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

Theorem vmalogdivsum 27388
Description: The sum ฮฃ๐‘› โ‰ค ๐‘ฅ, ฮ›(๐‘›)log๐‘› / ๐‘› is asymptotic to logโ†‘2(๐‘ฅ) / 2 + ๐‘‚(log๐‘ฅ). Exercise 9.1.7 of [Shapiro], p. 336. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
vmalogdivsum (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†ฆ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))) โˆˆ ๐‘‚(1)
Distinct variable group:   ๐‘ฅ,๐‘›

Proof of Theorem vmalogdivsum
StepHypRef Expression
1 elioore 13351 . . . . . . . 8 (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„)
21adantl 481 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„)
3 1rp 12975 . . . . . . . 8 1 โˆˆ โ„+
43a1i 11 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ 1 โˆˆ โ„+)
5 1red 11212 . . . . . . . 8 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ 1 โˆˆ โ„)
6 eliooord 13380 . . . . . . . . . 10 (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†’ (1 < ๐‘ฅ โˆง ๐‘ฅ < +โˆž))
76adantl 481 . . . . . . . . 9 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (1 < ๐‘ฅ โˆง ๐‘ฅ < +โˆž))
87simpld 494 . . . . . . . 8 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ 1 < ๐‘ฅ)
95, 2, 8ltled 11359 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ 1 โ‰ค ๐‘ฅ)
102, 4, 9rpgecld 13052 . . . . . 6 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+)
1110ex 412 . . . . 5 (โŠค โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+))
1211ssrdv 3980 . . . 4 (โŠค โ†’ (1(,)+โˆž) โІ โ„+)
13 vmadivsum 27331 . . . . 5 (๐‘ฅ โˆˆ โ„+ โ†ฆ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ))) โˆˆ ๐‘‚(1)
1413a1i 11 . . . 4 (โŠค โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ โ„+ โ†ฆ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ))) โˆˆ ๐‘‚(1))
1512, 14o1res2 15504 . . 3 (โŠค โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†ฆ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ))) โˆˆ ๐‘‚(1))
16 fzfid 13935 . . . . . 6 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ)) โˆˆ Fin)
17 elfznn 13527 . . . . . . . . . 10 (๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ)) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•)
1817adantl 481 . . . . . . . . 9 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•)
19 vmacl 26966 . . . . . . . . 9 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (ฮ›โ€˜๐‘›) โˆˆ โ„)
2018, 19syl 17 . . . . . . . 8 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (ฮ›โ€˜๐‘›) โˆˆ โ„)
2120, 18nndivred 12263 . . . . . . 7 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„)
2221recnd 11239 . . . . . 6 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
2316, 22fsumcl 15676 . . . . 5 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
2410relogcld 26473 . . . . . 6 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„)
2524recnd 11239 . . . . 5 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„‚)
2623, 25subcld 11568 . . . 4 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆˆ โ„‚)
2718nnrpd 13011 . . . . . . . . . 10 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„+)
2827relogcld 26473 . . . . . . . . 9 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (logโ€˜๐‘›) โˆˆ โ„)
2921, 28remulcld 11241 . . . . . . . 8 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) โˆˆ โ„)
3016, 29fsumrecl 15677 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) โˆˆ โ„)
312, 8rplogcld 26479 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„+)
3230, 31rerpdivcld 13044 . . . . . 6 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆˆ โ„)
3324rehalfcld 12456 . . . . . 6 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2) โˆˆ โ„)
3432, 33resubcld 11639 . . . . 5 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆˆ โ„)
3534recnd 11239 . . . 4 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆˆ โ„‚)
3633recnd 11239 . . . . . . . . 9 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2) โˆˆ โ„‚)
3723, 36subcld 11568 . . . . . . . 8 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆˆ โ„‚)
3832recnd 11239 . . . . . . . 8 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆˆ โ„‚)
3937, 38, 36nnncan2d 11603 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆ’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))) = ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆ’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ))))
4023, 36, 36subsub4d 11599 . . . . . . . . 9 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) = (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (((logโ€˜๐‘ฅ) / 2) + ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))))
41252halvesd 12455 . . . . . . . . . 10 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (((logโ€˜๐‘ฅ) / 2) + ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) = (logโ€˜๐‘ฅ))
4241oveq2d 7417 . . . . . . . . 9 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (((logโ€˜๐‘ฅ) / 2) + ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))) = (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ)))
