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Theorem vmalogdivsum2 21185
Description: The sum  sum_ n  <_  x , Λ ( n ) log ( x  /  n )  /  n is asymptotic to  log ^ 2 ( x )  / 
2  +  O ( log x ). Exercise 9.1.7 of [Shapiro], p. 336. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
vmalogdivsum2  |-  ( x  e.  ( 1 (,) 
+oo )  |->  ( (
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) )  -  ( ( log `  x )  /  2
) ) )  e.  O ( 1 )
Distinct variable group:    x, n

Proof of Theorem vmalogdivsum2
Dummy variables  k  m  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fzfid 11267 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
1 ... ( |_ `  x ) )  e. 
Fin )
2 elfznn 11036 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  k  e.  NN )
32adantl 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  e.  NN )
43nnrpd 10603 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  e.  RR+ )
54relogcld 20471 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( log `  k )  e.  RR )
65, 3nndivred 10004 . . . . . . . . 9  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( ( log `  k )  / 
k )  e.  RR )
71, 6fsumrecl 12483 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  e.  RR )
87recnd 9070 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  e.  CC )
9 elioore 10902 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  e.  ( 1 (,) 
+oo )  ->  x  e.  RR )
109adantl 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  x  e.  RR )
11 1rp 10572 . . . . . . . . . . . . 13  |-  1  e.  RR+
1211a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  1  e.  RR+ )
1312rpred 10604 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  1  e.  RR )
14 eliooord 10926 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  ( 1 (,) 
+oo )  ->  (
1  <  x  /\  x  <  +oo ) )
1514adantl 453 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
1  <  x  /\  x  <  +oo ) )
1615simpld 446 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  1  <  x )
1713, 10, 16ltled 9177 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  1  <_  x )
1810, 12, 17rpgecld 10639 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  x  e.  RR+ )
1918relogcld 20471 . . . . . . . . . 10  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( log `  x )  e.  RR )
2019resqcld 11504 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( log `  x
) ^ 2 )  e.  RR )
2120rehalfcld 10170 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( ( log `  x
) ^ 2 )  /  2 )  e.  RR )
2221recnd 9070 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( ( log `  x
) ^ 2 )  /  2 )  e.  CC )
2319recnd 9070 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( log `  x )  e.  CC )
2410, 16rplogcld 20477 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( log `  x )  e.  RR+ )
2524rpne0d 10609 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( log `  x )  =/=  0 )
268, 22, 23, 25divsubdird 9785 . . . . . 6  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) )  / 
( log `  x
) )  =  ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( ( ( log `  x ) ^ 2 )  /  2 )  /  ( log `  x
) ) ) )
277, 21resubcld 9421 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) )  e.  RR )
2827recnd 9070 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) )  e.  CC )
2928, 23, 25divrecd 9749 . . . . . 6  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) )  / 
( log `  x
) )  =  ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) )  x.  ( 1  /  ( log `  x ) ) ) )
3020recnd 9070 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( log `  x
) ^ 2 )  e.  CC )
31 2cn 10026 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  CC
3231a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  2  e.  CC )
33 2ne0 10039 . . . . . . . . . 10  |-  2  =/=  0
3433a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  2  =/=  0 )
3530, 32, 23, 34, 25divdiv32d 9771 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( ( ( log `  x ) ^ 2 )  /  2 )  /  ( log `  x
) )  =  ( ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  /  ( log `  x ) )  / 
2 ) )
3623sqvald 11475 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( log `  x
) ^ 2 )  =  ( ( log `  x )  x.  ( log `  x ) ) )
3736oveq1d 6055 . . . . . . . . . 10  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( ( log `  x
) ^ 2 )  /  ( log `  x
) )  =  ( ( ( log `  x
)  x.  ( log `  x ) )  / 
( log `  x
) ) )
3823, 23, 25divcan3d 9751 . . . . . . . . . 10  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( ( log `  x
)  x.  ( log `  x ) )  / 
( log `  x
) )  =  ( log `  x ) )
3937, 38eqtrd 2436 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( ( log `  x
) ^ 2 )  /  ( log `  x
) )  =  ( log `  x ) )
4039oveq1d 6055 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( ( ( log `  x ) ^ 2 )  /  ( log `  x ) )  / 
2 )  =  ( ( log `  x
)  /  2 ) )
4135, 40eqtrd 2436 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( ( ( log `  x ) ^ 2 )  /  2 )  /  ( log `  x
) )  =  ( ( log `  x
)  /  2 ) )
4241oveq2d 6056 . . . . . 6  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( ( ( log `  x ) ^ 2 )  /  2 )  /  ( log `  x
