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Description: Lemma for rpvmasum . Calculate the "trivial case" estimate sum_ n <_ x ( .1. ( n ) Lam ( n ) / n ) = log x + O(1) , where .1. ( x ) is the principal Dirichlet character. Equation 9.4.7 of Shapiro, p. 376. (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2016)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | rpvmasum.z | ⊢ 𝑍 = ( ℤ/nℤ ‘ 𝑁 ) | |
| rpvmasum.l | ⊢ 𝐿 = ( ℤRHom ‘ 𝑍 ) | ||
| rpvmasum.a | ⊢ ( 𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ ) | ||
| rpvmasum.g | ⊢ 𝐺 = ( DChr ‘ 𝑁 ) | ||
| rpvmasum.d | ⊢ 𝐷 = ( Base ‘ 𝐺 ) | ||
| rpvmasum.1 | ⊢ 1 = ( 0g ‘ 𝐺 ) | ||
| Assertion | rpvmasumlem | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ 𝑂(1) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | rpvmasum.z | ⊢ 𝑍 = ( ℤ/nℤ ‘ 𝑁 ) | |
| 2 | rpvmasum.l | ⊢ 𝐿 = ( ℤRHom ‘ 𝑍 ) | |
| 3 | rpvmasum.a | ⊢ ( 𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ ) | |
| 4 | rpvmasum.g | ⊢ 𝐺 = ( DChr ‘ 𝑁 ) | |
| 5 | rpvmasum.d | ⊢ 𝐷 = ( Base ‘ 𝐺 ) | |
| 6 | rpvmasum.1 | ⊢ 1 = ( 0g ‘ 𝐺 ) | |
| 7 | reex | ⊢ ℝ ∈ V | |
| 8 | rpssre | ⊢ ℝ+ ⊆ ℝ | |
| 9 | 7 8 | ssexi | ⊢ ℝ+ ∈ V |
| 10 | 9 | a1i | ⊢ ( 𝜑 → ℝ+ ∈ V ) |
| 11 | fzfid | ⊢ ( 𝜑 → ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∈ Fin ) | |
| 12 | elfznn | ⊢ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) → 𝑛 ∈ ℕ ) | |
| 13 | 12 | adantl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 𝑛 ∈ ℕ ) |
| 14 | vmacl | ⊢ ( 𝑛 ∈ ℕ → ( Λ ‘ 𝑛 ) ∈ ℝ ) | |
| 15 | 13 14 | syl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( Λ ‘ 𝑛 ) ∈ ℝ ) |
| 16 | 15 13 | nndivred | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ∈ ℝ ) |
| 17 | 16 | recnd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ∈ ℂ ) |
| 18 | 11 17 | fsumcl | ⊢ ( 𝜑 → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ∈ ℂ ) |
| 19 | 18 | adantr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ∈ ℂ ) |
| 20 | relogcl | ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( log ‘ 𝑥 ) ∈ ℝ ) | |
| 21 | 20 | adantl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( log ‘ 𝑥 ) ∈ ℝ ) |
| 22 | 21 | recnd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( log ‘ 𝑥 ) ∈ ℂ ) |
| 23 | 19 22 | subcld | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ∈ ℂ ) |
| 24 | 1re | ⊢ 1 ∈ ℝ | |
| 25 | eqid | ⊢ ( Base ‘ 𝑍 ) = ( Base ‘ 𝑍 ) | |
| 26 | 4 1 6 25 3 | dchr1re | ⊢ ( 𝜑 → 1 : ( Base ‘ 𝑍 ) ⟶ ℝ ) |
| 27 | 26 | adantr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 1 : ( Base ‘ 𝑍 ) ⟶ ℝ ) |
| 28 | 3 | nnnn0d | ⊢ ( 𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0 ) |
| 29 | 1 25 2 | znzrhfo | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ0 → 𝐿 : ℤ –onto→ ( Base ‘ 𝑍 ) ) |
| 30 | fof | ⊢ ( 𝐿 : ℤ –onto→ ( Base ‘ 𝑍 ) → 𝐿 : ℤ ⟶ ( Base ‘ 𝑍 ) ) | |
| 31 | 28 29 30 | 3syl | ⊢ ( 𝜑 → 𝐿 : ℤ ⟶ ( Base ‘ 𝑍 ) ) |
| 32 | elfzelz | ⊢ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) → 𝑛 ∈ ℤ ) | |
| 33 | ffvelcdm | ⊢ ( ( 𝐿 : ℤ ⟶ ( Base ‘ 𝑍 ) ∧ 𝑛 ∈ ℤ ) → ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ∈ ( Base ‘ 𝑍 ) ) | |
| 34 | 31 32 33 | syl2an | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ∈ ( Base ‘ 𝑍 ) ) |
| 35 | 27 34 | ffvelcdmd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ∈ ℝ ) |
| 36 | resubcl | ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ∈ ℝ ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ∈ ℝ ) | |
| 37 | 24 35 36 | sylancr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 38 | 37 16 | remulcld | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∈ ℝ ) |
| 39 | 38 | recnd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∈ ℂ ) |
| 40 | 11 39 | fsumcl | ⊢ ( 𝜑 → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∈ ℂ ) |
| 41 | 40 | adantr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∈ ℂ ) |
| 42 | eqidd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ) | |
| 43 | eqidd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ) | |
| 44 | 10 23 41 42 43 | offval2 | ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ∘f − ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ) ) |
| 45 | 19 22 41 | sub32d | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) = ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) |
| 46 | 11 17 39 | fsumsub | ⊢ ( 𝜑 → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) = ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ) |
| 47 | 1cnd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 1 ∈ ℂ ) | |
| 48 | 37 | recnd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ∈ ℂ ) |
| 49 | 47 48 17 | subdird | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) = ( ( 1 · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ) |
| 50 | ax-1cn | ⊢ 1 ∈ ℂ | |
| 51 | 35 | recnd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ∈ ℂ ) |
| 52 | nncan | ⊢ ( ( 1 ∈ ℂ ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ∈ ℂ ) → ( 1 − ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ) = ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) | |
| 53 | 50 51 52 | sylancr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 1 − ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ) = ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) |
| 54 | 53 | oveq1d | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) = ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) |
