Metamath Proof Explorer


Theorem aks4d1p9

Description: Show that the order is bound by the squared binary logarithm. (Contributed by metakunt, 14-Nov-2024)

Ref Expression
Hypotheses aks4d1p9.1 φ N 3
aks4d1p9.2 A = N log 2 B k = 1 log 2 N 2 N k 1
aks4d1p9.3 B = log 2 N 5
aks4d1p9.4 R = sup r 1 B | ¬ r A <
Assertion aks4d1p9 φ log 2 N 2 < od R N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 aks4d1p9.1 φ N 3
2 aks4d1p9.2 A = N log 2 B k = 1 log 2 N 2 N k 1
3 aks4d1p9.3 B = log 2 N 5
4 aks4d1p9.4 R = sup r 1 B | ¬ r A <
5 2re 2
6 5 a1i φ 2
7 2pos 0 < 2
8 7 a1i φ 0 < 2
9 eluzelz N 3 N
10 1 9 syl φ N
11 10 zred φ N
12 0red φ 0
13 3re 3
14 13 a1i φ 3
15 3pos 0 < 3
16 15 a1i φ 0 < 3
17 eluzle N 3 3 N
18 1 17 syl φ 3 N
19 12 14 11 16 18 ltletrd φ 0 < N
20 1red φ 1
21 1lt2 1 < 2
22 21 a1i φ 1 < 2
23 20 22 ltned φ 1 2
24 23 necomd φ 2 1
25 6 8 11 19 24 relogbcld φ log 2 N
26 25 resqcld φ log 2 N 2
27 1 2 3 4 aks4d1p4 φ R 1 B ¬ R A
28 27 simpld φ R 1 B
29 elfznn R 1 B R
30 28 29 syl φ R
31 1 2 3 4 aks4d1p8 φ N gcd R = 1
32 30 10 31 3jca φ R N N gcd R = 1
33 odzcl R N N gcd R = 1 od R N
34 32 33 syl φ od R N
35 34 nnzd φ od R N
36 flge log 2 N 2 od R N od R N log 2 N 2 od R N log 2 N 2
37 26 35 36 syl2anc φ od R N log 2 N 2 od R N log 2 N 2
38 37 biimpd φ od R N log 2 N 2 od R N log 2 N 2
39 38 imp φ od R N log 2 N 2 od R N log 2 N 2
40 30 nnzd φ R
41 40 adantr φ od R N log 2 N 2 R
42 10 adantr φ od R N log 2 N 2 N
43 34 nnnn0d φ od R N 0
44 43 adantr φ od R N log 2 N 2 od R N 0
45 42 44 zexpcld φ od R N log 2 N 2 N od R N
46 1zzd φ od R N log 2 N 2 1
47 45 46 zsubcld φ od R N log 2 N 2 N od R N 1
48 1 3 aks4d1lem1 φ B 9 < B
49 48 simpld φ B
50 49 nnred φ B
51 49 nngt0d φ 0 < B
52 6 8 50 51 24 relogbcld φ log 2 B
53 52 flcld φ log 2 B
54 2cnd φ 2
55 12 8 gtned φ 2 0
56 54 55 24 3jca φ 2 2 0 2 1
57 logb1 2 2 0 2 1 log 2 1 = 0
58 56 57 syl φ log 2 1 = 0
59 2z 2
60 59 a1i φ 2
61 6 leidd φ 2 2
62 0lt1 0 < 1
63 62 a1i φ 0 < 1
64 49 nnge1d φ 1 B
65 60 61 20 63 50 51 64 logblebd φ log 2 1 log 2 B
66 58 65 eqbrtrrd φ 0 log 2 B
67 0zd φ 0
68 flge log 2 B 0 0 log 2 B 0 log 2 B
69 52 67 68 syl2anc φ 0 log 2 B 0 log 2 B
70 66 69 mpbid φ 0 log 2 B
71 53 70 jca φ log 2 B 0 log 2 B
72 elnn0z log 2 B 0 log 2 B 0 log 2 B
73 71 72 sylibr φ log 2 B 0
74 10 73 zexpcld φ N log 2 B
75 fzfid φ 1 log 2 N 2 Fin
76 10 adantr φ k 1 log 2 N 2 N
77 elfznn k 1 log 2 N 2 k
78 77 nnnn0d k 1 log 2 N 2 k 0
79 78 adantl φ k 1 log 2 N 2 k 0
80 76 79 zexpcld φ k 1 log 2 N 2 N k
81 1zzd φ k 1 log 2 N 2 1
82 80 81 zsubcld φ k 1 log 2 N 2 N k 1
83 75 82 fprodzcl φ k = 1 log 2 N 2 N k 1
84 74 83 zmulcld φ N log 2 B k = 1 log 2 N 2 N k 1
85 2 a1i φ A = N log 2 B k = 1 log 2 N 2 N k 1
86 85 eleq1d φ A N log 2 B k = 1 log 2 N 2 N k 1
87 84 86 mpbird φ A
88 87 adantr φ od R N log 2 N 2 A
89 iddvds od R N od R N od R N
90 35 89 syl φ od R N od R N
91 odzdvds R N N gcd R = 1 od R N 0 R N od R N 1 od R N od R N
92 32 43 91 syl2anc φ R N od R N 1 od R N od R N
93 90 92 mpbird φ R N od R N 1
94 93 adantr φ od R N log 2 N 2 R N od R N 1
95 73 adantr φ od R N log 2 N 2 log 2 B 0
96 42 95 zexpcld φ od R N log 2 N 2 N log 2 B
97 fzfid φ od R N log 2 N 2 1 log 2 N 2 Fin
98 42 adantr φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 N
99 77 adantl φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 k
100 99 nnnn0d φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 k 0
101 98 100 zexpcld φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 N k
102 1zzd φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 1
