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

Theorem pntlemk 27650
Description: Lemma for pnt 27658. 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 12340 . . . . 5 2 ∈ ℝ
2 fzfid 14014 . . . . . 6 (𝜑 → (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ∈ Fin)
3 elfznn 13593 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) → 𝑛 ∈ ℕ)
43adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑛 ∈ ℕ)
54nnrpd 13075 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑛 ∈ ℝ+)
65relogcld 26665 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (log‘𝑛) ∈ ℝ)
76, 4nndivred 12320 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ)
82, 7fsumrecl 15770 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℝ)
9 remulcl 11240 . . . . 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 27641 . . . . . . . 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 1143 . . . . . . 7 (𝜑𝑍 ∈ ℝ+)
2827relogcld 26665 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘𝑍) ∈ ℝ)
29 peano2re 11434 . . . . . 6 ((log‘𝑍) ∈ ℝ → ((log‘𝑍) + 1) ∈ ℝ)
3028, 29syl 17 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 1) ∈ ℝ)
3130resqcld 14165 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 1)↑2) ∈ ℝ)
32 3re 12346 . . . . . 6 3 ∈ ℝ
33 readdcl 11238 . . . . . 6 (((log‘𝑍) ∈ ℝ ∧ 3 ∈ ℝ) → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℝ)
3428, 32, 33sylancl 586 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℝ)
3534, 28remulcld 11291 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) ∈ ℝ)
3627rpred 13077 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑍 ∈ ℝ)
3721simpld 494 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑌 ∈ ℝ+)
3836, 37rerpdivcld 13108 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ)
39 1red 11262 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
4027rpsqrtcld 15450 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (√‘𝑍) ∈ ℝ+)
4140rpred 13077 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (√‘𝑍) ∈ ℝ)
42 ere 16125 . . . . . . . . . . . . 13 e ∈ ℝ
4342a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → e ∈ ℝ)
44 1re 11261 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℝ
45 1lt2 12437 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 < 2
46 egt2lt3 16242 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (2 < e ∧ e < 3)
4746simpli 483 . . . . . . . . . . . . . . 15 2 < e
4844, 1, 42lttri 11387 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1 < 2 ∧ 2 < e) → 1 < e)
4945, 47, 48mp2an 692 . . . . . . . . . . . . . 14 1 < e
5044, 42, 49ltleii 11384 . . . . . . . . . . . . 13 1 ≤ e
5150a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ≤ e)
5226simp2d 1144 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (1 < 𝑍 ∧ e ≤ (√‘𝑍) ∧ (√‘𝑍) ≤ (𝑍 / 𝑌)))
5352simp2d 1144 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → e ≤ (√‘𝑍))
5439, 43, 41, 51, 53letrd 11418 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ≤ (√‘𝑍))
5552simp3d 1145 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ (𝑍 / 𝑌))
5639, 41, 38, 54, 55letrd 11418 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ≤ (𝑍 / 𝑌))
57 flge1nn 13861 . . . . . . . . . 10 (((𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ ∧ 1 ≤ (𝑍 / 𝑌)) → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℕ)
5838, 56, 57syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℕ)
5958nnrpd 13075 . . . . . . . 8 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ+)
6059relogcld 26665 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ∈ ℝ)
6160, 39readdcld 11290 . . . . . 6 (𝜑 → ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1) ∈ ℝ)
6261resqcld 14165 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1)↑2) ∈ ℝ)
63 logdivbnd 27600 . . . . . . 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 12369 . . . . . . . 8 0 < 2
6766a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < 2)
68 lemuldiv2 12149 . . . . . . 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 1376 . . . . . 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 13836 . . . . . . . . . 10 ((𝑍 / 𝑌) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ)
7238, 71syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ∈ ℝ)
73 flle 13839 . . . . . . . . . 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 13038 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ+
7776a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 1 ∈ ℝ+)
7877, 37, 27lediv2d 13101 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 ≤ 𝑌 ↔ (𝑍 / 𝑌) ≤ (𝑍 / 1)))
7975, 78mpbid 232 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ≤ (𝑍 / 1))
8036recnd 11289 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑍 ∈ ℂ)
8180div1d 12035 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑍 / 1) = 𝑍)
8279, 81breqtrd 5169 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑍 / 𝑌) ≤ 𝑍)
8372, 38, 36, 74, 82letrd 11418 . . . . . . . 8 (𝜑 → (⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ 𝑍)
8459, 27logled 26669 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((⌊‘(𝑍 / 𝑌)) ≤ 𝑍 ↔ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ (log‘𝑍)))