| 55 | 17 | mullidd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 1 · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) = ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) |
| 56 | 55 | oveq1d | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( 1 · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) = ( ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ) |
| 57 | 49 54 56 | 3eqtr3rd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) = ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) |
| 58 | 57 | sumeq2dv | ⊢ ( 𝜑 → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) = Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) |
| 59 | 46 58 | eqtr3d | ⊢ ( 𝜑 → ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) = Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) |
| 60 | 59 | oveq1d | ⊢ ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) = ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) |
| 61 | 60 | adantr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) = ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) |
| 62 | 45 61 | eqtrd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) = ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) |
| 63 | 62 | mpteq2dva | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ) |
| 64 | 44 63 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ∘f − ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ) |
| 65 | vmadivsum | ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ 𝑂(1) | |
| 66 | 8 | a1i | ⊢ ( 𝜑 → ℝ+ ⊆ ℝ ) |
| 67 | 1red | ⊢ ( 𝜑 → 1 ∈ ℝ ) | |
| 68 | prmdvdsfi | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ∈ Fin ) | |
| 69 | 3 68 | syl | ⊢ ( 𝜑 → { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ∈ Fin ) |
| 70 | elrabi | ⊢ ( 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } → 𝑝 ∈ ℙ ) | |
| 71 | prmnn | ⊢ ( 𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℕ ) | |
| 72 | 71 | adantl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑝 ∈ ℕ ) |
| 73 | 72 | nnrpd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑝 ∈ ℝ+ ) |
| 74 | 73 | relogcld | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( log ‘ 𝑝 ) ∈ ℝ ) |
| 75 | prmuz2 | ⊢ ( 𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ( ℤ≥ ‘ 2 ) ) | |
| 76 | 75 | adantl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑝 ∈ ( ℤ≥ ‘ 2 ) ) |
| 77 | uz2m1nn | ⊢ ( 𝑝 ∈ ( ℤ≥ ‘ 2 ) → ( 𝑝 − 1 ) ∈ ℕ ) | |
| 78 | 76 77 | syl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 − 1 ) ∈ ℕ ) |
| 79 | 74 78 | nndivred | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 80 | 70 79 | sylan2 | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 81 | 69 80 | fsumrecl | ⊢ ( 𝜑 → Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 82 | fzfid | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∈ Fin ) | |
| 83 | simpr | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) = 0 ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) = 0 ) | |
| 84 | 0re | ⊢ 0 ∈ ℝ | |
| 85 | 83 84 | eqeltrdi | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) = 0 ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ∈ ℝ ) |
| 86 | eqid | ⊢ ( Unit ‘ 𝑍 ) = ( Unit ‘ 𝑍 ) | |
| 87 | 3 | ad3antrrr | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≠ 0 ) → 𝑁 ∈ ℕ ) |
| 88 | 4 | dchrabl | ⊢ ( 𝑁 ∈ ℕ → 𝐺 ∈ Abel ) |
| 89 | ablgrp | ⊢ ( 𝐺 ∈ Abel → 𝐺 ∈ Grp ) | |
| 90 | 5 6 | grpidcl | ⊢ ( 𝐺 ∈ Grp → 1 ∈ 𝐷 ) |
| 91 | 3 88 89 90 | 4syl | ⊢ ( 𝜑 → 1 ∈ 𝐷 ) |
| 92 | 91 | ad2antrr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 1 ∈ 𝐷 ) |
| 93 | 34 | adantlr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ∈ ( Base ‘ 𝑍 ) ) |
| 94 | 4 1 5 25 86 92 93 | dchrn0 | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≠ 0 ↔ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ∈ ( Unit ‘ 𝑍 ) ) ) |
| 95 | 94 | biimpa | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≠ 0 ) → ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ∈ ( Unit ‘ 𝑍 ) ) |
| 96 | 4 1 6 86 87 95 | dchr1 | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≠ 0 ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) = 1 ) |
| 97 | 96 24 | eqeltrdi | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≠ 0 ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ∈ ℝ ) |
| 98 | 85 97 | pm2.61dane | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ∈ ℝ ) |
| 99 | 24 98 36 | sylancr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 100 | 16 | adantlr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ∈ ℝ ) |
| 101 | 99 100 | remulcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∈ ℝ ) |
| 102 | 82 101 | fsumrecl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∈ ℝ ) |
| 103 | 0le1 | ⊢ 0 ≤ 1 | |
| 104 | 83 103 | eqbrtrdi | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) = 0 ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≤ 1 ) |
| 105 | 24 | leidi | ⊢ 1 ≤ 1 |
| 106 | 96 105 | eqbrtrdi | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≠ 0 ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≤ 1 ) |
| 107 | 104 106 | pm2.61dane | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≤ 1 ) |
| 108 | subge0 | ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ∈ ℝ ) → ( 0 ≤ ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ↔ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≤ 1 ) ) | |
