ostth2lem3 - Metamath Proof Explorer

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Theorem ostth2lem3 25124

Description: Lemma for ostth2 25126. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Sep-2014.)

**Hypotheses**
Ref	Expression
qrng.q	⊢ 𝑄 = (ℂ_fld ↾_s ℚ)
qabsabv.a	⊢ 𝐴 = (AbsVal‘𝑄)
padic.j	⊢ 𝐽 = (𝑞 ∈ ℙ ↦ (𝑥 ∈ ℚ ↦ if(𝑥 = 0, 0, (𝑞↑-(𝑞 pCnt 𝑥)))))
ostth.k	⊢ 𝐾 = (𝑥 ∈ ℚ ↦ if(𝑥 = 0, 0, 1))
ostth.1	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐴)
ostth2.2	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ_≥‘2))
ostth2.3	⊢ (𝜑 → 1 < (𝐹‘𝑁))
ostth2.4	⊢ 𝑅 = ((log‘(𝐹‘𝑁)) / (log‘𝑁))
ostth2.5	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ_≥‘2))
ostth2.6	⊢ 𝑆 = ((log‘(𝐹‘𝑀)) / (log‘𝑀))
ostth2.7	⊢ 𝑇 = if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀))
ostth2.8	⊢ 𝑈 = ((log‘𝑁) / (log‘𝑀))

**Assertion**
Ref	Expression
ostth2lem3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝐹‘𝑁) / (𝑇↑_𝑐𝑈))↑𝑋) ≤ (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))

Distinct variable groups: 𝑥,𝑀 𝑥,𝑞,𝜑 𝑥,𝑇 𝑥,𝑈 𝑥,𝑋 𝐴,𝑞,𝑥 𝑥,𝑁 𝑥,𝑄 𝐹,𝑞 𝑅,𝑞 𝑥,𝐹 Allowed substitution hints: 𝑄(𝑞) 𝑅(𝑥) 𝑆(𝑥,𝑞) 𝑇(𝑞) 𝑈(𝑞) 𝐽(𝑥,𝑞) 𝐾(𝑥,𝑞) 𝑀(𝑞) 𝑁(𝑞) 𝑋(𝑞)