) ) )  =  ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )
4326, 29, 423eqtr3rd 2445 . . . . 5  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) )  =  ( (
sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) )  x.  ( 1  /  ( log `  x ) ) ) )
4443mpteq2dva 4255 . . . 4  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )  =  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( (
sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) )  x.  ( 1  /  ( log `  x ) ) ) ) )
4524rprecred 10615 . . . . 5  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
1  /  ( log `  x ) )  e.  RR )
4618ex 424 . . . . . . 7  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  ->  x  e.  RR+ )
)
4746ssrdv 3314 . . . . . 6  |-  (  T. 
->  ( 1 (,)  +oo )  C_  RR+ )
48 eqid 2404 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  RR+  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) )
4948logdivsum 21180 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  RR+  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) ) : RR+ --> RR  /\  (
x  e.  RR+  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) )  e.  dom  ~~> r  /\  ( ( ( x  e.  RR+  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) )  ~~> r  1  /\  1  e.  RR+  /\  _e  <_  1 )  ->  ( abs `  ( ( ( x  e.  RR+  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) ) `
 1 )  - 
1 ) )  <_ 
( ( log `  1
)  /  1 ) ) )
5049simp2i 967 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  RR+  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) )  e.  dom  ~~> r
51 rlimdmo1 12366 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  RR+  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) )  e.  dom  ~~> r  -> 
( x  e.  RR+  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) )  e.  O ( 1 ) )
5250, 51mp1i 12 . . . . . 6  |-  (  T. 
->  ( x  e.  RR+  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) )  e.  O ( 1 ) )
5347, 52o1res2 12312 . . . . 5  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) ) )  e.  O ( 1 ) )
54 divlogrlim 20479 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( 1 (,) 
+oo )  |->  ( 1  /  ( log `  x
) ) )  ~~> r  0
55 rlimo1 12365 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( 1  /  ( log `  x
) ) )  ~~> r  0  ->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( 1  / 
( log `  x
) ) )  e.  O ( 1 ) )
5654, 55mp1i 12 . . . . 5  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( 1  /  ( log `  x ) ) )  e.  O ( 1 ) )
5727, 45, 53, 56o1mul2 12373 . . . 4  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  ( ( ( log `  x ) ^ 2 )  / 
2 ) )  x.  ( 1  /  ( log `  x ) ) ) )  e.  O
( 1 ) )
5844, 57eqeltrd 2478 . . 3  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )  e.  O
( 1 ) )
598, 23, 25divcld 9746 . . . . 5  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  e.  CC )
6023halfcld 10168 . . . . 5  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( log `  x
)  /  2 )  e.  CC )
6159, 60subcld 9367 . . . 4  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) )  e.  CC )
62 elfznn 11036 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  n  e.  NN )
6362adantl 453 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  n  e.  NN )
64 vmacl 20854 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (Λ `  n )  e.  RR )
6563, 64syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  (Λ `  n
)  e.  RR )
6665, 63nndivred 10004 . . . . . . . . 9  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (Λ `  n )  /  n
)  e.  RR )
6718adantr 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  x  e.  RR+ )
6863nnrpd 10603 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  n  e.  RR+ )
6967, 68rpdivcld 10621 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( x  /  n )  e.  RR+ )
7069relogcld 20471 . . . . . . . . 9  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( log `  ( x  /  n
) )  e.  RR )
7166, 70remulcld 9072 . . . . . . . 8  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  x.  ( log `  ( x  /  n ) ) )  e.  RR )
721, 71fsumrecl 12483 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  e.  RR )
7372recnd 9070 . . . . . 6  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  e.  CC )
7424rpcnd 10606 . . . . . 6  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( log `  x )  e.  CC )
7573, 74, 25divcld 9746 . . . . 5  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) )  e.  CC )
7674halfcld 10168 . . . . 5  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( log `  x
)  /  2 )  e.  CC )
7775, 76subcld 9367 . . . 4  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) )  -  ( ( log `  x )  /  2
) )  e.  CC )
7859, 75, 60nnncan2d 9402 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) )  -  ( (
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) )  -  ( ( log `  x )  /  2
) ) )  =  ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) ) ) )
798, 73, 23, 25divsubdird 9785 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) ) )  / 
( log `  x
) )  =  ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) ) ) )
80 fzfid 11267 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) )  e. 
