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

Theorem vmalogdivsum 27022
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 13350 . . . . . . . 8 (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„)
21adantl 483 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„)
3 1rp 12974 . . . . . . . 8 1 โˆˆ โ„+
43a1i 11 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ 1 โˆˆ โ„+)
5 1red 11211 . . . . . . . 8 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ 1 โˆˆ โ„)
6 eliooord 13379 . . . . . . . . . 10 (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†’ (1 < ๐‘ฅ โˆง ๐‘ฅ < +โˆž))
76adantl 483 . . . . . . . . 9 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (1 < ๐‘ฅ โˆง ๐‘ฅ < +โˆž))
87simpld 496 . . . . . . . 8 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ 1 < ๐‘ฅ)
95, 2, 8ltled 11358 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ 1 โ‰ค ๐‘ฅ)
102, 4, 9rpgecld 13051 . . . . . 6 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+)
1110ex 414 . . . . 5 (โŠค โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+))
1211ssrdv 3987 . . . 4 (โŠค โ†’ (1(,)+โˆž) โŠ† โ„+)
13 vmadivsum 26965 . . . . 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 15503 . . 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 13934 . . . . . 6 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ)) โˆˆ Fin)
17 elfznn 13526 . . . . . . . . . 10 (๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ)) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•)
1817adantl 483 . . . . . . . . 9 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•)
19 vmacl 26602 . . . . . . . . 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 12262 . . . . . . 7 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„)
2221recnd 11238 . . . . . 6 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
2316, 22fsumcl 15675 . . . . 5 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))((ฮ›โ€˜๐‘›) / ๐‘›) โˆˆ โ„‚)
2410relogcld 26113 . . . . . 6 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„)
2524recnd 11238 . . . . 5 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„‚)
2623, 25subcld 11567 . . . 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 13010 . . . . . . . . . 10 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„+)
2827relogcld 26113 . . . . . . . . 9 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (logโ€˜๐‘›) โˆˆ โ„)
2921, 28remulcld 11240 . . . . . . . 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 15676 . . . . . . 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 26119 . . . . . . 7 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„+)
3230, 31rerpdivcld 13043 . . . . . 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 12455 . . . . . 6 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2) โˆˆ โ„)
3432, 33resubcld 11638 . . . . 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 11238 . . . 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 11238 . . . . . . . . 9 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2) โˆˆ โ„‚)
3723, 36subcld 11567 . . . . . . . 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 11238 . . . . . . . 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 11602 . . . . . . 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 11598 . . . . . . . . 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 12454 . . . . . . . . . 10 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (((logโ€˜๐‘ฅ) / 2) + ((logโ€˜๐‘ฅ) / 2)) = (logโ€˜๐‘ฅ))
4241oveq2d 7420 . . . . . . . . 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 2773 . . . . . . . 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 7419 . . . . . . 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 11599 . . . . . . . 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 482 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„+)
4746relogcld 26113 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„)
4821, 47remulcld 11240 . . . . . . . . . . . . . 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 11238 . . . . . . . . . . . . 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 11238 . . . . . . . . . . . . 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 15730 . . . . . . . . . . . 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 26116 . . . . . . . . . . . . . . 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 7420 . . . . . . . . . . . . . 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 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„‚)
5528recnd 11238 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (logโ€˜๐‘›) โˆˆ โ„‚)
5622, 54, 55subdid 11666 . . . . . . . . . . . . . 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 2773 . . . . . . . . . . . . 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 15645 . . . . . . . . . . . 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 11238 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ (ฮ›โ€˜๐‘›) โˆˆ โ„‚)
6018nncnd 12224 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„‚)
6118nnne0d 12258 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โˆง ๐‘› โˆˆ (1...(โŒŠโ€˜๐‘ฅ))) โ†’ ๐‘› โ‰  0)
6259, 60, 61divcld 11986 . . . . . . . . . . . . . 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 15727 . . . . . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . . . 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 2783 . . . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . 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 11230 . . . . . . . . . . 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 11238 . . . . . . . . . . 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 13017 . . . . . . . . . . 11 ((โŠค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (1(,)+โˆž)) โ†’ (logโ€˜๐‘ฅ) โ‰  0)
7067, 68, 25, 69divsubdird 12025 . . . . . . . . . 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 11992 . . . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . . . 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 2777 . . . . . . . . 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 7419 . . . . . . . 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 2776 . . . . . . 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 2781 . . . . . 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 5247 . . . . 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 27021 . . . . 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 2842 . . . 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 15570 . . 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 1549 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 397  โŠคwtru 1543   โˆˆ wcel 2107   class class class wbr 5147   โ†ฆ cmpt 5230  โ€˜cfv 6540  (class class class)co 7404  โ„‚cc 11104  โ„cr 11105  1c1 11107   + caddc 11109   ยท cmul 11111  +โˆžcpnf 11241   < clt 11244   โˆ’ cmin 11440   / cdiv 11867  โ„•cn 12208  2c2 12263  โ„+crp 12970  (,)cioo 13320  ...cfz 13480  โŒŠcfl 13751  ๐‘‚(1)co1 15426  ฮฃcsu 15628  logclog 26045  ฮ›cvma 26576
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7720  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  ax-mulf 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-of 7665  df-om 7851  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-supp 8142  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 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-xnn0 12541  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ioo 13324  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-fac 14230  df-bc 14259  df-hash 14287  df-shft 15010  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-o1 15430  df-lo1 15431  df-sum 15629  df-ef 16007  df-e 16008  df-sin 16009  df-cos 16010  df-tan 16011  df-pi 16012  df-dvds 16194  df-gcd 16432  df-prm 16605  df-pc 16766  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-prds 17389  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-xps 17452  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-submnd 18668  df-mulg 18945  df-cntz 19175  df-cmn 19643  df-psmet 20921  df-xmet 20922  df-met 20923  df-bl 20924  df-mopn 20925  df-fbas 20926  df-fg 20927  df-cnfld 20930  df-top 22378  df-topon 22395  df-topsp 22417  df-bases 22431  df-cld 22505  df-ntr 22506  df-cls 22507  df-nei 22584  df-lp 22622  df-perf 22623  df-cn 22713  df-cnp 22714  df-haus 22801  df-cmp 22873  df-tx 23048  df-hmeo 23241  df-fil 23332  df-fm 23424  df-flim 23425  df-flf 23426  df-xms 23808  df-ms 23809  df-tms 23810  df-cncf 24376  df-limc 25365  df-dv 25366  df-ulm 25871  df-log 26047  df-cxp 26048  df-atan 26352  df-em 26477  df-cht 26581  df-vma 26582  df-chp 26583  df-ppi 26584
This theorem is referenced by:  selberg3r  27052
  Copyright terms: Public domain W3C validator