**Proof of Theorem ostth2lem3**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		ostth.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐴)
2		ostth2.2	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ_≥‘2))
3		eluz2b2 11637	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ_≥‘2) ↔ (𝑁 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑁))
4	2, 3	sylib 207	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑁))
5	4	simpld 474	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6		nnq 11677	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℚ)
7	5, 6	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℚ)
8		qabsabv.a	. . . . . . 7 ⊢ 𝐴 = (AbsVal‘𝑄)
9		qrng.q	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑄 = (ℂ_fld ↾_s ℚ)
10	9	qrngbas 25108	. . . . . . 7 ⊢ ℚ = (Base‘𝑄)
11	8, 10	abvcl 18647	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝑁 ∈ ℚ) → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ)
12	1, 7, 11	syl2anc 691	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ)
13	12	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ)
14	13	recnd 9947	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑁) ∈ ℂ)
15		ostth2.7	. . . . . . 7 ⊢ 𝑇 = if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀))
16		1re 9918	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℝ
17		ostth2.5	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ_≥‘2))
18		eluz2b2 11637	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑀 ∈ (ℤ_≥‘2) ↔ (𝑀 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑀))
19	17, 18	sylib 207	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑀))
20	19	simpld 474	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
21		nnq 11677	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℚ)
22	20, 21	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℚ)
23	8, 10	abvcl 18647	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝑀 ∈ ℚ) → (𝐹‘𝑀) ∈ ℝ)
24	1, 22, 23	syl2anc 691	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑀) ∈ ℝ)
25		ifcl 4080	. . . . . . . 8 ⊢ ((1 ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑀) ∈ ℝ) → if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀)) ∈ ℝ)
26	16, 24, 25	sylancr 694	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀)) ∈ ℝ)
27	15, 26	syl5eqel 2692	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ ℝ)
28	27	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑇 ∈ ℝ)
29		0red 9920	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
30		1red 9934	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
31		0lt1 10429	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 < 1
32	31	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 0 < 1)
33		max2 11892	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐹‘𝑀) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → 1 ≤ if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀)))
34	24, 30, 33	syl2anc 691	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀)))
35	34, 15	syl6breqr 4625	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ 𝑇)
36	29, 30, 27, 32, 35	ltletrd 10076	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 0 < 𝑇)
37	36	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < 𝑇)
38	28, 37	elrpd 11745	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑇 ∈ ℝ⁺)
39	38	rpge0d 11752	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝑇)
40		ostth2.8	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑈 = ((log‘𝑁) / (log‘𝑀))
41	5	nnred 10912	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
42	4	simprd 478	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 1 < 𝑁)
43	41, 42	rplogcld 24179	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℝ⁺)
44	20	nnred 10912	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
45	19	simprd 478	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 1 < 𝑀)
46	44, 45	rplogcld 24179	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑀) ∈ ℝ⁺)
47	43, 46	rpdivcld 11765	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((log‘𝑁) / (log‘𝑀)) ∈ ℝ⁺)
48	40, 47	syl5eqel 2692	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ⁺)
49	48	rpred 11748	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ)
50	49	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑈 ∈ ℝ)
51	28, 39, 50	recxpcld 24269	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐𝑈) ∈ ℝ)
52	51	recnd 9947	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐𝑈) ∈ ℂ)
53	38, 50	rpcxpcld 24276	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐𝑈) ∈ ℝ⁺)
54	53	rpne0d 11753	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐𝑈) ≠ 0)
55		nnnn0 11176	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ → 𝑋 ∈ ℕ₀)
56	55	adantl 481	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ℕ₀)
57	14, 52, 54, 56	expdivd 12884	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝐹‘𝑁) / (𝑇↑_𝑐𝑈))↑𝑋) = (((𝐹‘𝑁)↑𝑋) / ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋)))
58		reexpcl 12739	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹‘𝑁) ∈ ℝ ∧ 𝑋 ∈ ℕ₀) → ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ∈ ℝ)
59	12, 55, 58	syl2an 493	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ∈ ℝ)
60	20	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℕ)
61	60	nnred 10912	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℝ)
62		nnre 10904	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ → 𝑋 ∈ ℝ)
63	62	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ℝ)
64	63, 50	remulcld 9949	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · 𝑈) ∈ ℝ)
65	56	nn0ge0d 11231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝑋)
66	48	rpge0d 11752	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝑈)
67	66	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝑈)
68	63, 50, 65, 67	mulge0d 10483	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 ≤ (𝑋 · 𝑈))
69		flge0nn0 12483	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 · 𝑈) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝑋 · 𝑈)) → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ∈ ℕ₀)
70	64, 68, 69	syl2anc 691	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ∈ ℕ₀)
71		peano2nn0 11210	. . . . . . . . 9 ⊢ ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ∈ ℕ₀ → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℕ₀)
72	70, 71	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℕ₀)
73	72	nn0red 11229	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℝ)
74	61, 73	remulcld 9949	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℝ)
75	28, 72	reexpcld 12887	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℝ)