Fin )
8165adantr 452 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  (Λ `  n
)  e.  RR )
8263adantr 452 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  n  e.  NN )
83 elfznn 11036 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  (
x  /  n ) ) )  ->  m  e.  NN )
8483adantl 453 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  m  e.  NN )
8582, 84nnmulcld 10003 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  ( n  x.  m )  e.  NN )
8681, 85nndivred 10004 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  ( (Λ `  n )  /  (
n  x.  m ) )  e.  RR )
8780, 86fsumrecl 12483 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( (Λ `  n
)  /  ( n  x.  m ) )  e.  RR )
8887recnd 9070 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( (Λ `  n
)  /  ( n  x.  m ) )  e.  CC )
8971recnd 9070 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  x.  ( log `  ( x  /  n ) ) )  e.  CC )
901, 88, 89fsumsub 12526 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) ( (Λ `  n
)  /  ( n  x.  m ) )  -  ( ( (Λ `  n )  /  n
)  x.  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  =  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )
sum_ m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( (Λ `  n )  /  ( n  x.  m ) )  -  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) ) ) )
9165recnd 9070 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  (Λ `  n
)  e.  CC )
9263nncnd 9972 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  n  e.  CC )
9363nnne0d 10000 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  n  =/=  0 )
9491, 92, 93divcld 9746 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (Λ `  n )  /  n
)  e.  CC )
9584nnrecred 10001 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  ( 1  /  m )  e.  RR )
9680, 95fsumrecl 12483 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  e.  RR )
9796recnd 9070 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  e.  CC )
9870recnd 9070 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( log `  ( x  /  n
) )  e.  CC )
9994, 97, 98subdid 9445 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( 1  /  m )  -  ( log `  (
x  /  n ) ) ) )  =  ( ( ( (Λ `  n )  /  n
)  x.  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
) )  -  (
( (Λ `  n )  /  n )  x.  ( log `  ( x  /  n ) ) ) ) )
10091adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  (Λ `  n
)  e.  CC )
10192adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  n  e.  CC )
10284nncnd 9972 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  m  e.  CC )
10393adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  n  =/=  0 )
10484nnne0d 10000 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  m  =/=  0 )
105100, 101, 102, 103, 104divdiv1d 9777 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  /  m
)  =  ( (Λ `  n )  /  (
n  x.  m ) ) )
106100, 101, 103divcld 9746 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  ( (Λ `  n )  /  n
)  e.  CC )
107106, 102, 104divrecd 9749 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  /  m
)  =  ( ( (Λ `  n )  /  n )  x.  (
1  /  m ) ) )
108105, 107eqtr3d 2438 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  ( (Λ `  n )  /  (
n  x.  m ) )  =  ( ( (Λ `  n )  /  n )  x.  (
1  /  m ) ) )
109108sumeq2dv 12452 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( (Λ `  n
)  /  ( n  x.  m ) )  =  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( 1  /  m ) ) )
110102, 104reccld 9739 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) )  ->  ( 1  /  m )  e.  CC )
11180, 94, 110fsummulc2 12522 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  x.  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  (
x  /  n ) ) ) ( 1  /  m ) )  =  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( 1  /  m ) ) )
112109, 111eqtr4d 2439 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( (Λ `  n
)  /  ( n  x.  m ) )  =  ( ( (Λ `  n )  /  n
)  x.  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
) ) )
113112oveq1d 6055 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  (
x  /  n ) ) ) ( (Λ `  n )  /  (
n  x.  m ) )  -  ( ( (Λ `  n )  /  n )  x.  ( log `  ( x  /  n ) ) ) )  =  ( ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
) )  -  (
( (Λ `  n )  /  n )  x.  ( log `  ( x  /  n ) ) ) ) )
11499, 113eqtr4d 2439 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( 1  /  m )  -  ( log `  (
