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

Theorem pntlemk 27842
Description: Lemma for pnt 27850. 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 12339 . . . . 5 2 ∈ ℝ
2 fzfid 14037 . . . . . 6 (𝜑 → (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ∈ Fin)
3 elfznn 13608 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) → 𝑛 ∈ ℕ)
43adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑛 ∈ ℕ)
54nnrpd 13084 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑛 ∈ ℝ+)
65relogcld 26860 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (log‘𝑛) ∈ ℝ)
76, 4nndivred 12314 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ)
82, 7fsumrecl 15820 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ)
9 remulcl 11209 . . . . 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 (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 27833 . . . . . . . 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 1160 . . . . . . 7 (𝜑𝑍 ∈ ℝ+)
2827relogcld 26860 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘𝑍) ∈ ℝ)
29 peano2re 11407 . . . . . 6 ((log‘𝑍) ∈ ℝ → ((log‘𝑍) + 1) ∈ ℝ)
3028, 29syl 18 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 1) ∈ ℝ)
3130resqcld 14189 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 1)↑2) ∈ ℝ)
32 3re 12345 . . . . . 6 3 ∈ ℝ
33 readdcl 11207 . . . . . 6 (((log‘𝑍) ∈ ℝ ∧ 3 ∈ ℝ) → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℝ)
3428, 32, 33sylancl 598 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℝ)
3534, 28remulcld 11263 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) ∈ ℝ)
3627rpred 13086 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑍 ∈ ℝ)
3721simpld 500 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑌 ∈ ℝ+)
3836, 37rerpdivcld 13117 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ)
39 1red 11233 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
4027rpsqrtcld 15499 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (√‘𝑍) ∈ ℝ+)
4140rpred 13086 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (√‘𝑍) ∈ ℝ)
42 ere 16175 . . . . . . . . . . . . 13 e ∈ ℝ
4342a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → e ∈ ℝ)
44 1re 11232 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℝ
45 1lt2 12437 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 < 2
46 egt2lt3 16294 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (2 < e ∧ e < 3)
4746simpli 489 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 < e
4844, 1, 42lttri 11360 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1 < 2 ∧ 2 < e) → 1 < e)
4945, 47, 48mp2an 705 . . . . . . . . . . . . . 14 1 < e
5044, 42, 49ltleii 11357 . . . . . . . . . . . . 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 11391 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ≤ (√‘𝑍))
5552simp3d 1162 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ (𝑍 / 𝑌))
5639, 41, 38, 54, 55letrd 11391 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ≤ (𝑍 / 𝑌))
57 flge1nn 13882 . . . . . . . . . 10 (((𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ ∧ 1 ≤ (𝑍 / 𝑌)) → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℕ)
5838, 56, 57syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℕ)
5958nnrpd 13084 . . . . . . . 8 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ+)
6059relogcld 26860 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ∈ ℝ)
6160, 39readdcld 11262 . . . . . 6 (𝜑 → ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1) ∈ ℝ)
6261resqcld 14189 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ∈ ℝ)
63 logdivbnd 27792 . . . . . . 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 12369 . . . . . . . 8 0 < 2
6766a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < 2)
68 lemuldiv2 12120 . . . . . . 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 13857 . . . . . . . . . 10 ((𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ)
7238, 71syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ)
73 flle 13860 . . . . . . . . . 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 13046 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ+
7776a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ∈ ℝ+)
7877, 37, 27lediv2d 13110 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 ≤ 𝑌 ↔ (𝑍 / 𝑌) ≤ (𝑍 / 1)))
7975, 78mpbid 235 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ≤ (𝑍 / 1))
8036recnd 11261 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑍 ∈ ℂ)
8180div1d 12007 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 1) = 𝑍)
8279, 81breqtrd 5131 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ≤ 𝑍)
