Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dchrvmasum2lem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dchrvmasum2lem 24985
 Description: Give an expression for log𝑥 remarkably similar to Σ𝑛 ≤ 𝑥(𝑋(𝑛)Λ(𝑛) / 𝑛) given in dchrvmasumlem1 24984. Part of Lemma 9.4.3 of [Shapiro], p. 380. (Contributed by Mario Carneiro, 4-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
rpvmasum.z 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
rpvmasum.l 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
rpvmasum.a (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
rpvmasum.g 𝐺 = (DChr‘𝑁)
rpvmasum.d 𝐷 = (Base‘𝐺)
rpvmasum.1 1 = (0g𝐺)
dchrisum.b (𝜑𝑋𝐷)
dchrisum.n1 (𝜑𝑋1 )
dchrvmasum.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
dchrvmasum2.2 (𝜑 → 1 ≤ 𝐴)
Assertion
Ref Expression
dchrvmasum2lem (𝜑 → (log‘𝐴) = Σ𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))))
Distinct variable groups:   1 ,𝑚   𝑚,𝑑,𝐴   𝑚,𝑁   𝜑,𝑑,𝑚   𝑚,𝑍   𝐷,𝑚   𝐿,𝑑,𝑚   𝑋,𝑑,𝑚
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑑)   1 (𝑑)   𝐺(𝑚,𝑑)   𝑁(𝑑)   𝑍(𝑑)

Proof of Theorem dchrvmasum2lem
Dummy variables 𝑛 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq2 6103 . . . . . . 7 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → (𝐿𝑛) = (𝐿‘(𝑑 · 𝑚)))
21fveq2d 6107 . . . . . 6 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → (𝑋‘(𝐿𝑛)) = (𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))))
3 id 22 . . . . . 6 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → 𝑛 = (𝑑 · 𝑚))
42, 3oveq12d 6567 . . . . 5 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → ((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) = ((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)))
5 oveq2 6557 . . . . . 6 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → (𝐴 / 𝑛) = (𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))
65fveq2d 6107 . . . . 5 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → (log‘(𝐴 / 𝑛)) = (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))
74, 6oveq12d 6567 . . . 4 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛))) = (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))))
87oveq2d 6565 . . 3 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛)))) = ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
9 dchrvmasum.a . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
109rpred 11748 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
11 elrabi 3328 . . . . . . 7 (𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛} → 𝑑 ∈ ℕ)
1211ad2antll 761 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ∧ 𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛})) → 𝑑 ∈ ℕ)
13 mucl 24667 . . . . . 6 (𝑑 ∈ ℕ → (μ‘𝑑) ∈ ℤ)
1412, 13syl 17 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ∧ 𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛})) → (μ‘𝑑) ∈ ℤ)
1514zcnd 11359 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ∧ 𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛})) → (μ‘𝑑) ∈ ℂ)
16 rpvmasum.g . . . . . . . 8 𝐺 = (DChr‘𝑁)
17 rpvmasum.z . . . . . . . 8 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
18 rpvmasum.d . . . . . . . 8 𝐷 = (Base‘𝐺)
19 rpvmasum.l . . . . . . . 8 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
20 dchrisum.b . . . . . . . . 9 (𝜑𝑋𝐷)
2120adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑋𝐷)
22 elfzelz 12213 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑛 ∈ ℤ)
2322adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑛 ∈ ℤ)
2416, 17, 18, 19, 21, 23dchrzrhcl 24770 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (𝑋‘(𝐿𝑛)) ∈ ℂ)
25 elfznn 12241 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑛 ∈ ℕ)
2625adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑛 ∈ ℕ)
2726nncnd 10913 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑛 ∈ ℂ)
2826nnne0d 10942 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑛 ≠ 0)
2924, 27, 28divcld 10680 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → ((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) ∈ ℂ)
3025nnrpd 11746 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑛 ∈ ℝ+)
31 rpdivcl 11732 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑛 ∈ ℝ+) → (𝐴 / 𝑛) ∈ ℝ+)
329, 30, 31syl2an 493 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (𝐴 / 𝑛) ∈ ℝ+)
3332relogcld 24173 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (log‘(𝐴 / 𝑛)) ∈ ℝ)
3433recnd 9947 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (log‘(𝐴 / 𝑛)) ∈ ℂ)
3529, 34mulcld 9939 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛))) ∈ ℂ)
3635adantrr 749 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ∧ 𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛})) → (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛))) ∈ ℂ)
3715, 36mulcld 9939 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ∧ 𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛})) → ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛)))) ∈ ℂ)