| 109 | 24 98 108 | sylancr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 0 ≤ ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ↔ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ≤ 1 ) ) |
| 110 | 107 109 | mpbird | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 0 ≤ ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ) |
| 111 | 15 | adantlr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( Λ ‘ 𝑛 ) ∈ ℝ ) |
| 112 | 12 | adantl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 𝑛 ∈ ℕ ) |
| 113 | vmage0 | ⊢ ( 𝑛 ∈ ℕ → 0 ≤ ( Λ ‘ 𝑛 ) ) | |
| 114 | 112 113 | syl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 0 ≤ ( Λ ‘ 𝑛 ) ) |
| 115 | 112 | nnred | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 𝑛 ∈ ℝ ) |
| 116 | 112 | nngt0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 0 < 𝑛 ) |
| 117 | divge0 | ⊢ ( ( ( ( Λ ‘ 𝑛 ) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ( Λ ‘ 𝑛 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑛 ) ) → 0 ≤ ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) | |
| 118 | 111 114 115 116 117 | syl22anc | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 0 ≤ ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) |
| 119 | 99 100 110 118 | mulge0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 0 ≤ ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) |
| 120 | 82 101 119 | fsumge0 | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → 0 ≤ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) |
| 121 | 102 120 | absidd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → ( abs ‘ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) = Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) |
| 122 | 69 | adantr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ∈ Fin ) |
| 123 | inss2 | ⊢ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ⊆ ℙ | |
| 124 | rabss2 | ⊢ ( ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ⊆ ℙ → { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ⊆ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) | |
| 125 | 123 124 | mp1i | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ⊆ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) |
| 126 | 122 125 | ssfid | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ∈ Fin ) |
| 127 | ssrab2 | ⊢ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ⊆ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) | |
| 128 | 127 123 | sstri | ⊢ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ⊆ ℙ |
| 129 | 128 | sseli | ⊢ ( 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } → 𝑝 ∈ ℙ ) |
| 130 | 79 | adantlr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 131 | 129 130 | sylan2 | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 132 | 126 131 | fsumrecl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 133 | 81 | adantr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 134 | 2fveq3 | ⊢ ( 𝑛 = ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) = ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) | |
| 135 | 134 | oveq2d | ⊢ ( 𝑛 = ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) = ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) ) |
| 136 | fveq2 | ⊢ ( 𝑛 = ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) → ( Λ ‘ 𝑛 ) = ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) | |
| 137 | id | ⊢ ( 𝑛 = ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) → 𝑛 = ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) | |
| 138 | 136 137 | oveq12d | ⊢ ( 𝑛 = ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) → ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) = ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 139 | 135 138 | oveq12d | ⊢ ( 𝑛 = ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) = ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) |
| 140 | rpre | ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ∈ ℝ ) | |
| 141 | 140 | ad2antrl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → 𝑥 ∈ ℝ ) |
| 142 | 39 | adantlr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∈ ℂ ) |
| 143 | simprr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) | |
| 144 | 143 | oveq1d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) = ( 0 / 𝑛 ) ) |
| 145 | 12 | ad2antrl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → 𝑛 ∈ ℕ ) |
| 146 | 145 | nncnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → 𝑛 ∈ ℂ ) |
| 147 | 145 | nnne0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → 𝑛 ≠ 0 ) |
| 148 | 146 147 | div0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → ( 0 / 𝑛 ) = 0 ) |
| 149 | 144 148 | eqtrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) = 0 ) |
| 150 | 149 | oveq2d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) = ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · 0 ) ) |
| 151 | 48 | ad2ant2r | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) ∈ ℂ ) |
| 152 | 151 | mul01d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · 0 ) = 0 ) |
| 153 | 150 152 | eqtrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∧ ( Λ ‘ 𝑛 ) = 0 ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) = 0 ) |
| 154 | 139 141 142 153 | fsumvma2 | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) = Σ 𝑝 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) |
