Theorem selbergsb 27520

Description: Selberg's symmetry formula, using the definition of the Selberg function. (Contributed by Mario Carneiro, 31-May-2016.)

Hypothesis

Ref	Expression
pntsval.1	⊢ 𝑆 = (𝑎 ∈ ℝ ↦ Σ𝑖 ∈ (1...(⌊‘𝑎))((Λ‘𝑖) · ((log‘𝑖) + (ψ‘(𝑎 / 𝑖)))))

Assertion

Ref	Expression
selbergsb	⊢ ∃𝑐 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ (1[,)+∞)(abs‘(((𝑆‘𝑥) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))) ≤ 𝑐

Distinct variable groups:   𝑎,𝑐,𝑖,𝑥   𝑆,𝑐,𝑥

Allowed substitution hints:   𝑆(𝑖,𝑎)

Proof of Theorem selbergsb

Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		selbergb 27494	. 2 ⊢ ∃𝑐 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ (1[,)+∞)(abs‘((Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝑥))((Λ‘𝑛) · ((log‘𝑛) + (ψ‘(𝑥 / 𝑛)))) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))) ≤ 𝑐
2		1re 11152	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℝ
3		elicopnf 13384	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (1[,)+∞) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑥)))
4	2, 3	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (1[,)+∞) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝑥))
5	4	simplbi 497	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ (1[,)+∞) → 𝑥 ∈ ℝ)
6		pntsval.1	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑆 = (𝑎 ∈ ℝ ↦ Σ𝑖 ∈ (1...(⌊‘𝑎))((Λ‘𝑖) · ((log‘𝑖) + (ψ‘(𝑎 / 𝑖)))))
7	6	pntsval 27517	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → (𝑆‘𝑥) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝑥))((Λ‘𝑛) · ((log‘𝑛) + (ψ‘(𝑥 / 𝑛)))))
8	5, 7	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (1[,)+∞) → (𝑆‘𝑥) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝑥))((Λ‘𝑛) · ((log‘𝑛) + (ψ‘(𝑥 / 𝑛)))))
9	8	oveq1d 7384	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (1[,)+∞) → ((𝑆‘𝑥) / 𝑥) = (Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝑥))((Λ‘𝑛) · ((log‘𝑛) + (ψ‘(𝑥 / 𝑛)))) / 𝑥))
10	9	fvoveq1d 7391	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ (1[,)+∞) → (abs‘(((𝑆‘𝑥) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))) = (abs‘((Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝑥))((Λ‘𝑛) · ((log‘𝑛) + (ψ‘(𝑥 / 𝑛)))) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))))
11	10	breq1d 5112	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ (1[,)+∞) → ((abs‘(((𝑆‘𝑥) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))) ≤ 𝑐 ↔ (abs‘((Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝑥))((Λ‘𝑛) · ((log‘𝑛) + (ψ‘(𝑥 / 𝑛)))) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))) ≤ 𝑐))
12	11	ralbiia 3073	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ (1[,)+∞)(abs‘(((𝑆‘𝑥) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))) ≤ 𝑐 ↔ ∀𝑥 ∈ (1[,)+∞)(abs‘((Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝑥))((Λ‘𝑛) · ((log‘𝑛) + (ψ‘(𝑥 / 𝑛)))) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))) ≤ 𝑐)
13	12	rexbii 3076	. 2 ⊢ (∃𝑐 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ (1[,)+∞)(abs‘(((𝑆‘𝑥) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))) ≤ 𝑐 ↔ ∃𝑐 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ (1[,)+∞)(abs‘((Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝑥))((Λ‘𝑛) · ((log‘𝑛) + (ψ‘(𝑥 / 𝑛)))) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))) ≤ 𝑐)
14	1, 13	mpbir 231	1 ⊢ ∃𝑐 ∈ ℝ+ ∀𝑥 ∈ (1[,)+∞)(abs‘(((𝑆‘𝑥) / 𝑥) − (2 · (log‘𝑥)))) ≤ 𝑐

Syntax hints:   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3044  ∃wrex 3053   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5183  ‘cfv 6499  (class class class)co 7369  ℝcr 11045  1c1 11047   + caddc 11049   · cmul 11051  +∞cpnf 11183   ≤ cle 11187   − cmin 11383   / cdiv 11813  2c2 12219  ℝ⁺crp 12929  [,)cico 13286  ...cfz 13446  ⌊cfl 13730  abscabs 15177  Σcsu 15629  logclog 26497  Λcvma 27036  ψcchp 27037