388, 10, 37dvdsflsumcom 24714 . 2 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))Σ𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛} ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛)))) = Σ𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
39 fveq2 6103 . . . . . . 7 (𝑛 = 1 → (𝐿𝑛) = (𝐿‘1))
4039fveq2d 6107 . . . . . 6 (𝑛 = 1 → (𝑋‘(𝐿𝑛)) = (𝑋‘(𝐿‘1)))
41 id 22 . . . . . 6 (𝑛 = 1 → 𝑛 = 1)
4240, 41oveq12d 6567 . . . . 5 (𝑛 = 1 → ((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) = ((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1))
43 oveq2 6557 . . . . . 6 (𝑛 = 1 → (𝐴 / 𝑛) = (𝐴 / 1))
4443fveq2d 6107 . . . . 5 (𝑛 = 1 → (log‘(𝐴 / 𝑛)) = (log‘(𝐴 / 1)))
4542, 44oveq12d 6567 . . . 4 (𝑛 = 1 → (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛))) = (((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1) · (log‘(𝐴 / 1))))
46 fzfid 12634 . . . 4 (𝜑 → (1...(⌊‘𝐴)) ∈ Fin)
4725ssriv 3572 . . . . 5 (1...(⌊‘𝐴)) ⊆ ℕ
4847a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (1...(⌊‘𝐴)) ⊆ ℕ)
49 dchrvmasum2.2 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ≤ 𝐴)
50 flge1nn 12484 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝐴) → (⌊‘𝐴) ∈ ℕ)
5110, 49, 50syl2anc 691 . . . . . 6 (𝜑 → (⌊‘𝐴) ∈ ℕ)
52 nnuz 11599 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
5351, 52syl6eleq 2698 . . . . 5 (𝜑 → (⌊‘𝐴) ∈ (ℤ‘1))
54 eluzfz1 12219 . . . . 5 ((⌊‘𝐴) ∈ (ℤ‘1) → 1 ∈ (1...(⌊‘𝐴)))
5553, 54syl 17 . . . 4 (𝜑 → 1 ∈ (1...(⌊‘𝐴)))
5645, 46, 48, 55, 35musumsum 24718 . . 3 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))Σ𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛} ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛)))) = (((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1) · (log‘(𝐴 / 1))))
5716, 17, 18, 19, 20dchrzrh1 24769 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘1)) = 1)
5857oveq1d 6564 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1) = (1 / 1))
59 1div1e1 10596 . . . . 5 (1 / 1) = 1
6058, 59syl6eq 2660 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1) = 1)
619rpcnd 11750 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
6261div1d 10672 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 / 1) = 𝐴)
6362fveq2d 6107 . . . 4 (𝜑 → (log‘(𝐴 / 1)) = (log‘𝐴))
6460, 63oveq12d 6567 . . 3 (𝜑 → (((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1) · (log‘(𝐴 / 1))) = (1 · (log‘𝐴)))
659relogcld 24173 . . . . 5 (𝜑 → (log‘𝐴) ∈ ℝ)
6665recnd 9947 . . . 4 (𝜑 → (log‘𝐴) ∈ ℂ)
6766mulid2d 9937 . . 3 (𝜑 → (1 · (log‘𝐴)) = (log‘𝐴))
6856, 64, 673eqtrrd 2649 . 2 (𝜑 → (log‘𝐴) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))Σ𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛} ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛)))))
69 fzfid 12634 . . . . 5 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑))) ∈ Fin)
7020adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑋𝐷)
71 elfzelz 12213 . . . . . . . 8 (𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑑 ∈ ℤ)
7271adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑑 ∈ ℤ)
7316, 17, 18, 19, 70, 72dchrzrhcl 24770 . . . . . 6 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (𝑋‘(𝐿𝑑)) ∈ ℂ)
74 fznnfl 12523 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ → (𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ↔ (𝑑 ∈ ℕ ∧ 𝑑𝐴)))
7510, 74syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ↔ (𝑑 ∈ ℕ ∧ 𝑑𝐴)))
7675simprbda 651 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑑 ∈ ℕ)
7776, 13syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (μ‘𝑑) ∈ ℤ)
7877zred 11358 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (μ‘𝑑) ∈ ℝ)
7978, 76nndivred 10946 . . . . . . 7 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → ((μ‘𝑑) / 𝑑) ∈ ℝ)
8079recnd 9947 . . . . . 6 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → ((μ‘𝑑) / 𝑑) ∈ ℂ)
8173, 80mulcld 9939 . . . . 5 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → ((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) ∈ ℂ)
8220ad2antrr 758 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑋𝐷)
83 elfzelz 12213 . . . . . . . 8 (𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑))) → 𝑚 ∈ ℤ)
8483adantl 481 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑚 ∈ ℤ)
8516, 17, 18, 19, 82, 84dchrzrhcl 24770 . . . . . 6 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝑋‘(𝐿𝑚)) ∈ ℂ)
86 elfznn 12241 . . . . . . . . . . . 12 (𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑑 ∈ ℕ)
8786nnrpd 11746 . . . . . . . . . . 11 (𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑑 ∈ ℝ+)
88 rpdivcl 11732 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑑 ∈ ℝ+) → (𝐴 / 𝑑) ∈ ℝ+)
899, 87, 88syl2an 493 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (𝐴 / 𝑑) ∈ ℝ+)
90 elfznn 12241 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑))) → 𝑚 ∈ ℕ)
9190nnrpd 11746 . . . . . . . . . 10 (𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑))) → 𝑚 ∈ ℝ+)