| 155 | 127 | a1i | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ⊆ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ) |
| 156 | fzfid | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ∈ Fin ) | |
| 157 | 26 | ad2antrr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 1 : ( Base ‘ 𝑍 ) ⟶ ℝ ) |
| 158 | 31 | ad2antrr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 𝐿 : ℤ ⟶ ( Base ‘ 𝑍 ) ) |
| 159 | 71 | ad2antrl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 𝑝 ∈ ℕ ) |
| 160 | elfznn | ⊢ ( 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) → 𝑘 ∈ ℕ ) | |
| 161 | 160 | ad2antll | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 𝑘 ∈ ℕ ) |
| 162 | 161 | nnnn0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 𝑘 ∈ ℕ0 ) |
| 163 | 159 162 | nnexpcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ∈ ℕ ) |
| 164 | 163 | nnzd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ∈ ℤ ) |
| 165 | 158 164 | ffvelcdmd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ( Base ‘ 𝑍 ) ) |
| 166 | 157 165 | ffvelcdmd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 167 | resubcl | ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∈ ℝ ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) ∈ ℝ ) | |
| 168 | 24 166 167 | sylancr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 169 | vmacl | ⊢ ( ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ∈ ℕ → ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ℝ ) | |
| 170 | 163 169 | syl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ℝ ) |
| 171 | 170 163 | nndivred | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ℝ ) |
| 172 | 168 171 | remulcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 173 | 172 | anassrs | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 174 | 173 | recnd | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∈ ℂ ) |
| 175 | 156 174 | fsumcl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∈ ℂ ) |
| 176 | 129 175 | sylan2 | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∈ ℂ ) |
| 177 | breq1 | ⊢ ( 𝑞 = 𝑝 → ( 𝑞 ∥ 𝑁 ↔ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) | |
| 178 | 177 | notbid | ⊢ ( 𝑞 = 𝑝 → ( ¬ 𝑞 ∥ 𝑁 ↔ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) |
| 179 | notrab | ⊢ ( ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∖ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) = { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ ¬ 𝑞 ∥ 𝑁 } | |
| 180 | 178 179 | elrab2 | ⊢ ( 𝑝 ∈ ( ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∖ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) ↔ ( 𝑝 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) |
| 181 | 123 | sseli | ⊢ ( 𝑝 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) → 𝑝 ∈ ℙ ) |
| 182 | 3 | ad3antrrr | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → 𝑁 ∈ ℕ ) |
| 183 | simplrr | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) | |
| 184 | simplrl | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → 𝑝 ∈ ℙ ) | |
| 185 | 182 | nnzd | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → 𝑁 ∈ ℤ ) |
| 186 | coprm | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ) → ( ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ↔ ( 𝑝 gcd 𝑁 ) = 1 ) ) | |
| 187 | 184 185 186 | syl2anc | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ↔ ( 𝑝 gcd 𝑁 ) = 1 ) ) |
| 188 | 183 187 | mpbid | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( 𝑝 gcd 𝑁 ) = 1 ) |
| 189 | prmz | ⊢ ( 𝑝 ∈ ℙ → 𝑝 ∈ ℤ ) | |
| 190 | 184 189 | syl | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → 𝑝 ∈ ℤ ) |
| 191 | 160 | adantl | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → 𝑘 ∈ ℕ ) |
| 192 | 191 | nnnn0d | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → 𝑘 ∈ ℕ0 ) |
| 193 | rpexp1i | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0 ) → ( ( 𝑝 gcd 𝑁 ) = 1 → ( ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) gcd 𝑁 ) = 1 ) ) | |
| 194 | 190 185 192 193 | syl3anc | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( 𝑝 gcd 𝑁 ) = 1 → ( ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) gcd 𝑁 ) = 1 ) ) |
| 195 | 188 194 | mpd | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) gcd 𝑁 ) = 1 ) |
| 196 | 182 | nnnn0d | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → 𝑁 ∈ ℕ0 ) |
| 197 | 164 | anassrs | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ∈ ℤ ) |
| 198 | 197 | adantlrr | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ∈ ℤ ) |
| 199 | 1 86 2 | znunit | ⊢ ( ( 𝑁 ∈ ℕ0 ∧ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ∈ ℤ ) → ( ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ( Unit ‘ 𝑍 ) ↔ ( ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) gcd 𝑁 ) = 1 ) ) |
| 200 | 196 198 199 | syl2anc | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ( Unit ‘ 𝑍 ) ↔ ( ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) gcd 𝑁 ) = 1 ) ) |
| 201 | 195 200 | mpbird | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ( Unit ‘ 𝑍 ) ) |
| 202 | 4 1 6 86 182 201 | dchr1 | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = 1 ) |
| 203 | 202 | oveq2d | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) = ( 1 − 1 ) ) |
| 204 | 1m1e0 | ⊢ ( 1 − 1 ) = 0 | |