8583, 84mpbid 232 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ (log‘𝑍))
8660, 28, 39, 85leadd1dd 11877 . . . . . 6 (𝜑 → ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1) ≤ ((log‘𝑍) + 1))
87 0red 11264 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
88 log1 26627 . . . . . . . . 9 (log‘1) = 0
8958nnge1d 12314 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ≤ (⌊‘(𝑍 / 𝑌)))
90 logleb 26645 . . . . . . . . . . 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 5179 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≤ (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))))
9460lep1d 12199 . . . . . . . 8 (𝜑 → (log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) ≤ ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1))
9587, 60, 61, 93, 94letrd 11418 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ ((log‘(⌊‘(𝑍 / 𝑌))) + 1))
9687, 61, 30, 95, 86letrd 11418 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ ((log‘𝑍) + 1))
9761, 30, 95, 96le2sqd 14296 . . . . . 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 11418 . . . 4 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘𝑍) + 1)↑2))
10028resqcld 14165 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) ∈ ℝ)
10165, 28remulcld 11291 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℝ)
102100, 101readdcld 11290 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) ∈ ℝ)
103 loge 26628 . . . . . . 7 (log‘e) = 1
10440rpge0d 13081 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ≤ (√‘𝑍))
10541, 41, 104, 54lemulge12d 12206 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)))
10627rprege0d 13084 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑍 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑍))
107 remsqsqrt 15295 . . . . . . . . . . 11 ((𝑍 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑍) → ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)) = 𝑍)
108106, 107syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((√‘𝑍) · (√‘𝑍)) = 𝑍)
109105, 108breqtrd 5169 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (√‘𝑍) ≤ 𝑍)
11043, 41, 36, 53, 109letrd 11418 . . . . . . . 8 (𝜑 → e ≤ 𝑍)
111 epr 16244 . . . . . . . . 9 e ∈ ℝ+
112 logleb 26645 . . . . . . . . 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 5179 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ≤ (log‘𝑍))
11639, 28, 102, 115leadd2dd 11878 . . . . 5 (𝜑 → ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + 1) ≤ ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)))
11728recnd 11289 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘𝑍) ∈ ℂ)
118 binom21 14258 . . . . . 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 14183 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) = ((log‘𝑍) · (log‘𝑍)))
121 df-3 12330 . . . . . . . . . 10 3 = (2 + 1)
122121oveq1i 7441 . . . . . . . . 9 (3 · (log‘𝑍)) = ((2 + 1) · (log‘𝑍))
123 2cnd 12344 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
124 1cnd 11256 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
125123, 124, 117adddird 11286 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((2 + 1) · (log‘𝑍)) = ((2 · (log‘𝑍)) + (1 · (log‘𝑍))))
126122, 125eqtrid 2789 . . . . . . . 8 (𝜑 → (3 · (log‘𝑍)) = ((2 · (log‘𝑍)) + (1 · (log‘𝑍))))
127117mullidd 11279 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 · (log‘𝑍)) = (log‘𝑍))
128127oveq2d 7447 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((2 · (log‘𝑍)) + (1 · (log‘𝑍))) = ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍)))
129126, 128eqtr2d 2778 . . . . . . 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 14184 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log‘𝑍)↑2) ∈ ℂ)
132 2cn 12341 . . . . . . . 8 2 ∈ ℂ
133 mulcl 11239 . . . . . . . 8 ((2 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑍) ∈ ℂ) → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℂ)
134132, 117, 133sylancr 587 . . . . . . 7 (𝜑 → (2 · (log‘𝑍)) ∈ ℂ)
135131, 134, 117addassd 11283 . . . . . 6 (𝜑 → ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)) = (((log‘𝑍)↑2) + ((2 · (log‘𝑍)) + (log‘𝑍))))
136 3cn 12347 . . . . . . . 8 3 ∈ ℂ
137136a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 3 ∈ ℂ)
138117, 137, 117adddird 11286 . . . . . 6 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) = (((log‘𝑍) · (log‘𝑍)) + (3 · (log‘𝑍))))
139130, 135, 1383eqtr4rd 2788 . . . . 5 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)) = ((((log‘𝑍)↑2) + (2 · (log‘𝑍))) + (log‘𝑍)))
140116, 119, 1393brtr4d 5175 . . . 4 (𝜑 → (((log‘𝑍) + 1)↑2) ≤ (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)))
14110, 31, 35, 99, 140letrd 11418 . . 3 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) ≤ (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍)))
14210, 35, 17lemul2d 13121 . . 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 13077 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑈 ∈ ℝ)
145144adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑈 ∈ ℝ)
146145recnd 11289 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → 𝑈 ∈ ℂ)
1476recnd 11289 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (log‘𝑛) ∈ ℂ)