76	74, 75	remulcld 9949	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ∈ ℝ)
77		peano2re 10088	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → (𝑈 + 1) ∈ ℝ)
78	50, 77	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑈 + 1) ∈ ℝ)
79	63, 78	remulcld 9949	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (𝑈 + 1)) ∈ ℝ)
80	61, 79	remulcld 9949	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ∈ ℝ)
81	51, 56	reexpcld 12887	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) ∈ ℝ)
82	81, 28	remulcld 9949	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇) ∈ ℝ)
83	80, 82	remulcld 9949	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)) ∈ ℝ)
84	1	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝐹 ∈ 𝐴)
85	7	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℚ)
86	9, 8	qabvexp 25115	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑋 ∈ ℕ₀) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) = ((𝐹‘𝑁)↑𝑋))
87	84, 85, 56, 86	syl3anc 1318	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) = ((𝐹‘𝑁)↑𝑋))
88	63	recnd 9947	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ℂ)
89	43	rpred 11748	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℝ)
90	89	recnd 9947	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℂ)
91	90	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑁) ∈ ℂ)
92	46	rpred 11748	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑀) ∈ ℝ)
93	92	recnd 9947	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑀) ∈ ℂ)
94	93	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑀) ∈ ℂ)
95	46	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑀) ∈ ℝ⁺)
96	95	rpne0d 11753	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑀) ≠ 0)
97	88, 91, 94, 96	divassd 10715	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · (log‘𝑁)) / (log‘𝑀)) = (𝑋 · ((log‘𝑁) / (log‘𝑀))))
98	40	oveq2i 6560	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑋 · 𝑈) = (𝑋 · ((log‘𝑁) / (log‘𝑀)))
99	97, 98	syl6eqr 2662	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · (log‘𝑁)) / (log‘𝑀)) = (𝑋 · 𝑈))
100	99	oveq1d 6564	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝑋 · (log‘𝑁)) / (log‘𝑀)) · (log‘𝑀)) = ((𝑋 · 𝑈) · (log‘𝑀)))
101	88, 91	mulcld 9939	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (log‘𝑁)) ∈ ℂ)
102	101, 94, 96	divcan1d 10681	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝑋 · (log‘𝑁)) / (log‘𝑀)) · (log‘𝑀)) = (𝑋 · (log‘𝑁)))
103	100, 102	eqtr3d 2646	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) · (log‘𝑀)) = (𝑋 · (log‘𝑁)))
104		flltp1 12463	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑋 · 𝑈) ∈ ℝ → (𝑋 · 𝑈) < ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))
105	64, 104	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · 𝑈) < ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))
106	64, 73, 95, 105	ltmul1dd 11803	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) · (log‘𝑀)) < (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)))
107	103, 106	eqbrtrrd 4607	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (log‘𝑁)) < (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)))
108	89	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑁) ∈ ℝ)
109	63, 108	remulcld 9949	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ)
110	92	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑀) ∈ ℝ)
111	73, 110	remulcld 9949	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)) ∈ ℝ)
112		eflt 14686	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ ∧ (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)) ∈ ℝ) → ((𝑋 · (log‘𝑁)) < (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)) ↔ (exp‘(𝑋 · (log‘𝑁))) < (exp‘(((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)))))
113	109, 111, 112	syl2anc 691	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · (log‘𝑁)) < (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)) ↔ (exp‘(𝑋 · (log‘𝑁))) < (exp‘(((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)))))
114	107, 113	mpbid 221	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (exp‘(𝑋 · (log‘𝑁))) < (exp‘(((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀))))
115	5	nnrpd 11746	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ⁺)
116		nnz 11276	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ → 𝑋 ∈ ℤ)
117		reexplog 24145	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝑋 ∈ ℤ) → (𝑁↑𝑋) = (exp‘(𝑋 · (log‘𝑁))))
118	115, 116, 117	syl2an 493	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) = (exp‘(𝑋 · (log‘𝑁))))
119	60	nnrpd 11746	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℝ⁺)
120	72	nn0zd 11356	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℤ)
121		reexplog 24145	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ⁺ ∧ ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℤ) → (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) = (exp‘(((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀))))
122	119, 120, 121	syl2anc 691	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) = (exp‘(((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀))))
123	114, 118, 122	3brtr4d 4615	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) < (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))
124		nnexpcl 12735	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℕ₀) → (𝑁↑𝑋) ∈ ℕ)
125	5, 55, 124	syl2an 493	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) ∈ ℕ)
126	60, 72	nnexpcld 12892	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℕ)
127		nnltlem1 11320	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁↑𝑋) ∈ ℕ ∧ (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℕ) → ((𝑁↑𝑋) < (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ↔ (𝑁↑𝑋) ≤ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)))
128	125, 126, 127	syl2anc 691	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑁↑𝑋) < (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ↔ (𝑁↑𝑋) ≤ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)))
129	123, 128	mpbid 221	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) ≤ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1))
130	125	nnnn0d 11228	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) ∈ ℕ₀)
131		nn0uz 11598	. . . . . . . . . 10 ⊢ ℕ₀ = (ℤ_≥‘0)
132	130, 131	syl6eleq 2698	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) ∈ (ℤ_≥‘0))
133	126	nnzd 11357	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℤ)
134		peano2zm 11297	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℤ → ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1) ∈ ℤ)