| 205 | 203 204 | eqtrdi | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) = 0 ) |
| 206 | 205 | oveq1d | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = ( 0 · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) |
| 207 | 171 | recnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ℂ ) |
| 208 | 207 | anassrs | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ℂ ) |
| 209 | 208 | adantlrr | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ℂ ) |
| 210 | 209 | mul02d | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( 0 · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = 0 ) |
| 211 | 206 210 | eqtrd | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = 0 ) |
| 212 | 211 | sumeq2dv | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) 0 ) |
| 213 | fzfid | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) → ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ∈ Fin ) | |
| 214 | 213 | olcd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) → ( ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ⊆ ( ℤ≥ ‘ 1 ) ∨ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ∈ Fin ) ) |
| 215 | sumz | ⊢ ( ( ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ⊆ ( ℤ≥ ‘ 1 ) ∨ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ∈ Fin ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) 0 = 0 ) | |
| 216 | 214 215 | syl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) 0 = 0 ) |
| 217 | 212 216 | eqtrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = 0 ) |
| 218 | 181 217 | sylanr1 | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∧ ¬ 𝑝 ∥ 𝑁 ) ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = 0 ) |
| 219 | 180 218 | sylan2b | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∖ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = 0 ) |
| 220 | ppifi | ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ → ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∈ Fin ) | |
| 221 | 141 220 | syl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∈ Fin ) |
| 222 | 155 176 219 221 | fsumss | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = Σ 𝑝 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) |
| 223 | 154 222 | eqtr4d | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) = Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) |
| 224 | 156 173 | fsumrecl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 225 | 129 224 | sylan2 | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 226 | 74 | adantlr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( log ‘ 𝑝 ) ∈ ℝ ) |
| 227 | 71 | adantl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑝 ∈ ℕ ) |
| 228 | 227 | nnrecred | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 1 / 𝑝 ) ∈ ℝ ) |
| 229 | 227 | nnrpd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑝 ∈ ℝ+ ) |
| 230 | 229 | rpreccld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 1 / 𝑝 ) ∈ ℝ+ ) |
| 231 | simplrl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑥 ∈ ℝ+ ) | |
| 232 | 231 | relogcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( log ‘ 𝑥 ) ∈ ℝ ) |
| 233 | 227 | nnred | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑝 ∈ ℝ ) |
| 234 | 75 | adantl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑝 ∈ ( ℤ≥ ‘ 2 ) ) |
| 235 | eluz2gt1 | ⊢ ( 𝑝 ∈ ( ℤ≥ ‘ 2 ) → 1 < 𝑝 ) | |
| 236 | 234 235 | syl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 1 < 𝑝 ) |
| 237 | 233 236 | rplogcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( log ‘ 𝑝 ) ∈ ℝ+ ) |
| 238 | 232 237 | rerpdivcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ∈ ℝ ) |
| 239 | 238 | flcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ∈ ℤ ) |
| 240 | 239 | peano2zd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ∈ ℤ ) |
| 241 | 230 240 | rpexpcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ∈ ℝ+ ) |
| 242 | 241 | rpred | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 243 | 228 242 | resubcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 244 | 234 77 | syl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 − 1 ) ∈ ℕ ) |
| 245 | 244 | nnrpd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 − 1 ) ∈ ℝ+ ) |
| 246 | 245 229 | rpdivcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ∈ ℝ+ ) |
| 247 | 243 246 | rerpdivcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ∈ ℝ ) |
| 248 | 226 247 | remulcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 249 | 170 | recnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ℂ ) |
| 250 | 163 | nncnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ∈ ℂ ) |
| 251 | 163 | nnne0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ≠ 0 ) |
| 252 | 249 250 251 | divrecd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) = ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) · ( 1 / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) |
| 253 | simprl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 𝑝 ∈ ℙ ) | |
| 254 | vmappw | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ℕ ) → ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) = ( log ‘ 𝑝 ) ) | |
| 255 | 253 161 254 | syl2anc | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) = ( log ‘ 𝑝 ) ) |
| 256 | 159 | nncnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 𝑝 ∈ ℂ ) |
| 257 | 159 | nnne0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 𝑝 ≠ 0 ) |