1485rpcnne0d 13086 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0))
149 div23 11941 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0)) → ((𝑈 · (log‘𝑛)) / 𝑛) = ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)))
150 divass 11940 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0)) → ((𝑈 · (log‘𝑛)) / 𝑛) = (𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
151149, 150eqtr3d 2779 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ ℂ ∧ (log‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0)) → ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = (𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
152146, 147, 148, 151syl3anc 1373 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = (𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
153152sumeq2dv 15738 . . . . 5 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛)) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))(𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
154144recnd 11289 . . . . . 6 (𝜑𝑈 ∈ ℂ)
1557recnd 11289 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))) → ((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℂ)
1562, 154, 155fsummulc2 15820 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛)) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))(𝑈 · ((log‘𝑛) / 𝑛)))
157153, 156eqtr4d 2780 . . . 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 11289 . . . 4 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛) ∈ ℂ)
160123, 154, 159mul12d 11470 . . 3 (𝜑 → (2 · (𝑈 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))) = (𝑈 · (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))))
161158, 160eqtrd 2777 . 2 (𝜑 → (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((𝑈 / 𝑛) · (log‘𝑛))) = (𝑈 · (2 · Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘(𝑍 / 𝑌)))((log‘𝑛) / 𝑛))))
16234recnd 11289 . . 3 (𝜑 → ((log‘𝑍) + 3) ∈ ℂ)
163154, 162, 117mulassd 11284 . 2 (𝜑 → ((𝑈 · ((log‘𝑍) + 3)) · (log‘𝑍)) = (𝑈 · (((log‘𝑍) + 3) · (log‘𝑍))))
164143, 161, 1633brtr4d 5175 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 1087   = wceq 1540  wcel 2108  wne 2940  wral 3061  wrex 3070   class class class wbr 5143  cmpt 5225  cfv 6561  (class class class)co 7431  cc 11153  cr 11154  0cc0 11155  1c1 11156   + caddc 11158   · cmul 11160  +∞cpnf 11292   < clt 11295  cle 11296  cmin 11492   / cdiv 11920  cn 12266  2c2 12321  3c3 12322  4c4 12323  cdc 12733  +crp 13034  (,)cioo 13387  [,)cico 13389  [,]cicc 13390  ...cfz 13547  cfl 13830  cexp 14102  csqrt 15272  abscabs 15273  Σcsu 15722  expce 16097  eceu 16098  logclog 26596  ψcchp 27136
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-inf2 9681  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-pre-sup 11233  ax-addf 11234
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-tp 4631  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-iin 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-supp 8186  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-2o 8507  df-oadd 8510  df-er 8745  df-map 8868  df-pm 8869  df-ixp 8938  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-fsupp 9402  df-fi 9451  df-sup 9482  df-inf 9483  df-oi 9550  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-div 11921  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-5 12332  df-6 12333  df-7 12334  df-8 12335  df-9 12336  df-n0 12527  df-xnn0 12600  df-z 12614  df-dec 12734  df-uz 12879  df-q 12991  df-rp 13035  df-xneg 13154  df-xadd 13155  df-xmul 13156  df-ioo 13391  df-ioc 13392  df-ico 13393  df-icc 13394  df-fz 13548  df-fzo 13695  df-fl 13832  df-mod 13910  df-seq 14043  df-exp 14103  df-fac 14313  df-bc 14342  df-hash 14370  df-shft 15106  df-cj 15138  df-re 15139  df-im 15140  df-sqrt 15274  df-abs 15275  df-limsup 15507  df-clim 15524  df-rlim 15525  df-sum 15723  df-ef 16103  df-e 16104  df-sin 16105  df-cos 16106  df-tan 16107  df-pi 16108  df-dvds 16291  df-struct 17184  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-starv 17312  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-ip 17315  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-unif 17320  df-hom 17321  df-cco 17322  df-rest 17467  df-topn 17468  df-0g 17486  df-gsum 17487  df-topgen 17488  df-pt 17489  df-prds 17492  df-xrs 17547  df-qtop 17552  df-imas 17553  df-xps 17555  df-mre 17629  df-mrc 17630  df-acs 17632  df-mgm 18653  df-sgrp 18732  df-mnd 18748  df-submnd 18797  df-mulg 19086  df-cntz 19335  df-cmn 19800  df-psmet 21356  df-xmet 21357  df-met 21358  df-bl 21359  df-mopn 21360  df-fbas 21361  df-fg 21362  df-cnfld 21365  df-top 22900  df-topon 22917  df-topsp 22939  df-bases 22953  df-cld 23027  df-ntr 23028  df-cls 23029  df-nei 23106  df-lp 23144  df-perf 23145  df-cn 23235  df-cnp 23236  df-haus 23323  df-cmp 23395  df-tx 23570  df-hmeo 23763  df-fil 23854  df-fm 23946  df-flim 23947  df-flf 23948  df-xms 24330  df-ms 24331  df-tms 24332  df-cncf 24904  df-limc 25901  df-dv 25902  df-ulm 26420  df-log 26598  df-atan 26910  df-em 27036
This theorem is referenced by:  pntlemo  27651
  Copyright terms: Public domain W3C validator