8372, 38, 36, 74, 82letrd 11391 . . . . . . . 8 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ 𝑍)
8459, 27logled 26864 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ 𝑍 ↔ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ (log‘𝑍)))
8583, 84mpbid 235 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ (log‘𝑍))
8660, 28, 39, 85leadd1dd 11852 . . . . . 6 (𝜑 → ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1) ≤ ((log‘𝑍) + 1))
87 0red 11235 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
88 log1 26822 . . . . . . . . 9 (log‘1) = 0
8958nnge1d 12308 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ≤ (⌊‘(𝑍 / 𝑌)))
90 logleb 26840 . . . . . . . . . . 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 5141 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))))
9460lep1d 12170 . . . . . . . 8 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1))
9587, 60, 61, 93, 94letrd 11391 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1))
9687, 61, 30, 95, 86letrd 11391 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ ((log‘𝑍) + 1))
9761, 30, 95, 96le2sqd 14321 . . . . . 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 11391 . . . 4 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘𝑍) + 1)↑2))
10028resqcld 14189 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) ∈ ℝ)
10165, 28remulcld 11263 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℝ)
102100, 101readdcld 11262 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) ∈ ℝ)
103 loge 26823 . . . . . . 7 (log‘e) = 1
10440rpge0d 13090 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ≤ (√‘𝑍))
10541, 41, 104, 54lemulge12d 12177 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)))
10627rprege0d 13093 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑍 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑍))
107 remsqsqrt 15343 . . . . . . . . . . 11 ((𝑍 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑍) → ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)) = 𝑍)
108106, 107syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)) = 𝑍)
109105, 108breqtrd 5131 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ 𝑍)
11043, 41, 36, 53, 109letrd 11391 . . . . . . . 8 (𝜑 → e ≤ 𝑍)
111 epr 16296 . . . . . . . . 9 e ∈ ℝ+
112 logleb 26840 . . . . . . . . 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 5141 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ≤ (log‘𝑍))
11639, 28, 102, 115leadd2dd 11853 . . . . 5 (𝜑 → ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + 1) ≤ ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)))
11728recnd 11261 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘𝑍) ∈ ℂ)
118 binom21 14283 . . . . . 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 14207 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) = ((log‘𝑍) · (log‘𝑍)))
121 df-3 12328 . . . . . . . . . 10 3 = (2 + 1)
122121oveq1i 7423 . . . . . . . . 9 (3 · (log‘𝑍)) = ((2 + 1) · (log‘𝑍))
123 2cnd 12343 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
124 1cnd 11226 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
125123, 124, 117adddird 11258 . . . . . . . . 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 11251 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 · (log‘𝑍)) = (log‘𝑍))
128127oveq2d 7429 . . . . . . . 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 7431 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘𝑍)↑2) + ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍))) = (((log‘𝑍) · (log‘𝑍)) + (3 · (log‘𝑍))))
131117sqcld 14208 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) ∈ ℂ)
132 2cn 12340 . . . . . . . 8 2 ∈ ℂ
133 mulcl 11208 . . . . . . . 8 ((2 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑍) ∈ ℂ) → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℂ)
134132, 117, 133sylancr 599 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℂ)
135131, 134, 117addassd 11255 . . . . . 6 (𝜑 → ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)) = (((log‘𝑍)↑2) + ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍))))
136 3cn 12346 . . . . . . . 8 3 ∈ ℂ
137136a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 3 ∈ ℂ)
138117, 137, 117adddird 11258 . . . . . 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 5137 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 1)↑2) ≤ (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)))
14110, 31, 35, 99, 140letrd 11391 . . 3 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)))
14210, 35, 17lemul2d 13130 . . 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 13086 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑈 ∈ ℝ)