| 258 | elfzelz | ⊢ ( 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) → 𝑘 ∈ ℤ ) | |
| 259 | 258 | ad2antll | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 𝑘 ∈ ℤ ) |
| 260 | 256 257 259 | exprecd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) = ( 1 / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 261 | 260 | eqcomd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 1 / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) = ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) |
| 262 | 255 261 | oveq12d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) · ( 1 / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 263 | 252 262 | eqtrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) = ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 264 | 263 171 | eqeltrrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) ∈ ℝ ) |
| 265 | 264 | anassrs | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) ∈ ℝ ) |
| 266 | 1red | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 1 ∈ ℝ ) | |
| 267 | vmage0 | ⊢ ( ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ∈ ℕ → 0 ≤ ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) | |
| 268 | 163 267 | syl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 0 ≤ ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 269 | 163 | nnred | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ∈ ℝ ) |
| 270 | 163 | nngt0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 0 < ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) |
| 271 | divge0 | ⊢ ( ( ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∧ ( ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ∈ ℝ ∧ 0 < ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) → 0 ≤ ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) | |
| 272 | 170 268 269 270 271 | syl22anc | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 0 ≤ ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 273 | 84 | leidi | ⊢ 0 ≤ 0 |
| 274 | simpr | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = 0 ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = 0 ) | |
| 275 | 273 274 | breqtrrid | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = 0 ) → 0 ≤ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) |
| 276 | 3 | ad3antrrr | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≠ 0 ) → 𝑁 ∈ ℕ ) |
| 277 | 91 | ad2antrr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 1 ∈ 𝐷 ) |
| 278 | 4 1 5 25 86 277 165 | dchrn0 | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≠ 0 ↔ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ( Unit ‘ 𝑍 ) ) ) |
| 279 | 278 | biimpa | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≠ 0 ) → ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ∈ ( Unit ‘ 𝑍 ) ) |
| 280 | 4 1 6 86 276 279 | dchr1 | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≠ 0 ) → ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = 1 ) |
| 281 | 103 280 | breqtrrid | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≠ 0 ) → 0 ≤ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) |
| 282 | 275 281 | pm2.61dane | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → 0 ≤ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) |
| 283 | subge02 | ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ∈ ℝ ) → ( 0 ≤ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ↔ ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) ≤ 1 ) ) | |
| 284 | 24 166 283 | sylancr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 0 ≤ ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ↔ ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) ≤ 1 ) ) |
| 285 | 282 284 | mpbid | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) ≤ 1 ) |
| 286 | 168 266 171 272 285 | lemul1ad | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≤ ( 1 · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) |
| 287 | 207 | mullidd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 1 · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 288 | 287 263 | eqtrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 1 · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) = ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 289 | 286 288 | breqtrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≤ ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 290 | 289 | anassrs | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≤ ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 291 | 156 173 265 290 | fsumle | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≤ Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 292 | 226 | recnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( log ‘ 𝑝 ) ∈ ℂ ) |
| 293 | 159 | nnrecred | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( 1 / 𝑝 ) ∈ ℝ ) |
| 294 | 293 162 | reexpcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ∈ ℝ ) |
| 295 | 294 | recnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) ) → ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ∈ ℂ ) |
| 296 | 295 | anassrs | ⊢ ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) ∧ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ) → ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ∈ ℂ ) |
