1 < 2 ∧ 2 < e) → 1 < e)
4945, 47, 48mp2an 705 . . . . . . . . . . . . . 14 1 < e
5044, 42, 49ltleii 11437 . . . . . . . . . . . . 13 1 ≤ e
5150a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ≤ e)
5226simp2d 1161 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (1 < 𝑍 ∧ e ≤ (√‘𝑍) ∧ (√‘𝑍) ≤ (𝑍 / 𝑌)))
5352simp2d 1161 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → e ≤ (√‘𝑍))
5439, 43, 41, 51, 53letrd 11471 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ≤ (√‘𝑍))
5552simp3d 1162 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ (𝑍 / 𝑌))
5639, 41, 38, 54, 55letrd 11471 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ≤ (𝑍 / 𝑌))
57 flge1nn 13965 . . . . . . . . . 10 (((𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ ∧ 1 ≤ (𝑍 / 𝑌)) → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℕ)
5838, 56, 57syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℕ)
5958nnrpd 13166 . . . . . . . 8 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ+)
6059relogcld 26957 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ∈ ℝ)
6160, 39readdcld 11342 . . . . . 6 (𝜑 → ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1) ∈ ℝ)
6261resqcld 14272 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ∈ ℝ)
63 logdivbnd 27889 . . . . . . 7 ((⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℕ → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ≤ ((((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) / 2))
6458, 63syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ≤ ((((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) / 2))
651a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
66 2pos 12451 . . . . . . . 8 0 < 2
6766a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < 2)
68 lemuldiv2 12202 . . . . . . 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 1401 . . . . . 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 260 . . . . 5 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2))
71 reflcl 13940 . . . . . . . . . 10 ((𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ)
7238, 71syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ)
73 flle 13943 . . . . . . . . . 10 ((𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ (𝑍 / 𝑌))
7438, 73syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ (𝑍 / 𝑌))
7521simprd 501 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ≤ 𝑌)
76 1rp 13128 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ+
7776a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ∈ ℝ+)
7877, 37, 27lediv2d 13192 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 ≤ 𝑌 ↔ (𝑍 / 𝑌) ≤ (𝑍 / 1)))
7975, 78mpbid 235 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ≤ (𝑍 / 1))
8036recnd 11341 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑍 ∈ ℂ)
8180div1d 12089 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 1) = 𝑍)
8279, 81breqtrd 5130 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ≤ 𝑍)
8372, 38, 36, 74, 82letrd 11471 . . . . . . . 8 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ 𝑍)
8459, 27logled 26961 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ 𝑍 ↔ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ (log‘𝑍)))
8583, 84mpbid 235 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ (log‘𝑍))
8660, 28, 39, 85leadd1dd 11934 . . . . . 6 (𝜑 → ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1) ≤ ((log‘𝑍) + 1))
87 0red 11315 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
88 log1 26919 . . . . . . . . 9 (log‘1) = 0
8958nnge1d 12390 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ≤ (⌊‘(𝑍 / 𝑌)))
90 logleb 26937 . . . . . . . . . . 11 ((1 ∈ ℝ+ ∧ (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ+) → (1 ≤ (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ↔ (log‘1) ≤ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))))
9176, 59, 90sylancr 599 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 ≤ (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ↔ (log‘1) ≤ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))))
9289, 91mpbid 235 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (log‘1) ≤ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))))
9388, 92eqbrtrrid 5140 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))))
9460lep1d 12252 . . . . . . . 8 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1))
9587, 60, 61, 93, 94letrd 11471 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1))
9687, 61, 30, 95, 86letrd 11471 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ ((log‘𝑍) + 1))
9761, 30, 95, 96le2sqd 14405 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1) ≤ ((log‘𝑍) + 1) ↔ (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ≤ (((log‘𝑍) + 1)↑2)))
9886, 97mpbid 235 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ≤ (((log‘𝑍) + 1)↑2))
9910, 62, 31, 70, 98letrd 11471 . . . 4 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘𝑍) + 1)↑2))
