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Theorem pntpbnd1a

Description: Lemma for pntpbnd . (Contributed by Mario Carneiro, 11-Apr-2016) Replace reference to OLD theorem. (Revised by Wolf Lammen, 8-Sep-2020)

Ref Expression
Hypotheses pntpbnd.r R=a+ψaa
pntpbnd1.e φE01
pntpbnd1.x X=e2E
pntpbnd1.y φYX+∞
pntpbnd1a.1 φN
pntpbnd1a.2 φY<NNKY
pntpbnd1a.3 φRNRN+1RN
Assertion pntpbnd1a φRNNE

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pntpbnd.r R=a+ψaa
2 pntpbnd1.e φE01
3 pntpbnd1.x X=e2E
4 pntpbnd1.y φYX+∞
5 pntpbnd1a.1 φN
6 pntpbnd1a.2 φY<NNKY
7 pntpbnd1a.3 φRNRN+1RN
8 5 nnrpd φN+
9 1 pntrf R:+
10 9 ffvelcdmi N+RN
11 8 10 syl φRN
12 11 8 rerpdivcld φRNN
13 12 recnd φRNN
14 13 abscld φRNN
15 8 relogcld φlogN
16 15 8 rerpdivcld φlogNN
17 ioossre 01
18 17 2 sselid φE
19 11 recnd φRN
20 5 nnred φN
21 20 recnd φN
22 5 nnne0d φN0
23 19 21 22 absdivd φRNN=RNN
24 5 nnnn0d φN0
25 24 nn0ge0d φ0N
26 20 25 absidd φN=N
27 26 oveq2d φRNN=RNN
28 23 27 eqtrd φRNN=RNN
29 19 abscld φRN
30 5 peano2nnd φN+1
31 vmacl N+1ΛN+1
32 30 31 syl φΛN+1
33 peano2rem ΛN+1ΛN+11
34 32 33 syl φΛN+11
35 34 recnd φΛN+11
36 35 abscld φΛN+11
37 30 nnrpd φN+1+
38 1 pntrval N+1+RN+1=ψN+1N+1
39 37 38 syl φRN+1=ψN+1N+1
40 1 pntrval N+RN=ψNN
41 8 40 syl φRN=ψNN
42 39 41 oveq12d φRN+1RN=ψN+1-N+1-ψNN
43 peano2re NN+1
44 20 43 syl φN+1
45 chpcl N+1ψN+1
46 44 45 syl φψN+1
47 46 recnd φψN+1
48 44 recnd φN+1
49 chpcl NψN
50 20 49 syl φψN
51 50 recnd φψN
52 47 48 51 21 sub4d φψN+1-N+1-ψNN=ψN+1-ψN-N+1-N
53 32 recnd φΛN+1
54 chpp1 N0ψN+1=ψN+ΛN+1
55 24 54 syl φψN+1=ψN+ΛN+1
56 51 53 55 mvrladdd φψN+1ψN=ΛN+1
57 ax-1cn 1
58 pncan2 N1N+1-N=1
59 21 57 58 sylancl φN+1-N=1
60 56 59 oveq12d φψN+1-ψN-N+1-N=ΛN+11
61 42 52 60 3eqtrd φRN+1RN=ΛN+11
62 61 fveq2d φRN+1RN=ΛN+11
63 7 62 breqtrd φRNΛN+11
64 1red φ1
65 64 15 resubcld φ1logN
66 0red φ0
67 2re 2
68 eliooord E010<EE<1
69 2 68 syl φ0<EE<1
70 69 simpld φ0<E
71 18 70 elrpd φE+
72 rerpdivcl 2E+2E
73 67 71 72 sylancr φ2E
74 67 a1i φ2
75 1lt2 1<2
76 75 a1i φ1<2
77 2cn 2
78 77 div1i 21=2
79 69 simprd φE<1
80 0lt1 0<1
81 80 a1i φ0<1
82 2pos 0<2
83 82 a1i φ0<2
84 ltdiv2 E0<E10<120<2E<121<2E
85 18 70 64 81 74 83 84 syl222anc φE<121<2E
86 79 85 mpbid φ21<2E
87 78 86 eqbrtrrid φ2<2E
88 64 74 73 76 87 lttrd φ1<2E
89 73 rpefcld φe2E+
90 3 89 eqeltrid φX+
91 90 rpred φX
92 90 rpxrd φX*
93 elioopnf X*YX+∞YX<Y
94 92 93 syl φYX+∞YX<Y
95 4 94 mpbid φYX<Y
96 95 simpld φY
97 95 simprd φX<Y
98 6 simpld φY<N
99 91 96 20 97 98 lttrd φX<N
100 3 99 eqbrtrrid φe2E<N
101 8 reeflogd φelogN=N
102 100 101 breqtrrd φe2E<elogN
103 eflt 2ElogN2E<logNe2E<elogN
104 73 15 103 syl2anc φ2E<logNe2E<elogN
105 102 104 mpbird φ2E<logN
106 64 73 15 88 105 lttrd φ1<logN
107 64 15 106 ltled φ1logN