x  /  n ) ) ) )  =  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) ( (Λ `  n
)  /  ( n  x.  m ) )  -  ( ( (Λ `  n )  /  n
)  x.  ( log `  ( x  /  n
) ) ) ) )
115114sumeq2dv 12452 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  =  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( x  /  n ) ) ) ( (Λ `  n
)  /  ( n  x.  m ) )  -  ( ( (Λ `  n )  /  n
)  x.  ( log `  ( x  /  n
) ) ) ) )
116 vmasum 20953 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  NN  ->  sum_ n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k }  (Λ `  n )  =  ( log `  k
) )
1173, 116syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  sum_ n  e. 
{ y  e.  NN  |  y  ||  k }  (Λ `  n )  =  ( log `  k
) )
118117oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( sum_ n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k }  (Λ `  n
)  /  k )  =  ( ( log `  k )  /  k
) )
119 fzfid 11267 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( 1 ... k )  e. 
Fin )
120 sgmss 20842 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  { y  e.  NN  |  y 
||  k }  C_  ( 1 ... k
) )
1213, 120syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  { y  e.  NN  |  y  ||  k }  C_  ( 1 ... k ) )
122 ssfi 7288 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( 1 ... k
)  e.  Fin  /\  { y  e.  NN  | 
y  ||  k }  C_  ( 1 ... k
) )  ->  { y  e.  NN  |  y 
||  k }  e.  Fin )
123119, 121, 122syl2anc 643 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  { y  e.  NN  |  y  ||  k }  e.  Fin )
1243nncnd 9972 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  e.  CC )
125 ssrab2 3388 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  { y  e.  NN  |  y 
||  k }  C_  NN
126 simprr 734 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  /\  n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k } ) )  ->  n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k } )
127125, 126sseldi 3306 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  /\  n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k } ) )  ->  n  e.  NN )
128127, 64syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  /\  n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k } ) )  -> 
(Λ `  n )  e.  RR )
129128recnd 9070 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  /\  n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k } ) )  -> 
(Λ `  n )  e.  CC )
130129anassrs 630 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  /\  n  e.  {
y  e.  NN  | 
y  ||  k }
)  ->  (Λ `  n
)  e.  CC )
1313nnne0d 10000 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  =/=  0 )
132123, 124, 130, 131fsumdivc 12524 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( sum_ n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k }  (Λ `  n
)  /  k )  =  sum_ n  e.  {
y  e.  NN  | 
y  ||  k } 
( (Λ `  n )  /  k ) )
133118, 132eqtr3d 2438 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( ( log `  k )  / 
k )  =  sum_ n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k }  ( (Λ `  n )  /  k
) )
134133sumeq2dv 12452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  =  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )
sum_ n  e.  { y  e.  NN  |  y 
||  k }  (
(Λ `  n )  / 
k ) )
135 oveq2 6048 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  ( n  x.  m )  ->  (
(Λ `  n )  / 
k )  =  ( (Λ `  n )  /  ( n  x.  m ) ) )
1362ad2antrl 709 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  /\  n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k } ) )  -> 
k  e.  NN )
137136nncnd 9972 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  /\  n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k } ) )  -> 
k  e.  CC )
138136nnne0d 10000 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  /\  n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k } ) )  -> 
k  =/=  0 )
139129, 137, 138divcld 9746 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  /\  n  e.  { y  e.  NN  |  y  ||  k } ) )  -> 
( (Λ `  n )  /  k )  e.  CC )
140135, 10, 139dvdsflsumcom 20926 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )
sum_ n  e.  { y  e.  NN  |  y 
||  k }  (
(Λ `  n )  / 
k )  =  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) ) sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( (Λ `  n
)  /  ( n  x.  m ) ) )
141134, 140eqtrd 2436 . . . . . . . . . 10  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  =  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )
sum_ m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( (Λ `  n )  /  ( n  x.  m ) ) )
142141oveq1d 6055 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) ) )  =  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )
sum_ m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( (Λ `  n )  /  ( n  x.  m ) )  -  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) ) ) )
14390, 115, 1423eqtr4rd 2447 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) ) )  = 
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) ) )
144143oveq1d 6055 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  -  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) ) )  / 
( log `  x
) )  =  (
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) ) )
14578, 79, 1443eqtr2d 2442 . . . . . 6  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) )  -  ( (
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) )  -  ( ( log `  x )  /  2
) ) )  =  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) ) )
146145mpteq2dva 4255 . . . . 5  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) )  -  ( (
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) )  -  ( ( log `  x )  /  2
) ) ) )  =  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) ) ) )
147 1re 9046 . . . . . . . 8  |-  1  e.  RR
148147a1i 11 . . . . . . 7  |-  (  T. 
->  1  e.  RR )
1491, 66fsumrecl 12483 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  e.  RR )
150149, 24rerpdivcld 10631 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n )  /  n )  /  ( log `  x ) )  e.  RR )
151 ioossre 10928 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1 (,)  +oo )  C_  RR
152 ax-1cn 9004 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  CC
153 o1const 12368 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( 1 (,)  +oo )  C_  RR  /\  1  e.  CC )  ->  (
x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  1 )  e.  O ( 1 ) )
154151, 152, 153mp2an 654 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  ( 1 (,) 
+oo )  |->  1 )  e.  O ( 1 )
155154a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  1 )  e.  O
( 1 ) )
156150recnd 9070 . . . . . . . . . 10  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n )  /  n )  /  ( log `  x ) )  e.  CC )
15712rpcnd 10606 . . . . . . . . . 10  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  1  e.  CC )
158149recnd 9070 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  e.  CC )
159158, 23, 23, 25divsubdird 9785 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  -  ( log `  x
) )  /  ( log `  x ) )  =  ( ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) ) ( (Λ `  n )  /  n
)  /  ( log `  x ) )  -  ( ( log `  x
)  /  ( log `  x ) ) ) )
160158, 23subcld 9367 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n )  /  n )  -  ( log `  x ) )  e.  CC )
161160, 23, 25divrecd 9749 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  -  ( log `  x
) )  /  ( log `  x ) )  =  ( ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) ) ( (Λ `  n )  /  n
)  -  ( log `  x ) )  x.  ( 1  /  ( log `  x ) ) ) )
16223, 25dividd 9744 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( log `  x
)  /  ( log `  x ) )  =  1 )
163162oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  ( log `  x ) ) )  =  ( ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) ) ( (Λ `  n )  /  n
)  /  ( log `  x ) )  - 
1 ) )
164159, 161, 1633eqtr3rd 2445 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  /  ( log `  x
) )  -  1 )  =  ( (
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n )  /  n )  -  ( log `  x ) )  x.  ( 1  / 
( log `  x
) ) ) )
165164mpteq2dva 4255 . . . . . . . . . . 11  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  /  ( log `  x
) )  -  1 ) )  =  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( (
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n )  /  n )  -  ( log `  x ) )  x.  ( 1  / 
( log `  x
) ) ) ) )
166149, 19resubcld 9421 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n )  /  n )  -  ( log `  x ) )  e.  RR )
167 vmadivsum 21129 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  e.  RR+  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) ) ( (Λ `  n )  /  n
)  -  ( log `  x ) ) )  e.  O ( 1 )
168167a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  (  T. 