| 297 | 156 292 296 | fsummulc2 | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) · Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) = Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) ) |
| 298 | fzval3 | ⊢ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ∈ ℤ → ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) = ( 1 ..^ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) | |
| 299 | 239 298 | syl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) = ( 1 ..^ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) |
| 300 | 299 | sumeq1d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) = Σ 𝑘 ∈ ( 1 ..^ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) |
| 301 | 228 | recnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 1 / 𝑝 ) ∈ ℂ ) |
| 302 | 227 | nngt0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 0 < 𝑝 ) |
| 303 | recgt1 | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑝 ) → ( 1 < 𝑝 ↔ ( 1 / 𝑝 ) < 1 ) ) | |
| 304 | 233 302 303 | syl2anc | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 1 < 𝑝 ↔ ( 1 / 𝑝 ) < 1 ) ) |
| 305 | 236 304 | mpbid | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 1 / 𝑝 ) < 1 ) |
| 306 | 228 305 | ltned | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 1 / 𝑝 ) ≠ 1 ) |
| 307 | 1nn0 | ⊢ 1 ∈ ℕ0 | |
| 308 | 307 | a1i | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 1 ∈ ℕ0 ) |
| 309 | log1 | ⊢ ( log ‘ 1 ) = 0 | |
| 310 | simprr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → 1 ≤ 𝑥 ) | |
| 311 | 1rp | ⊢ 1 ∈ ℝ+ | |
| 312 | simprl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → 𝑥 ∈ ℝ+ ) | |
| 313 | logleb | ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( 1 ≤ 𝑥 ↔ ( log ‘ 1 ) ≤ ( log ‘ 𝑥 ) ) ) | |
| 314 | 311 312 313 | sylancr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → ( 1 ≤ 𝑥 ↔ ( log ‘ 1 ) ≤ ( log ‘ 𝑥 ) ) ) |
| 315 | 310 314 | mpbid | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → ( log ‘ 1 ) ≤ ( log ‘ 𝑥 ) ) |
| 316 | 309 315 | eqbrtrrid | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → 0 ≤ ( log ‘ 𝑥 ) ) |
| 317 | 316 | adantr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 0 ≤ ( log ‘ 𝑥 ) ) |
| 318 | 232 237 317 | divge0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 0 ≤ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) |
| 319 | flge0nn0 | ⊢ ( ( ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) → ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ∈ ℕ0 ) | |
| 320 | 238 318 319 | syl2anc | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ∈ ℕ0 ) |
| 321 | nn0p1nn | ⊢ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ∈ ℕ0 → ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ∈ ℕ ) | |
| 322 | 320 321 | syl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ∈ ℕ ) |
| 323 | nnuz | ⊢ ℕ = ( ℤ≥ ‘ 1 ) | |
| 324 | 322 323 | eleqtrdi | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 1 ) ) |
| 325 | 301 306 308 324 | geoserg | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ..^ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) = ( ( ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 1 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( 1 − ( 1 / 𝑝 ) ) ) ) |
| 326 | 301 | exp1d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 1 ) = ( 1 / 𝑝 ) ) |
| 327 | 326 | oveq1d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 1 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) = ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) ) |
| 328 | 227 | nncnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 𝑝 ∈ ℂ ) |
| 329 | 1cnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 1 ∈ ℂ ) | |
| 330 | 229 | rpcnne0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 ∈ ℂ ∧ 𝑝 ≠ 0 ) ) |
| 331 | divsubdir | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ ( 𝑝 ∈ ℂ ∧ 𝑝 ≠ 0 ) ) → ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) = ( ( 𝑝 / 𝑝 ) − ( 1 / 𝑝 ) ) ) | |
| 332 | 328 329 330 331 | syl3anc | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) = ( ( 𝑝 / 𝑝 ) − ( 1 / 𝑝 ) ) ) |
| 333 | divid | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ℂ ∧ 𝑝 ≠ 0 ) → ( 𝑝 / 𝑝 ) = 1 ) | |
| 334 | 330 333 | syl | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 / 𝑝 ) = 1 ) |
| 335 | 334 | oveq1d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 𝑝 / 𝑝 ) − ( 1 / 𝑝 ) ) = ( 1 − ( 1 / 𝑝 ) ) ) |
| 336 | 332 335 | eqtr2d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 1 − ( 1 / 𝑝 ) ) = ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) |
| 337 | 327 336 | oveq12d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 1 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( 1 − ( 1 / 𝑝 ) ) ) = ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ) |
| 338 | 300 325 337 | 3eqtrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) = ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ) |
| 339 | 338 | oveq2d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) · Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) = ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ) ) |
| 340 | 297 339 | eqtr3d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ 𝑘 ) ) = ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ) ) |
| 341 | 291 340 | breqtrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≤ ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ) ) |