92 rpdivcl 11732 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 / 𝑑) ∈ ℝ+𝑚 ∈ ℝ+) → ((𝐴 / 𝑑) / 𝑚) ∈ ℝ+)
9389, 91, 92syl2an 493 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝐴 / 𝑑) / 𝑚) ∈ ℝ+)
9493relogcld 24173 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) ∈ ℝ)
9590adantl 481 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑚 ∈ ℕ)
9694, 95nndivred 10946 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚) ∈ ℝ)
9796recnd 9947 . . . . . 6 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚) ∈ ℂ)
9885, 97mulcld 9939 . . . . 5 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚)) ∈ ℂ)
9969, 81, 98fsummulc2 14358 . . . 4 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))(((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))))
10073adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝑋‘(𝐿𝑑)) ∈ ℂ)
10178adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (μ‘𝑑) ∈ ℝ)
102101recnd 9947 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (μ‘𝑑) ∈ ℂ)
10376nnrpd 11746 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑑 ∈ ℝ+)
104103adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑑 ∈ ℝ+)
105104rpcnne0d 11757 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝑑 ∈ ℂ ∧ 𝑑 ≠ 0))
106 div12 10586 . . . . . . . 8 (((𝑋‘(𝐿𝑑)) ∈ ℂ ∧ (μ‘𝑑) ∈ ℂ ∧ (𝑑 ∈ ℂ ∧ 𝑑 ≠ 0)) → ((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) = ((μ‘𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑)))
107100, 102, 105, 106syl3anc 1318 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) = ((μ‘𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑)))
10894recnd 9947 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) ∈ ℂ)
10995nnrpd 11746 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑚 ∈ ℝ+)
110109rpcnne0d 11757 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑚 ≠ 0))
111 div12 10586 . . . . . . . 8 (((𝑋‘(𝐿𝑚)) ∈ ℂ ∧ (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) ∈ ℂ ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑚 ≠ 0)) → ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚)) = ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)))
11285, 108, 110, 111syl3anc 1318 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚)) = ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)))
113107, 112oveq12d 6567 . . . . . 6 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = (((μ‘𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))))
114104rpcnd 11750 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑑 ∈ ℂ)
115104rpne0d 11753 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑑 ≠ 0)
116100, 114, 115divcld 10680 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) ∈ ℂ)
11795nncnd 10913 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑚 ∈ ℂ)
11895nnne0d 10942 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑚 ≠ 0)
11985, 117, 118divcld 10680 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚) ∈ ℂ)
120116, 119mulcld 9939 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)) ∈ ℂ)
121102, 108, 120mulassd 9942 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((μ‘𝑑) · (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚))) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))) = ((μ‘𝑑) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)))))
122102, 116, 108, 119mul4d 10127 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((μ‘𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))) = (((μ‘𝑑) · (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚))) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))))
12371ad2antlr 759 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑑 ∈ ℤ)
12416, 17, 18, 19, 82, 123, 84dchrzrhmul 24771 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) = ((𝑋‘(𝐿𝑑)) · (𝑋‘(𝐿𝑚))))
125124oveq1d 6564 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) = (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · (𝑋‘(𝐿𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)))
126 divmuldiv 10604 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑋‘(𝐿𝑑)) ∈ ℂ ∧ (𝑋‘(𝐿𝑚)) ∈ ℂ) ∧ ((𝑑 ∈ ℂ ∧ 𝑑 ≠ 0) ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑚 ≠ 0))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)) = (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · (𝑋‘(𝐿𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)))
127100, 85, 105, 110, 126syl22anc 1319 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)) = (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · (𝑋‘(𝐿𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)))
128125, 127eqtr4d 2647 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) = (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)))
12961ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝐴 ∈ ℂ)
130 divdiv1 10615 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑑 ∈ ℂ ∧ 𝑑 ≠ 0) ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑚 ≠ 0)) → ((𝐴 / 𝑑) / 𝑚) = (𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))