135	133, 134	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1) ∈ ℤ)
136		elfz5 12205	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁↑𝑋) ∈ (ℤ_≥‘0) ∧ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1) ∈ ℤ) → ((𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)) ↔ (𝑁↑𝑋) ≤ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)))
137	132, 135, 136	syl2anc 691	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)) ↔ (𝑁↑𝑋) ≤ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)))
138	129, 137	mpbird 246	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)))
139		padic.j	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐽 = (𝑞 ∈ ℙ ↦ (𝑥 ∈ ℚ ↦ if(𝑥 = 0, 0, (𝑞↑-(𝑞 pCnt 𝑥)))))
140		ostth.k	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐾 = (𝑥 ∈ ℚ ↦ if(𝑥 = 0, 0, 1))
141		ostth2.3	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 1 < (𝐹‘𝑁))
142		ostth2.4	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑅 = ((log‘(𝐹‘𝑁)) / (log‘𝑁))
143		ostth2.6	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑆 = ((log‘(𝐹‘𝑀)) / (log‘𝑀))
144	9, 8, 139, 140, 1, 2, 141, 142, 17, 143, 15	ostth2lem2 25123	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℕ₀ ∧ (𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1))) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) ≤ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))))
145	144	3expia 1259	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℕ₀) → ((𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) ≤ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))))
146	72, 145	syldan 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) ≤ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))))
147	138, 146	mpd 15	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) ≤ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))))
148	87, 147	eqbrtrrd 4607	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ≤ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))))
149	80, 75	remulcld 9949	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ∈ ℝ)
150		peano2re 10088	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑋 · 𝑈) ∈ ℝ → ((𝑋 · 𝑈) + 1) ∈ ℝ)
151	64, 150	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) + 1) ∈ ℝ)
152	70	nn0red 11229	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ∈ ℝ)
153		1red 9934	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 1 ∈ ℝ)
154		flle 12462	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑋 · 𝑈) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ≤ (𝑋 · 𝑈))
155	64, 154	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ≤ (𝑋 · 𝑈))
156	152, 64, 153, 155	leadd1dd 10520	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ≤ ((𝑋 · 𝑈) + 1))
157		nnge1 10923	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝑋)
158	157	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 1 ≤ 𝑋)
159	153, 63, 64, 158	leadd2dd 10521	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) + 1) ≤ ((𝑋 · 𝑈) + 𝑋))
160	50	recnd 9947	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑈 ∈ ℂ)
161	153	recnd 9947	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 1 ∈ ℂ)
162	88, 160, 161	adddid 9943	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (𝑈 + 1)) = ((𝑋 · 𝑈) + (𝑋 · 1)))
163	88	mulid1d 9936	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · 1) = 𝑋)
164	163	oveq2d 6565	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) + (𝑋 · 1)) = ((𝑋 · 𝑈) + 𝑋))
165	162, 164	eqtrd 2644	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (𝑈 + 1)) = ((𝑋 · 𝑈) + 𝑋))
166	159, 165	breqtrrd 4611	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) + 1) ≤ (𝑋 · (𝑈 + 1)))
167	73, 151, 79, 156, 166	letrd 10073	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ≤ (𝑋 · (𝑈 + 1)))
168	60	nngt0d 10941	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < 𝑀)
169		lemul2 10755	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℝ ∧ (𝑋 · (𝑈 + 1)) ∈ ℝ ∧ (𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑀)) → (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ≤ (𝑋 · (𝑈 + 1)) ↔ (𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1)))))
170	73, 79, 61, 168, 169	syl112anc 1322	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ≤ (𝑋 · (𝑈 + 1)) ↔ (𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1)))))
171	167, 170	mpbid 221	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))))
172		expgt0 12755	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑇 ∈ ℝ ∧ ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℤ ∧ 0 < 𝑇) → 0 < (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))
173	28, 120, 37, 172	syl3anc 1318	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))
174		lemul1 10754	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℝ ∧ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ∈ ℝ ∧ ((𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))) → ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ↔ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))))
175	74, 80, 75, 173, 174	syl112anc 1322	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ↔ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))))
176	171, 175	mpbid 221	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))))
177	28	recnd 9947	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑇 ∈ ℂ)
178	177, 70	expp1d 12871	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) = ((𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) · 𝑇))
179	35	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 1 ≤ 𝑇)
180		remulcl 9900	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 𝑋 ∈ ℝ) → (𝑈 · 𝑋) ∈ ℝ)
181	49, 62, 180	syl2an 493	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑈 · 𝑋) ∈ ℝ)
182	88, 160	mulcomd 9940	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · 𝑈) = (𝑈 · 𝑋))
183	155, 182	breqtrd 4609	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ≤ (𝑈 · 𝑋))
184	28, 179, 152, 181, 183	cxplead 24267	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) ≤ (𝑇↑_𝑐(𝑈 · 𝑋)))
185		cxpexp 24214	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑇 ∈ ℂ ∧ (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ∈ ℕ₀) → (𝑇↑_𝑐(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) = (𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))))
186	177, 70, 185	syl2anc 691	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) = (𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))))
187	38, 50, 88	cxpmuld 24280	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐(𝑈 · 𝑋)) = ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑_𝑐𝑋))