| 342 | 241 | rpge0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 0 ≤ ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) |
| 343 | 228 242 | subge02d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 0 ≤ ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ↔ ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) ≤ ( 1 / 𝑝 ) ) ) |
| 344 | 342 343 | mpbid | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) ≤ ( 1 / 𝑝 ) ) |
| 345 | 245 | rpcnne0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 𝑝 − 1 ) ∈ ℂ ∧ ( 𝑝 − 1 ) ≠ 0 ) ) |
| 346 | dmdcan | ⊢ ( ( ( ( 𝑝 − 1 ) ∈ ℂ ∧ ( 𝑝 − 1 ) ≠ 0 ) ∧ ( 𝑝 ∈ ℂ ∧ 𝑝 ≠ 0 ) ∧ 1 ∈ ℂ ) → ( ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) · ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ) = ( 1 / 𝑝 ) ) | |
| 347 | 345 330 329 346 | syl3anc | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) · ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ) = ( 1 / 𝑝 ) ) |
| 348 | 344 347 | breqtrrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) ≤ ( ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) · ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ) ) |
| 349 | 244 | nnrecred | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 350 | 243 349 246 | ledivmuld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ≤ ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ↔ ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) ≤ ( ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) · ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ) ) ) |
| 351 | 348 350 | mpbird | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ≤ ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 352 | 247 349 237 | lemul2d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ≤ ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ↔ ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ) ≤ ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ) ) ) |
| 353 | 351 352 | mpbid | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ) ≤ ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ) ) |
| 354 | 244 | nncnd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 − 1 ) ∈ ℂ ) |
| 355 | 244 | nnne0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( 𝑝 − 1 ) ≠ 0 ) |
| 356 | 292 354 355 | divrecd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) = ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( 1 / ( 𝑝 − 1 ) ) ) ) |
| 357 | 353 356 | breqtrrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) · ( ( ( 1 / 𝑝 ) − ( ( 1 / 𝑝 ) ↑ ( ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) + 1 ) ) ) / ( ( 𝑝 − 1 ) / 𝑝 ) ) ) ≤ ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 358 | 224 248 130 341 357 | letrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≤ ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 359 | 129 358 | sylan2 | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) → Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≤ ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 360 | 126 225 131 359 | fsumle | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } Σ 𝑘 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ ( ( log ‘ 𝑥 ) / ( log ‘ 𝑝 ) ) ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ) · ( ( Λ ‘ ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) / ( 𝑝 ↑ 𝑘 ) ) ) ≤ Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 361 | 223 360 | eqbrtrd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ≤ Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 362 | 80 | adantlr | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ∈ ℝ ) |
| 363 | 237 245 | rpdivcld | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ∈ ℝ+ ) |
| 364 | 363 | rpge0d | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ ℙ ) → 0 ≤ ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 365 | 70 364 | sylan2 | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) ∧ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ) → 0 ≤ ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 366 | 122 362 365 125 | fsumless | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ( ( 0 [,] 𝑥 ) ∩ ℙ ) ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ≤ Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 367 | 102 132 133 361 366 | letrd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ≤ Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 368 | 121 367 | eqbrtrd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 1 ≤ 𝑥 ) ) → ( abs ‘ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ≤ Σ 𝑝 ∈ { 𝑞 ∈ ℙ ∣ 𝑞 ∥ 𝑁 } ( ( log ‘ 𝑝 ) / ( 𝑝 − 1 ) ) ) |
| 369 | 66 41 67 81 368 | elo1d | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ∈ 𝑂(1) ) |
| 370 | o1sub | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ 𝑂(1) ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ∈ 𝑂(1) ) → ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ∘f − ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ) ∈ 𝑂(1) ) | |
| 371 | 65 369 370 | sylancr | ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ∘f − ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 − ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ) ) ∈ 𝑂(1) ) |
| 372 | 64 371 | eqeltrrd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( 1 ‘ ( 𝐿 ‘ 𝑛 ) ) · ( ( Λ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ 𝑂(1) ) |