131129, 105, 110, 130syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝐴 / 𝑑) / 𝑚) = (𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))
132131eqcomd 2616 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝐴 / (𝑑 · 𝑚)) = ((𝐴 / 𝑑) / 𝑚))
133132fveq2d 6107 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))) = (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)))
134128, 133oveq12d 6567 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))) = ((((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)) · (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚))))
135120, 108mulcomd 9940 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)) · (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚))) = ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))))
136134, 135eqtrd 2644 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))) = ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))))
137136oveq2d 6565 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))) = ((μ‘𝑑) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)))))
138121, 122, 1373eqtr4d 2654 . . . . . 6 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((μ‘𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))) = ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
139113, 138eqtrd 2644 . . . . 5 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
140139sumeq2dv 14281 . . . 4 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))(((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
14199, 140eqtrd 2644 . . 3 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
142141sumeq2dv 14281 . 2 (𝜑 → Σ𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = Σ𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
14338, 68, 1423eqtr4d 2654 1 (𝜑 → (log‘𝐴) = Σ𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  {crab 2900   ⊆ wss 3540   class class class wbr 4583  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  ℂcc 9813  ℝcr 9814  0cc0 9815  1c1 9816   · cmul 9820   ≤ cle 9954   / cdiv 10563  ℕcn 10897  ℤcz 11254  ℤ≥cuz 11563  ℝ+crp 11708  ...cfz 12197  ⌊cfl 12453  Σcsu 14264   ∥ cdvds 14821  Basecbs 15695  0gc0g 15923  ℤRHomczrh 19667  ℤ/nℤczn 19670  logclog 24105  μcmu 24621  DChrcdchr 24757 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893  ax-addf 9894  ax-mulf 9895 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-iin 4458  df-disj 4554  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-supp 7183  df-tpos 7239  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-er 7629  df-ec 7631  df-qs 7635  df-map 7746  df-pm 7747  df-ixp 7795  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-fsupp 8159  df-fi 8200  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-xnn0 11241  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-xneg 11822  df-xadd 11823  df-xmul 11824  df-ioo 12050  df-ioc 12051  df-ico 12052  df-icc 12053  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-mod 12531  df-seq 12664  df-exp 12723  df-fac 12923  df-bc 12952  df-hash 12980  df-shft 13655  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-limsup 14050  df-clim 14067  df-rlim 14068  df-sum 14265  df-ef 14637  df-sin 14639  df-cos 14640  df-pi 14642  df-dvds 14822  df-gcd 15055  df-prm 15224  df-pc 15380  df-struct 15697  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-starv 15783  df-sca 15784  df-vsca 15785  df-ip 15786  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-unif 15792  df-hom 15793  df-cco 15794  df-rest 15906  df-topn 15907  df-0g 15925  df-gsum 15926  df-topgen 15927  df-pt 15928  df-prds 15931  df-xrs 15985  df-qtop 15990  df-imas 15991  df-qus 15992  df-xps 15993  df-mre 16069  df-mrc 16070  df-acs 16072  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-mhm 17158  df-submnd 17159  df-grp 17248  df-minusg 17249  df-sbg 17250  df-mulg 17364  df-subg 17414  df-nsg 17415  df-eqg 17416  df-ghm 17481  df-cntz 17573  df-cmn 18018  df-abl 18019  df-mgp 18313  df-ur 18325  df-ring 18372  df-cring 18373  df-oppr 18446  df-dvdsr 18464  df-unit 18465  df-rnghom 18538  df-subrg 18601  df-lmod 18688  df-lss 18754  df-lsp 18793  df-sra 18993  df-rgmod 18994  df-lidl 18995  df-rsp 18996  df-2idl 19053  df-psmet 19559  df-xmet 19560  df-met 19561  df-bl 19562  df-mopn 19563  df-fbas 19564  df-fg 19565  df-cnfld 19568  df-zring 19638  df-zrh 19671  df-zn 19674  df-top 20521  df-bases 20522  df-topon 20523  df-topsp 20524  df-cld 20633  df-ntr 20634  df-cls 20635  df-nei 20712  df-lp 20750  df-perf 20751  df-cn 20841  df-cnp 20842  df-haus 20929  df-tx 21175  df-hmeo 21368  df-fil 21460  df-fm 21552  df-flim 21553  df-flf 21554  df-xms 21935  df-ms 21936  df-tms 21937  df-cncf 22489  df-limc 23436  df-dv 23437  df-log 24107  df-mu 24627  df-dchr 24758 This theorem is referenced by:  dchrvmasum2if  24986
 Copyright terms: Public domain W3C validator