->  ( x  e.  RR+  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  -  ( log `  x
) ) )  e.  O ( 1 ) )
16947, 168o1res2 12312 . . . . . . . . . . . 12  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  -  ( log `  x
) ) )  e.  O ( 1 ) )
170166, 45, 169, 56o1mul2 12373 . . . . . . . . . . 11  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  -  ( log `  x
) )  x.  (
1  /  ( log `  x ) ) ) )  e.  O ( 1 ) )
171165, 170eqeltrd 2478 . . . . . . . . . 10  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  /  ( log `  x
) )  -  1 ) )  e.  O
( 1 ) )
172156, 157, 171o1dif 12378 . . . . . . . . 9  |-  (  T. 
->  ( ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  /  ( log `  x
) ) )  e.  O ( 1 )  <-> 
( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  1 )  e.  O
( 1 ) ) )
173155, 172mpbird 224 . . . . . . . 8  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  /  ( log `  x
) ) )  e.  O ( 1 ) )
174150, 173o1lo1d 12288 . . . . . . 7  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n )  /  ( log `  x
) ) )  e. 
<_ O ( 1 ) )
17596, 70resubcld 9421 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  (
x  /  n ) ) ) ( 1  /  m )  -  ( log `  ( x  /  n ) ) )  e.  RR )
17666, 175remulcld 9072 . . . . . . . . 9  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( 1  /  m )  -  ( log `  (
x  /  n ) ) ) )  e.  RR )
1771, 176fsumrecl 12483 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  e.  RR )
178177, 24rerpdivcld 10631 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) )  e.  RR )
179147a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  1  e.  RR )
180 vmage0 20857 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  NN  ->  0  <_  (Λ `  n )
)
18163, 180syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  0  <_  (Λ `  n ) )
18265, 68, 181divge0d 10640 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  0  <_  ( (Λ `  n )  /  n ) )
18369rpred 10604 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( x  /  n )  e.  RR )
18492mulid2d 9062 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( 1  x.  n )  =  n )
185 fznnfl 11198 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( x  e.  RR  ->  (
n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  <->  ( n  e.  NN  /\  n  <_  x ) ) )
18610, 185syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  (
n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  <->  ( n  e.  NN  /\  n  <_  x ) ) )
187186simplbda 608 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  n  <_  x )
188184, 187eqbrtrd 4192 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( 1  x.  n )  <_  x )
18910adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  x  e.  RR )
190179, 189, 68lemuldivd 10649 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (
1  x.  n )  <_  x  <->  1  <_  ( x  /  n ) ) )
191188, 190mpbid 202 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  1  <_  ( x  /  n ) )
192 harmonicubnd 20801 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( x  /  n
)  e.  RR  /\  1  <_  ( x  /  n ) )  ->  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( 1  /  m )  <_  ( ( log `  ( x  /  n
) )  +  1 ) )
193183, 191, 192syl2anc 643 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  <_  ( ( log `  ( x  /  n ) )  +  1 ) )
19496, 70, 179lesubadd2d 9581 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( 1  /  m )  -  ( log `  (
x  /  n ) ) )  <_  1  <->  sum_
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( 1  /  m )  <_  ( ( log `  ( x  /  n
) )  +  1 ) ) )
195193, 194mpbird 224 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  (
x  /  n ) ) ) ( 1  /  m )  -  ( log `  ( x  /  n ) ) )  <_  1 )
196175, 179, 66, 182, 195lemul2ad 9907 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( 1  /  m )  -  ( log `  (
x  /  n ) ) ) )  <_ 
( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  1 ) )
19794mulid1d 9061 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  x.  1 )  =  ( (Λ `  n )  /  n
) )
198196, 197breqtrd 4196 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( (
(Λ `  n )  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( 1  /  m )  -  ( log `  (
x  /  n ) ) ) )  <_ 
( (Λ `  n )  /  n ) )
1991, 176, 66, 198fsumle 12533 . . . . . . . . 9  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  <_  sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( (Λ `  n
)  /  n ) )
200177, 149, 24, 199lediv1dd 10658 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) )  <_  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n )  /  n )  /  ( log `  x ) ) )
201200adantrr 698 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  ( x  e.  ( 1 (,) 
+oo )  /\  1  <_  x ) )  -> 
( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) )  <_  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( (Λ `  n )  /  n )  /  ( log `  x ) ) )
202148, 174, 150, 178, 201lo1le 12400 . . . . . 6  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) ) )  e. 