4340, 42eqtrd 2764 . . . . . . . 8 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) = (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ)))
4443oveq1d 7416 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆ’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))) = ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))))
4523, 36, 38sub32d 11600 . . . . . . . 8 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆ’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ))) = ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ))) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)))
4610adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+)
4746relogcld 26473 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„)
4821, 47remulcld 11241 . . . . . . . . . . . . . 14 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆˆ โ„)
4948recnd 11239 . . . . . . . . . . . . 13 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆˆ โ„‚)
5029recnd 11239 . . . . . . . . . . . . 13 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) โˆˆ โ„‚)
5116, 49, 50fsumsub 15731 . . . . . . . . . . . 12 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›))) = (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›))))
5246, 27relogdivd 26476 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›)) = ((logโ€˜๐‘ฅ) โˆ’ (logโ€˜๐‘›)))
5352oveq2d 7417 . . . . . . . . . . . . . 14 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) = (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท ((logโ€˜๐‘ฅ) โˆ’ (logโ€˜๐‘›))))
5425adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„‚)
5528recnd 11239 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (logโ€˜๐‘›) โˆˆ โ„‚)
5622, 54, 55subdid 11667 . . . . . . . . . . . . . 14 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท ((logโ€˜๐‘ฅ) โˆ’ (logโ€˜๐‘›))) = ((((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›))))
5753, 56eqtrd 2764 . . . . . . . . . . . . 13 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) = ((((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›))))
5857sumeq2dv 15646 . . . . . . . . . . . 12 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) = ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ (((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›))))
5920recnd 11239 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (ฮ›โ€˜๐‘›) โˆˆ โ„‚)
6018nncnd 12225 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„‚)
6118nnne0d 12259 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ๐‘› โ‰  0)
6259, 60, 61divcld 11987 . . . . . . . . . . . . . 14 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
6316, 25, 62fsummulc1 15728 . . . . . . . . . . . . 13 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) = ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)))
6463oveq1d 7416 . . . . . . . . . . . 12 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›))) = (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›))))
6551, 58, 643eqtr4d 2774 . . . . . . . . . . 11 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) = ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›))))
6665oveq1d 7416 . . . . . . . . . 10 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) / (logโ€˜๐‘ฅ)) = (((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›))) / (logโ€˜๐‘ฅ)))
6723, 25mulcld 11231 . . . . . . . . . . 11 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆˆ โ„‚)
6830recnd 11239 . . . . . . . . . . 11 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) โˆˆ โ„‚)
6931rpne0d 13018 . . . . . . . . . . 11 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โ‰  0)
7067, 68, 25, 69divsubdird 12026 . . . . . . . . . 10 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›))) / (logโ€˜๐‘ฅ)) = (((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ))))
7123, 25, 69divcan4d 11993 . . . . . . . . . . 11 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) = ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›))
7271oveq1d 7416 . . . . . . . . . 10 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘ฅ)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ))) = (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ))))
7366, 70, 723eqtrd 2768 . . . . . . . . 9 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) / (logโ€˜๐‘ฅ)) = (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ))))
7473oveq1d 7416 . . . . . . . 8 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) = ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ))) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)))
7545, 74eqtr4d 2767 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) โˆ’ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ))) = ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)))
7639, 44, 753eqtr3d 2772 . . . . . 6 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))) = ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)))