103 101 102 zsubcld φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 N k 1
104 97 103 fprodzcl φ od R N log 2 N 2 k = 1 log 2 N 2 N k 1
105 fveq2 z = od R N x 1 log 2 N 2 N x 1 z = x 1 log 2 N 2 N x 1 od R N
106 105 breq1d z = od R N x 1 log 2 N 2 N x 1 z k = 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 k x 1 log 2 N 2 N x 1 od R N k = 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 k
107 ssidd φ 1 log 2 N 2 1 log 2 N 2
108 10 adantr φ x 1 log 2 N 2 N
109 elfznn x 1 log 2 N 2 x
110 109 adantl φ x 1 log 2 N 2 x
111 110 nnnn0d φ x 1 log 2 N 2 x 0
112 108 111 zexpcld φ x 1 log 2 N 2 N x
113 1zzd φ x 1 log 2 N 2 1
114 112 113 zsubcld φ x 1 log 2 N 2 N x 1
115 114 fmpttd φ x 1 log 2 N 2 N x 1 : 1 log 2 N 2
116 75 107 115 fprodfvdvdsd φ z 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 z k = 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 k
117 116 adantr φ od R N log 2 N 2 z 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 z k = 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 k
118 25 adantr φ od R N log 2 N 2 log 2 N
119 118 resqcld φ od R N log 2 N 2 log 2 N 2
120 119 flcld φ od R N log 2 N 2 log 2 N 2
121 35 adantr φ od R N log 2 N 2 od R N
122 34 nnge1d φ 1 od R N
123 122 adantr φ od R N log 2 N 2 1 od R N
124 simpr φ od R N log 2 N 2 od R N log 2 N 2
125 46 120 121 123 124 elfzd φ od R N log 2 N 2 od R N 1 log 2 N 2
126 106 117 125 rspcdva φ od R N log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 od R N k = 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 k
127 eqidd φ od R N log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 = x 1 log 2 N 2 N x 1
128 simpr φ od R N log 2 N 2 x = od R N x = od R N
129 128 oveq2d φ od R N log 2 N 2 x = od R N N x = N od R N
130 129 oveq1d φ od R N log 2 N 2 x = od R N N x 1 = N od R N 1
131 127 130 125 47 fvmptd φ od R N log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 od R N = N od R N 1
132 eqidd φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 = x 1 log 2 N 2 N x 1
133 simpr φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 x = k x = k
134 133 oveq2d φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 x = k N x = N k
135 134 oveq1d φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 x = k N x 1 = N k 1
136 simpr φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 k 1 log 2 N 2
137 132 135 136 103 fvmptd φ od R N log 2 N 2 k 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 k = N k 1
138 137 prodeq2dv φ od R N log 2 N 2 k = 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 k = k = 1 log 2 N 2 N k 1
139 131 138 breq12d φ od R N log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 od R N k = 1 log 2 N 2 x 1 log 2 N 2 N x 1 k N od R N 1 k = 1 log 2 N 2 N k 1
140 126 139 mpbid φ od R N log 2 N 2 N od R N 1 k = 1 log 2 N 2 N k 1
141 47 96 104 140 dvdsmultr2d φ od R N log 2 N 2 N od R N 1 N log 2 B k = 1 log 2 N 2 N k 1
142 2 a1i φ od R N log 2 N 2 A = N log 2 B k = 1 log 2 N 2 N k 1
143 141 142 breqtrrd φ od R N log 2 N 2 N od R N 1 A
144 41 47 88 94 143 dvdstrd φ od R N log 2 N 2 R A
145 144 ex φ od R N log 2 N 2 R A
146 145 adantr φ od R N log 2 N 2 od R N log 2 N 2 R A
147 146 imp φ od R N log 2 N 2 od R N log 2 N 2 R A
148 39 147 mpdan φ od R N log 2 N 2 R A
149 27 simprd φ ¬ R A
150 149 adantr φ od R N log 2 N 2 ¬ R A
151 148 150 pm2.65da φ ¬ od R N log 2 N 2
152 34 nnred φ od R N
153 26 152 ltnled φ log 2 N 2 < od R N ¬ od R N log 2 N 2
154 151 153 mpbird φ log 2 N 2 < od R N