145144adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑈 ∈ ℝ)
146145recnd 11261 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑈 ∈ ℂ)
1476recnd 11261 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (log‘𝑛) ∈ ℂ)
1485rpcnne0d 13095 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0))
149 div23 11915 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0)) → ((𝑈 · (log‘𝑛)) / 𝑛) = ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)))
150 divass 11914 . . . . . . . 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 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = (𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
153152sumeq2dv 15789 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))(𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
154144recnd 11261 . . . . . 6 (𝜑𝑈 ∈ ℂ)
1557recnd 11261 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℂ)
1562, 154, 155fsummulc2 15870 . . . . 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 7429 . . 3 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛))) = (2 · (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))))
1598recnd 11261 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℂ)
160123, 154, 159mul12d 11443 . . 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 11261 . . 3 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℂ)
163154, 162, 117mulassd 11256 . 2 (𝜑 → ((𝑈 · ((log‘𝑍) + 3)) · (log‘𝑍)) = (𝑈 · (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍))))
164143, 161, 1633brtr4d 5137 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 1570  wcel 2145  wne 2955  wral 3076  wrex 3086   class class class wbr 5103  cmpt 5186  cfv 6533  (class class class)co 7413  cc 11122  cr 11123  0cc0 11124  1c1 11125   + caddc 11127   · cmul 11129  +∞cpnf 11264   < clt 11267  cle 11268  cmin 11465   / cdiv 11895  cn 12257  2c2 12319  3c3 12320  4c4 12321  cdc 12736  +crp 13042  (,)cioo 13398  [,)cico 13400  [,]cicc 13401  ...cfz 13561  cfl 13851  cexp 14125  csqrt 15320  abscabs 15321  Σcsu 15773  expce 16147  eceu 16148  logclog 26791  ψcchp 27329
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-inf2 9620  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201  ax-pre-sup 11202  ax-addf 11203
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 2100  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 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-of 7678  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-supp 8159  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-2o 8456  df-oadd 8459  df-er 8696  df-map 8828  df-pm 8829  df-ixp 8905  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-fsupp 9332  df-fi 9381  df-sup 9412  df-inf 9413  df-oi 9482  df-card 9944  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11467  df-neg 11468  df-div 11896  df-nn 12258  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 12529  df-xnn0 12602  df-z 12616  df-dec 12737  df-uz 12888  df-q 12998  df-rp 13043  df-xneg 13163  df-xadd 13164  df-xmul 13165  df-ioo 13402  df-ioc 13403  df-ico 13404  df-icc 13405  df-fz 13562  df-fzo 13710  df-fl 13853  df-mod 13931  df-seq 14066  df-exp 14126  df-fac 14338  df-bc 14367  df-hash 14395  df-shft 15140  df-cj 15186  df-re 15187  df-im 15188  df-sqrt 15322  df-abs 15323  df-limsup 15558  df-clim 15575  df-rlim 15576  df-sum 15774  df-ef 16153  df-e 16154  df-sin 16155  df-cos 16156  df-tan 16157  df-pi 16158  df-dvds 16343  df-struct 17239  df-sets 17256  df-slot 17274  df-ndx 17286  df-base 17302  df-ress 17323  df-plusg 17355  df-mulr 17356  df-starv 17357  df-sca 17358  df-vsca 17359  df-ip 17360  df-tset 17361  df-ple 17362  df-ds 17364  df-unif 17365  df-hom 17366  df-cco 17367  df-rest 17507  df-topn 17508  df-0g 17526  df-gsum 17527  df-topgen 17528  df-pt 17529  df-prds 17532  df-xrs 17588  df-qtop 17593  df-imas 17594  df-xps 17596  df-mre 17670  df-mrc 17671  df-acs 17673  df-mgm 18730  df-sgrp 18821  df-mnd 18837  df-submnd 18892  df-mulg 19191  df-cntz 19444  df-cmn 19909  df-psmet 21577  df-xmet 21578  df-met 21579  df-bl 21580  df-mopn 21581  df-fbas 21582  df-fg 21583  df-cnfld 21586  df-top 23119  df-topon 23136  df-topsp 23158  df-bases 23171  df-cld 23244  df-ntr 23245  df-cls 23246  df-nei 23323  df-lp 23361  df-perf 23362  df-cn 23452  df-cnp 23453  df-haus 23540  df-cmp 23612  df-tx 23788  df-hmeo 23981  df-fil 24072  df-fm 24164  df-flim 24165  df-flf 24166  df-xms 24546  df-ms 24547  df-tms 24548  df-cncf 25106  df-limc 26093  df-dv 26094  df-ulm 26613  df-log 26793  df-atan 27104  df-em 27229
This theorem is used by:  pntlemo  27843
  Copyright terms: Public domain W3C validator