10028resqcld 14272 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) ∈ ℝ)
10165, 28remulcld 11343 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℝ)
102100, 101readdcld 11342 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) ∈ ℝ)
103 loge 26920 . . . . . . 7 (log‘e) = 1
10440rpge0d 13172 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ≤ (√‘𝑍))
10541, 41, 104, 54lemulge12d 12259 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)))
10627rprege0d 13175 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑍 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑍))
107 remsqsqrt 15429 . . . . . . . . . . 11 ((𝑍 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑍) → ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)) = 𝑍)
108106, 107syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)) = 𝑍)
109105, 108breqtrd 5130 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ 𝑍)
11043, 41, 36, 53, 109letrd 11471 . . . . . . . 8 (𝜑 → e ≤ 𝑍)
111 epr 16382 . . . . . . . . 9 e ∈ ℝ+
112 logleb 26937 . . . . . . . . 9 ((e ∈ ℝ+ ∧ 𝑍 ∈ ℝ+) → (e ≤ 𝑍 ↔ (log‘e) ≤ (log‘𝑍)))
113111, 27, 112sylancr 599 . . . . . . . 8 (𝜑 → (e ≤ 𝑍 ↔ (log‘e) ≤ (log‘𝑍)))
114110, 113mpbid 235 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘e) ≤ (log‘𝑍))
115103, 114eqbrtrrid 5140 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ≤ (log‘𝑍))
11639, 28, 102, 115leadd2dd 11935 . . . . 5 (𝜑 → ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + 1) ≤ ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)))
11728recnd 11341 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘𝑍) ∈ ℂ)
118 binom21 14367 . . . . . 6 ((log‘𝑍) ∈ ℂ → (((log‘𝑍) + 1)↑2) = ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + 1))
119117, 118syl 18 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 1)↑2) = ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + 1))
120117sqvald 14290 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) = ((log‘𝑍) · (log‘𝑍)))
121 df-3 12410 . . . . . . . . . 10 3 = (2 + 1)
122121oveq1i 7431 . . . . . . . . 9 (3 · (log‘𝑍)) = ((2 + 1) · (log‘𝑍))
123 2cnd 12425 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
124 1cnd 11306 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
125123, 124, 117adddird 11338 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((2 + 1) · (log‘𝑍)) = ((2 · (log‘𝑍)) + (1 · (log‘𝑍))))
126122, 125eqtrid 2807 . . . . . . . 8 (𝜑 → (3 · (log‘𝑍)) = ((2 · (log‘𝑍)) + (1 · (log‘𝑍))))
127117mullidd 11331 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 · (log‘𝑍)) = (log‘𝑍))
128127oveq2d 7437 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((2 · (log‘𝑍)) + (1 · (log‘𝑍))) = ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍)))
129126, 128eqtr2d 2796 . . . . . . 7 (𝜑 → ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍)) = (3 · (log‘𝑍)))
130120, 129oveq12d 7439 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘𝑍)↑2) + ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍))) = (((log‘𝑍) · (log‘𝑍)) + (3 · (log‘𝑍))))
131117sqcld 14291 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) ∈ ℂ)
132 2cn 12422 . . . . . . . 8 2 ∈ ℂ
133 mulcl 11288 . . . . . . . 8 ((2 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑍) ∈ ℂ) → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℂ)
134132, 117, 133sylancr 599 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℂ)
135131, 134, 117addassd 11335 . . . . . 6 (𝜑 → ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)) = (((log‘𝑍)↑2) + ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍))))
136 3cn 12428 . . . . . . . 8 3 ∈ ℂ
137136a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 3 ∈ ℂ)
138117, 137, 117adddird 11338 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) = (((log‘𝑍) · (log‘𝑍)) + (3 · (log‘𝑍))))
139130, 135, 1383eqtr4rd 2806 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) = ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)))
140116, 119, 1393brtr4d 5136 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 1)↑2) ≤ (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)))
14110, 31, 35, 99, 140letrd 11471 . . 3 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)))
14210, 35, 17lemul2d 13212 . . 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 235 . 2 (𝜑 → (𝑈 · (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))) ≤ (𝑈 · (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍))))
14417rpred 13168 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ)
145144adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑈 ∈ ℝ)
146145recnd 11341 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑈 ∈ ℂ)
1476recnd 11341 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (log‘𝑛) ∈ ℂ)
1485rpcnne0d 13177 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0))
149 div23 11997 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0)) → ((𝑈 · (log‘𝑛)) / 𝑛) = ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)))