<_ O ( 1 ) )
203 0re 9047 . . . . . . . 8  |-  0  e.  RR
204203a1i 11 . . . . . . 7  |-  (  T. 
->  0  e.  RR )
205 harmoniclbnd 20800 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  /  n )  e.  RR+  ->  ( log `  ( x  /  n
) )  <_  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
) )
20669, 205syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( log `  ( x  /  n
) )  <_  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
) )
20796, 70subge0d 9572 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( 0  <_  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) )  <->  ( log `  ( x  /  n
) )  <_  sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
) ) )
208206, 207mpbird 224 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  0  <_  (
sum_ m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( x  /  n
) ) ) ( 1  /  m )  -  ( log `  (
x  /  n ) ) ) )
20966, 175, 182, 208mulge0d 9559 . . . . . . . . 9  |-  ( ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  /\  n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  0  <_  ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) ) )
2101, 176, 209fsumge0 12529 . . . . . . . 8  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  0  <_ 
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) ) )
211177, 24, 210divge0d 10640 . . . . . . 7  |-  ( (  T.  /\  x  e.  ( 1 (,)  +oo ) )  ->  0  <_  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) ) )
212178, 204, 211o1lo12 12287 . . . . . 6  |-  (  T. 
->  ( ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) ) )  e.  O ( 1 )  <-> 
( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) ) )  e. 
<_ O ( 1 ) ) )
213202, 212mpbird 224 . . . . 5  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( sum_ m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( x  /  n ) ) ) ( 1  /  m
)  -  ( log `  ( x  /  n
) ) ) )  /  ( log `  x
) ) )  e.  O ( 1 ) )
214146, 213eqeltrd 2478 . . . 4  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) )  -  ( (
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) )  -  ( ( log `  x )  /  2
) ) ) )  e.  O ( 1 ) )
21561, 77, 214o1dif 12378 . . 3  |-  (  T. 
->  ( ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( log `  k
)  /  k )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )  e.  O
( 1 )  <->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) ) ( ( (Λ `  n )  /  n )  x.  ( log `  ( x  /  n ) ) )  /  ( log `  x
) )  -  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )  e.  O
( 1 ) ) )
21658, 215mpbid 202 . 2  |-  (  T. 