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 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5229  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-inf2 9572  ax-cnex 11102  ax-resscn 11103  ax-1cn 11104  ax-icn 11105  ax-addcl 11106  ax-addrcl 11107  ax-mulcl 11108  ax-mulrcl 11109  ax-mulcom 11110  ax-addass 11111  ax-mulass 11112  ax-distr 11113  ax-i2m1 11114  ax-1ne0 11115  ax-1rid 11116  ax-rnegex 11117  ax-rrecex 11118  ax-cnre 11119  ax-pre-lttri 11120  ax-pre-lttrn 11121  ax-pre-ltadd 11122  ax-pre-mulgt0 11123  ax-pre-sup 11124  ax-addf 11125

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-uni 4868  df-int 4907  df-iun 4953  df-iin 4954  df-disj 5070  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-isom 6508  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-of 7633  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-supp 8117  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-1o 8411  df-2o 8412  df-oadd 8415  df-er 8648  df-map 8778  df-pm 8779  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9289  df-fi 9338  df-sup 9369  df-inf 9370  df-oi 9439  df-dju 9832  df-card 9870  df-pnf 11188  df-mnf 11189  df-xr 11190  df-ltxr 11191  df-le 11192  df-sub 11385  df-neg 11386  df-div 11814  df-nn 12165  df-2 12227  df-3 12228  df-4 12229  df-5 12230  df-6 12231  df-7 12232  df-8 12233  df-9 12234  df-n0 12421  df-xnn0 12494  df-z 12508  df-dec 12628  df-uz 12772  df-q 12886  df-rp 12930  df-xneg 13050  df-xadd 13051  df-xmul 13052  df-ioo 13288  df-ioc 13289  df-ico 13290  df-icc 13291  df-fz 13447  df-fzo 13594  df-fl 13732  df-mod 13810  df-seq 13945  df-exp 14005  df-fac 14217  df-bc 14246  df-hash 14274  df-shft 15010  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15414  df-clim 15431  df-rlim 15432  df-o1 15433  df-lo1 15434  df-sum 15630  df-ef 16010  df-e 16011  df-sin 16012  df-cos 16013  df-tan 16014  df-pi 16015  df-dvds 16200  df-gcd 16442  df-prm 16619  df-pc 16785  df-struct 17094  df-sets 17111  df-slot 17129  df-ndx 17141  df-base 17157  df-ress 17178  df-plusg 17210  df-mulr 17211  df-starv 17212  df-sca 17213  df-vsca 17214  df-ip 17215  df-tset 17216  df-ple 17217  df-ds 17219  df-unif 17220  df-hom 17221  df-cco 17222  df-rest 17362  df-topn 17363  df-0g 17381  df-gsum 17382  df-topgen 17383  df-pt 17384  df-prds 17387  df-xrs 17442  df-qtop 17447  df-imas 17448  df-xps 17450  df-mre 17524  df-mrc 17525  df-acs 17527  df-mgm 18550  df-sgrp 18629  df-mnd 18645  df-submnd 18694  df-mulg 18983  df-cntz 19232  df-cmn 19697  df-psmet 21289  df-xmet 21290  df-met 21291  df-bl 21292  df-mopn 21293  df-fbas 21294  df-fg 21295  df-cnfld 21298  df-top 22815  df-topon 22832  df-topsp 22854  df-bases 22867  df-cld 22940  df-ntr 22941  df-cls 22942  df-nei 23019  df-lp 23057  df-perf 23058  df-cn 23148  df-cnp 23149  df-haus 23236  df-cmp 23308  df-tx 23483  df-hmeo 23676  df-fil 23767  df-fm 23859  df-flim 23860  df-flf 23861  df-xms 24242  df-ms 24243  df-tms 24244  df-cncf 24805  df-limc 25801  df-dv 25802  df-ulm 26320  df-log 26499  df-cxp 26500  df-atan 26811  df-em 26937  df-vma 27042  df-chp 27043  df-mu 27045

This theorem is referenced by:  pntrlog2bndlem4  27525