188		cxpexp 24214	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑇↑_𝑐𝑈) ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ ℕ₀) → ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑_𝑐𝑋) = ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋))
189	52, 56, 188	syl2anc 691	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑_𝑐𝑋) = ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋))
190	187, 189	eqtrd 2644	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐(𝑈 · 𝑋)) = ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋))
191	184, 186, 190	3brtr3d 4614	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) ≤ ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋))
192	28, 70	reexpcld 12887	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) ∈ ℝ)
193	192, 81, 38	lemul1d 11791	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) ≤ ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) ↔ ((𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) · 𝑇) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)))
194	191, 193	mpbid 221	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) · 𝑇) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇))
195	178, 194	eqbrtrd 4605	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇))
196		nngt0 10926	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ → 0 < 𝑋)
197	196	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < 𝑋)
198		0red 9920	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 ∈ ℝ)
199	48	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑈 ∈ ℝ⁺)
200	199	rpgt0d 11751	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < 𝑈)
201	50	ltp1d 10833	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑈 < (𝑈 + 1))
202	198, 50, 78, 200, 201	lttrd 10077	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < (𝑈 + 1))
203	63, 78, 197, 202	mulgt0d 10071	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < (𝑋 · (𝑈 + 1)))
204	61, 79, 168, 203	mulgt0d 10071	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))))
205		lemul2 10755	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℝ ∧ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇) ∈ ℝ ∧ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))))) → ((𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇) ↔ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇))))
206	75, 82, 80, 204, 205	syl112anc 1322	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇) ↔ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇))))
207	195, 206	mpbid 221	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)))
208	76, 149, 83, 176, 207	letrd 10073	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)))
209	59, 76, 83, 148, 208	letrd 10073	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)))
210	80	recnd 9947	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ∈ ℂ)
211	81	recnd 9947	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) ∈ ℂ)
212	210, 211, 177	mul12d 10124	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)) = (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · 𝑇)))
213	61	recnd 9947	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℂ)
214	79	recnd 9947	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (𝑈 + 1)) ∈ ℂ)
215	213, 214, 177	mul32d 10125	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · 𝑇) = ((𝑀 · 𝑇) · (𝑋 · (𝑈 + 1))))
216	213, 177	mulcld 9939	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · 𝑇) ∈ ℂ)
217	78	recnd 9947	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑈 + 1) ∈ ℂ)
218	216, 88, 217	mul12d 10124	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · 𝑇) · (𝑋 · (𝑈 + 1))) = (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))
219	215, 218	eqtrd 2644	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · 𝑇) = (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))
220	219	oveq2d 6565	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · 𝑇)) = (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1)))))
221	212, 220	eqtrd 2644	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)) = (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1)))))
222	209, 221	breqtrd 4609	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1)))))
223	61, 28	remulcld 9949	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · 𝑇) ∈ ℝ)
224	223, 78	remulcld 9949	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1)) ∈ ℝ)
225	63, 224	remulcld 9949	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))) ∈ ℝ)
226	116	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ℤ)
227	53, 226	rpexpcld 12894	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) ∈ ℝ⁺)
228	59, 225, 227	ledivmuld 11801	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((((𝐹‘𝑁)↑𝑋) / ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋)) ≤ (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))) ↔ ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))))
229	222, 228	mpbird 246	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝐹‘𝑁)↑𝑋) / ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋)) ≤ (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))
230	57, 229	eqbrtrd 4605	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝐹‘𝑁) / (𝑇↑_𝑐𝑈))↑𝑋) ≤ (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: → wi 4 ↔ wb 195 ∧ wa 383 = wceq 1475 ∈ wcel 1977 ifcif 4036 class class class wbr 4583 ↦ cmpt 4643 ‘cfv 5804 (class class class)co 6549 ℂcc 9813 ℝcr 9814 0cc0 9815 1c1 9816 + caddc 9818 · cmul 9820 < clt 9953 ≤ cle 9954 − cmin 10145 -cneg 10146 / cdiv 10563 ℕcn 10897 2c2 10947 ℕ₀cn0 11169 ℤcz 11254 ℤ_≥cuz 11563 ℚcq 11664 ℝ⁺crp 11708 ...cfz 12197 ⌊cfl 12453 ↑cexp 12722 expce 14631 ℙcprime 15223 pCnt cpc 15379 ↾_s cress 15696 AbsValcabv 18639 ℂ_fldccnfld 19567 logclog 24105 ↑_𝑐ccxp 24106

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-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-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-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-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-xps 15993 df-mre 16069 df-mrc 16070 df-acs 16072 df-mgm 17065 df-sgrp 17107 df-mnd 17118 df-submnd 17159 df-grp 17248 df-minusg 17249 df-mulg 17364 df-subg 17414 df-cntz 17573 df-cmn 18018 df-mgp 18313 df-ur 18325 df-ring 18372 df-cring 18373 df-oppr 18446 df-dvdsr 18464 df-unit 18465 df-invr 18495 df-dvr 18506 df-drng 18572 df-subrg 18601 df-abv 18640 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-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-cxp 24108

This theorem is referenced by: ostth2lem4 25125

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