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Theorem mulog2sum

Description: Asymptotic formula for sum_ n <_ x , ( mmu ( n ) / n ) log ^ 2 ( x / n ) = 2 log x + O(1) . Equation 10.2.8 of Shapiro, p. 407. (Contributed by Mario Carneiro, 19-May-2016)

Ref Expression
Assertion mulog2sum x + n = 1 x μ n n log x n 2 2 log x 𝑂1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eqid y + m = 1 y log m m log y 2 2 = y + m = 1 y log m m log y 2 2
2 id y + m = 1 y log m m log y 2 2 z y + m = 1 y log m m log y 2 2 z
3 1 2 mulog2sumlem3 y + m = 1 y log m m log y 2 2 z x + n = 1 x μ n n log x n 2 2 log x 𝑂1
4 1 logdivsum y + m = 1 y log m m log y 2 2 : + y + m = 1 y log m m log y 2 2 dom y + m = 1 y log m m log y 2 2 1 1 + e 1 y + m = 1 y log m m log y 2 2 1 1 log 1 1
5 4 simp2i y + m = 1 y log m m log y 2 2 dom
6 eldmg y + m = 1 y log m m log y 2 2 dom y + m = 1 y log m m log y 2 2 dom z y + m = 1 y log m m log y 2 2 z
7 6 ibi y + m = 1 y log m m log y 2 2 dom z y + m = 1 y log m m log y 2 2 z
8 5 7 ax-mp z y + m = 1 y log m m log y 2 2 z
9 3 8 exlimiiv x + n = 1 x μ n n log x n 2 2 log x 𝑂1