108 1re 1
109 suble0 1logN1logN01logN
110 108 15 109 sylancr φ1logN01logN
111 107 110 mpbird φ1logN0
112 vmage0 N+10ΛN+1
113 30 112 syl φ0ΛN+1
114 65 66 32 111 113 letrd φ1logNΛN+1
115 37 relogcld φlogN+1
116 readdcl 1logN1+logN
117 108 15 116 sylancr φ1+logN
118 vmalelog N+1ΛN+1logN+1
119 30 118 syl φΛN+1logN+1
120 74 20 remulcld φ2 N
121 epr e+
122 rpmulcl e+N+e N+
123 121 8 122 sylancr φe N+
124 123 rpred φe N
125 5 nnge1d φ1N
126 64 20 20 125 leadd2dd φN+1N+N
127 21 2timesd φ2 N=N+N
128 126 127 breqtrrd φN+12 N
129 ere e
130 egt2lt3 2<ee<3
131 130 simpli 2<e
132 67 129 131 ltleii 2e
133 132 a1i φ2e
134 129 a1i φe
135 5 nngt0d φ0<N
136 lemul1 2eN0<N2e2 Ne N
137 74 134 20 135 136 syl112anc φ2e2 Ne N
138 133 137 mpbid φ2 Ne N
139 44 120 124 128 138 letrd φN+1e N
140 37 123 logled φN+1e NlogN+1loge N
141 139 140 mpbid φlogN+1loge N
142 relogmul e+N+loge N=loge+logN
143 121 8 142 sylancr φloge N=loge+logN
144 loge loge=1
145 144 oveq1i loge+logN=1+logN
146 143 145 eqtrdi φloge N=1+logN
147 141 146 breqtrd φlogN+11+logN
148 32 115 117 119 147 letrd φΛN+11+logN
149 32 64 15 absdifled φΛN+11logN1logNΛN+1ΛN+11+logN
150 114 148 149 mpbir2and φΛN+11logN
151 29 36 15 63 150 letrd φRNlogN
152 29 15 8 151 lediv1dd φRNNlogNN
153 28 152 eqbrtrd φRNNlogNN
154 90 relogcld φlogX
155 154 90 rerpdivcld φlogXX
156 64 73 88 ltled φ12E
157 efle 12E12Ee1e2E
158 108 73 157 sylancr φ12Ee1e2E
159 156 158 mpbid φe1e2E
160 df-e e=e1
161 159 160 3 3brtr4g φeX
162 144 107 eqbrtrid φlogelogN
163 logleb e+N+eNlogelogN
164 121 8 163 sylancr φeNlogelogN
165 162 164 mpbird φeN
166 logdivlt XeXNeNX<NlogNN<logXX
167 91 161 20 165 166 syl22anc φX<NlogNN<logXX
168 99 167 mpbid φlogNN<logXX
169 3 fveq2i logX=loge2E
170 73 relogefd φloge2E=2E
171 169 170 eqtrid φlogX=2E
172 171 oveq1d φlogXX=2EX
173 2rp 2+
174 rpdivcl 2+E+2E+
175 173 71 174 sylancr φ2E+
176 175 rpcnd φ2E
177 176 sqvald φ2E2=2E2E
178 2cnd φ2
179 71 rpcnne0d φEE0
180 div12 2E2EE02E2E=22EE
181 176 178 179 180 syl3anc φ2E2E=22EE
182 177 181 eqtrd φ2E2=22EE
183 182 oveq1d φ2E22=22EE2
184 175 71 rpdivcld φ2EE+
185 184 rpcnd φ2EE
186 2ne0 20
187 186 a1i φ20
188 185 178 187 divcan3d φ22EE2=2EE
189 183 188 eqtrd φ2E22=2EE
190 73 resqcld φ2E2
191 190 rehalfcld φ2E22
192 1rp 1+
193 rpaddcl 1+2E+1+2E+
194 192 175 193 sylancr φ1+2E+
195 194 rpred φ1+2E
196 195 191 readdcld φ1+2E+2E22
197 191 194 ltaddrp2d φ2E22<1+2E+2E22
198 efgt1p2 2E+1+2E+2E22<e2E
199 175 198 syl φ1+2E+2E22<e2E
200 199 3 breqtrrdi φ1+2E+2E22<X
201 191 196 91 197 200 lttrd φ2E22<X
202 189 201 eqbrtrrd φ2EE<X
203 73 71 90 202 ltdiv23d φ2EX<E
204 172 203 eqbrtrd φlogXX<E
205 16 155 18 168 204 lttrd φlogNN<E
206 16 18 205 ltled φlogNNE
207 14 16 18 153 206 letrd φRNNE