150 divass 11996 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0)) → ((𝑈 · (log‘𝑛)) / 𝑛) = (𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
151149, 150eqtr3d 2797 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0)) → ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = (𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
152146, 147, 148, 151syl3anc 1398 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = (𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
153152sumeq2dv 15875 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))(𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
154144recnd 11341 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℂ)
1557recnd 11341 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℂ)
1562, 154, 155fsummulc2 15956 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))(𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
157153, 156eqtr4d 2798 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)))
158157oveq2d 7437 . . 3 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛))) = (2 · (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))))
1598recnd 11341 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℂ)
160123, 154, 159mul12d 11523 . . 3 (𝜑 → (2 · (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))) = (𝑈 · (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))))
161158, 160eqtrd 2795 . 2 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛))) = (𝑈 · (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))))
16234recnd 11341 . . 3 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℂ)
163154, 162, 117mulassd 11336 . 2 (𝜑 → ((𝑈 · ((log‘𝑍) + 3)) · (log‘𝑍)) = (𝑈 · (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍))))
164143, 161, 1633brtr4d 5136 1 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛))) ≤ ((𝑈 · ((log‘𝑍) + 3)) · (log‘𝑍)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421  ℂcc 11202  ℝcr 11203  0cc0 11204  1c1 11205   + caddc 11207   · cmul 11209  +∞cpnf 11344   < clt 11347   ≤ cle 11348   − cmin 11545   / cdiv 11977  ℕcn 12339  2c2 12401  3c3 12402  4c4 12403  cdc 12818  ℝ+crp 13124  (,)cioo 13480  [,)cico 13482  [,]cicc 13483  ...cfz 13643  ⌊cfl 13934  ↑cexp 14208  √csqrt 15406  abscabs 15407  Σcsu 15859  expce 16233  eceu 16234  logclog 26888  ψcchp 27426
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-inf2 9646  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281  ax-pre-sup 11282  ax-addf 11283
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-isom 6548  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-of 7694  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-supp 8181  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8480  df-2o 8481  df-oadd 8484  df-er 8721  df-map 8853  df-pm 8854  df-ixp 8930  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-fin 8981  df-fsupp 9358  df-fi 9407  df-sup 9438  df-inf 9439  df-oi 9508  df-card 10024  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-div 11978  df-nn 12340  df-2 12409  df-3 12410  df-4 12411  df-5 12412  df-6 12413  df-7 12414  df-8 12415  df-9 12416  df-n0 12611  df-xnn0 12684  df-z 12698  df-dec 12819  df-uz 12970  df-q 13080  df-rp 13125  df-xneg 13245  df-xadd 13246  df-xmul 13247  df-ioo 13484  df-ioc 13485  df-ico 13486  df-icc 13487  df-fz 13644  df-fzo 13793  df-fl 13936  df-mod 14014  df-seq 14149  df-exp 14209  df-fac 14422  df-bc 14451  df-hash 14479  df-shft 15226  df-cj 15272  df-re 15273  df-im 15274  df-sqrt 15408  df-abs 15409  df-limsup 15644  df-clim 15661  df-rlim 15662  df-sum 15860  df-ef 16239  df-e 16240  df-sin 16241  df-cos 16242  df-tan 16243  df-pi 16244  df-dvds 16429  df-struct 17331  df-sets 17348  df-slot 17366  df-ndx 17378  df-base 17394  df-ress 17415  df-plusg 17447  df-mulr 17448  df-starv 17449  df-sca 17450  df-vsca 17451  df-ip 17452  df-tset 17453  df-ple 17454  df-ds 17456  df-unif 17457  df-hom 17458  df-cco 17459  df-rest 17599  df-topn 17600  df-0g 17618  df-gsum 17619  df-topgen 17620  df-pt 17621  df-prds 17624  df-xrs 17680  df-qtop 17685  df-imas 17686  df-xps 17688  df-mre 17762  df-mrc 17763  df-acs 17765  df-mgm 18822  df-sgrp 18914  df-mnd 18930  df-submnd 18985  df-mulg 19284  df-cntz 19537  df-cmn 20002  df-psmet 21676  df-xmet 21677  df-met 21678  df-bl 21679  df-mopn 21680  df-fbas 21681  df-fg 21682  df-cnfld 21685  df-top 23218  df-topon 23235  df-topsp 23257  df-bases 23270  df-cld 23343  df-ntr 23344  df-cls 23345  df-nei 23422  df-lp 23460  df-perf 23461  df-cn 23551  df-cnp 23552  df-haus 23639  df-cmp 23711  df-tx 23887  df-hmeo 24080  df-fil 24171  df-fm 24263  df-flim 24264  df-flf 24265  df-xms 24645  df-ms 24646  df-tms 24647  df-cncf 25205  df-limc 26192  df-dv 26193  df-ulm 26710  df-log 26890  df-atan 27201  df-em 27326
This theorem is used by:  pntlemo  27940
  Copyright terms: Public domain W3C validator