->  ( x  e.  ( 1 (,)  +oo )  |->  ( ( sum_ n  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) )  -  ( ( log `  x )  /  2
) ) )  e.  O ( 1 ) )
217216trud 1329 1  |-  ( x  e.  ( 1 (,) 
+oo )  |->  ( (
sum_ n  e.  (
1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( (Λ `  n
)  /  n )  x.  ( log `  (
x  /  n ) ) )  /  ( log `  x ) )  -  ( ( log `  x )  /  2
) ) )  e.  O ( 1 )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936    T. wtru 1322    = wceq 1649    e. wcel 1721    =/= wne 2567   {crab 2670    C_ wss 3280   class class class wbr 4172    e. cmpt 4226   dom cdm 4837   -->wf 5409   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   Fincfn 7068   CCcc 8944   RRcr 8945   0cc0 8946   1c1 8947    + caddc 8949    x. cmul 8951    +oocpnf 9073    < clt 9076    <_ cle 9077    - cmin 9247    / cdiv 9633   NNcn 9956   2c2 10005   RR+crp 10568   (,)cioo 10872   ...cfz 10999   |_cfl 11156   ^cexp 11337   abscabs 11994    ~~> r crli 12234   O ( 1 )co1 12235   <_ O ( 1 )clo1 12236   sum_csu 12434   _eceu 12620    || cdivides 12807   logclog 20405  Λcvma 20827
This theorem is referenced by:  vmalogdivsum  21186  2vmadivsumlem  21187  selberg4lem1  21207
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-inf2 7552  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023  ax-pre-sup 9024  ax-addf 9025  ax-mulf 9026
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rmo 2674  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-int 4011  df-iun 4055  df-iin 4056  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-se 4502  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-isom 5422  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-of 6264  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-1o 6683  df-2o 6684  df-oadd 6687  df-er 6864  df-map 6979  df-pm 6980  df-ixp 7023  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-fin 7072  df-fi 7374  df-sup 7404  df-oi 7435  df-card 7782  df-cda 8004  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-div 9634  df-nn 9957  df-2 10014  df-3 10015  df-4 10016  df-5 10017  df-6 10018  df-7 10019  df-8 10020  df-9 10021  df-10 10022  df-n0 10178  df-z 10239  df-dec 10339  df-uz 10445  df-q 10531  df-rp 10569  df-xneg 10666  df-xadd 10667  df-xmul 10668  df-ioo 10876  df-ioc 10877  df-ico 10878  df-icc 10879  df-fz 11000  df-fzo 11091  df-fl 11157  df-mod 11206  df-seq 11279  df-exp 11338  df-fac 11522  df-bc 11549  df-hash 11574  df-shft 11837  df-cj 11859  df-re 11860  df-im 11861  df-sqr 11995  df-abs 11996  df-limsup 12220  df-clim 12237  df-rlim 12238  df-o1 12239  df-lo1 12240  df-sum 12435  df-ef 12625  df-e 12626  df-sin 12627  df-cos 12628  df-pi 12630  df-dvds 12808  df-gcd 12962  df-prm 13035  df-pc 13166  df-struct 13426  df-ndx 13427  df-slot 13428  df-base 13429  df-sets 13430  df-ress 13431  df-plusg 13497  df-mulr 13498  df-starv 13499  df-sca 13500  df-vsca 13501  df-tset 13503  df-ple 13504  df-ds 13506  df-unif 13507  df-hom 13508  df-cco 13509  df-rest 13605  df-topn 13606  df-topgen 13622  df-pt 13623  df-prds 13626  df-xrs 13681  df-0g 13682  df-gsum 13683  df-qtop 13688  df-imas 13689  df-xps 13691  df-mre 13766  df-mrc 13767  df-acs 13769  df-mnd 14645  df-submnd 14694  df-mulg 14770  df-cntz 15071  df-cmn 15369  df-psmet 16649  df-xmet 16650  df-met 16651  df-bl 16652  df-mopn 16653  df-fbas 16654  df-fg 16655  df-cnfld 16659  df-top 16918  df-bases 16920  df-topon 16921  df-topsp 16922  df-cld 17038  df-ntr 17039  df-cls 17040  df-nei 17117  df-lp 17155  df-perf 17156  df-cn 17245  df-cnp 17246  df-haus 17333  df-cmp 17404  df-tx 17547  df-hmeo 17740  df-fil 17831  df-fm 17923  df-flim 17924  df-flf 17925  df-xms 18303  df-ms 18304  df-tms 18305  df-cncf 18861  df-limc 19706  df-dv 19707  df-log 20407  df-cxp 20408  df-em 20784  df-cht 20832  df-vma 20833  df-chp 20834  df-ppi 20835
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