7776mpteq2dva 5238 . . . . 5 (โŠค โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†ฆ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)))) = (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†ฆ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))))
78 vmalogdivsum2 27387 . . . . 5 (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†ฆ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜(๐‘ฅ / ๐‘›))) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))) โˆˆ ๐‘‚(1)
7977, 78eqeltrdi 2833 . . . 4 (โŠค โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†ฆ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)))) โˆˆ ๐‘‚(1))
8026, 35, 79o1dif 15571 . . 3 (โŠค โ†’ ((๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†ฆ (ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆ’ (logโ€˜๐‘ฅ))) โˆˆ ๐‘‚(1) โ†” (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†ฆ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))) โˆˆ ๐‘‚(1)))
8115, 80mpbid 231 . 2 (โŠค โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†ฆ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))) โˆˆ ๐‘‚(1))
8281mptru 1540 1 (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†ฆ ((ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))(((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) ยท (logโ€˜๐‘›)) / (logโ€˜๐‘ฅ)) โˆ’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2))) โˆˆ ๐‘‚(1)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โˆง wa 395  โŠคwtru 1534   โˆˆ wcel 2098   class class class wbr 5138   โ†ฆ cmpt 5221  โ€˜cfv 6533  (class class class)co 7401  โ„‚cc 11104  โ„cr 11105  1c1 11107   + caddc 11109   ยท cmul 11111  +โˆžcpnf 11242   < clt 11245   โˆ’ cmin 11441   / cdiv 11868  โ„•cn 12209  2c2 12264  โ„+crp 12971  (,)cioo 13321  ...cfz 13481  โŒŠcfl 13752  ๐‘‚(1)co1 15427  ฮฃcsu 15629  logclog 26405  ฮ›cvma 26940
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-rep 5275  ax-sep 5289  ax-nul 5296  ax-pow 5353  ax-pr 5417  ax-un 7718  ax-inf2 9632  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3959  df-nul 4315  df-if 4521  df-pw 4596  df-sn 4621  df-pr 4623  df-tp 4625  df-op 4627  df-uni 4900  df-int 4941  df-iun 4989  df-iin 4990  df-br 5139  df-opab 5201  df-mpt 5222  df-tr 5256  df-id 5564  df-eprel 5570  df-po 5578  df-so 5579  df-fr 5621  df-se 5622  df-we 5623  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6290  df-ord 6357  df-on 6358  df-lim 6359  df-suc 6360  df-iota 6485  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 7357  df-ov 7404  df-oprab 7405  df-mpo 7406  df-of 7663  df-om 7849  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-supp 8141  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-1o 8461  df-2o 8462  df-oadd 8465  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-fi 9402  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-dju 9892  df-card 9930  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11869  df-nn 12210  df-2 12272  df-3 12273  df-4 12274  df-5 12275  df-6 12276  df-7 12277  df-8 12278  df-9 12279  df-n0 12470  df-xnn0 12542  df-z 12556  df-dec 12675  df-uz 12820  df-q 12930  df-rp 12972  df-xneg 13089  df-xadd 13090  df-xmul 13091  df-ioo 13325  df-ioc 13326  df-ico 13327  df-icc 13328  df-fz 13482  df-fzo 13625  df-fl 13754  df-mod 13832  df-seq 13964  df-exp 14025  df-fac 14231  df-bc 14260  df-hash 14288  df-shft 15011  df-cj 15043  df-re 15044  df-im 15045  df-sqrt 15179  df-abs 15180  df-limsup 15412  df-clim 15429  df-rlim 15430  df-o1 15431  df-lo1 15432  df-sum 15630  df-ef 16008  df-e 16009  df-sin 16010  df-cos 16011  df-tan 16012  df-pi 16013  df-dvds 16195  df-gcd 16433  df-prm 16606  df-pc 16769  df-struct 17079  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-starv 17211  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-ip 17214  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-unif 17219  df-hom 17220  df-cco 17221  df-rest 17367  df-topn 17368  df-0g 17386  df-gsum 17387  df-topgen 17388  df-pt 17389  df-prds 17392  df-xrs 17447  df-qtop 17452  df-imas 17453  df-xps 17455  df-mre 17529  df-mrc 17530  df-acs 17532  df-mgm 18563  df-sgrp 18642  df-mnd 18658  df-submnd 18704  df-mulg 18986  df-cntz 19223  df-cmn 19692  df-psmet 21220  df-xmet 21221  df-met 21222  df-bl 21223  df-mopn 21224  df-fbas 21225  df-fg 21226  df-cnfld 21229  df-top 22718  df-topon 22735  df-topsp 22757  df-bases 22771  df-cld 22845  df-ntr 22846  df-cls 22847  df-nei 22924  df-lp 22962  df-perf 22963  df-cn 23053  df-cnp 23054  df-haus 23141  df-cmp 23213  df-tx 23388  df-hmeo 23581  df-fil 23672  df-fm 23764  df-flim 23765  df-flf 23766  df-xms 24148  df-ms 24149  df-tms 24150  df-cncf 24720  df-limc 25717  df-dv 25718  df-ulm 26230  df-log 26407  df-cxp 26408  df-atan 26715  df-em 26841  df-cht 26945  df-vma 26946  df-chp 26947  df-ppi 26948
This theorem is referenced by:  selberg3r  27418
  Copyright terms: Public domain W3C validator