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Theorem pntrlog2bndlem1

Description: The sum of selberg3r and selberg4r . (Contributed by Mario Carneiro, 31-May-2016)

Ref Expression
Hypotheses pntsval.1 S=ai=1aΛilogi+ψai
pntrlog2bnd.r R=a+ψaa
Assertion pntrlog2bndlem1 x1+∞Rxlogxn=1xRxnSnSn1logxx𝑂1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pntsval.1 S=ai=1aΛilogi+ψai
2 pntrlog2bnd.r R=a+ψaa
3 1red 1
4 2 selberg34r x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx𝑂1
5 elioore x1+∞x
6 5 adantl x1+∞x
7 1rp 1+
8 7 a1i x1+∞1+
9 1red x1+∞1
10 eliooord x1+∞1<xx<+∞
11 10 adantl x1+∞1<xx<+∞
12 11 simpld x1+∞1<x
13 9 6 12 ltled x1+∞1x
14 6 8 13 rpgecld x1+∞x+
15 2 pntrf R:+
16 15 ffvelcdmi x+Rx
17 14 16 syl x1+∞Rx
18 14 relogcld x1+∞logx
19 17 18 remulcld x1+∞Rxlogx
20 fzfid x1+∞1xFin
21 14 adantr x1+∞n1xx+
22 elfznn n1xn
23 22 adantl x1+∞n1xn
24 23 nnrpd x1+∞n1xn+
25 21 24 rpdivcld x1+∞n1xxn+
26 15 ffvelcdmi xn+Rxn
27 25 26 syl x1+∞n1xRxn
28 fzfid x1+∞n1x1nFin
29 dvdsssfz1 ny|yn1n
30 23 29 syl x1+∞n1xy|yn1n
31 28 30 ssfid x1+∞n1xy|ynFin
32 ssrab2 y|yn
33 simpr x1+∞n1xmy|ynmy|yn
34 32 33 sselid x1+∞n1xmy|ynm
35 vmacl mΛm
36 34 35 syl x1+∞n1xmy|ynΛm
37 dvdsdivcl nmy|ynnmy|yn
38 23 37 sylan x1+∞n1xmy|ynnmy|yn
39 32 38 sselid x1+∞n1xmy|ynnm
40 vmacl nmΛnm
41 39 40 syl x1+∞n1xmy|ynΛnm
42 36 41 remulcld x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm
43 31 42 fsumrecl x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm
44 vmacl nΛn
45 23 44 syl x1+∞n1xΛn
46 24 relogcld x1+∞n1xlogn
47 45 46 remulcld x1+∞n1xΛnlogn
48 43 47 resubcld x1+∞n1xmy|ynΛmΛnmΛnlogn
49 27 48 remulcld x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
50 20 49 fsumrecl x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
51 6 12 rplogcld x1+∞logx+
52 50 51 rerpdivcld x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
53 19 52 resubcld x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
54 53 14 rerpdivcld x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
55 54 recnd x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
56 55 lo1o12 x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx𝑂1x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx𝑂1
57 4 56 mpbii x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx𝑂1
58 55 abscld x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
59 17 recnd x1+∞Rx
60 59 abscld x1+∞Rx
61 60 18 remulcld x1+∞Rxlogx
62 27 recnd x1+∞n1xRxn
63 62 abscld x1+∞n1xRxn
64 23 nnred x1+∞n1xn
65 1 pntsf S:
66 65 ffvelcdmi nSn
67 64 66 syl x1+∞n1xSn
68 1red x1+∞n1x1
69 64 68 resubcld x1+∞n1xn1
70 65 ffvelcdmi n1Sn1
71 69 70 syl x1+∞n1xSn1
72 67 71 resubcld x1+∞n1xSnSn1
73 63 72 remulcld x1+∞n1xRxnSnSn1
74 20 73 fsumrecl x1+∞n=1xRxnSnSn1
75 74 51 rerpdivcld x1+∞n=1xRxnSnSn1logx
76 61 75 resubcld x1+∞Rxlogxn=1xRxnSnSn1logx
77 76 14 rerpdivcld x1+∞Rxlogxn=1xRxnSnSn1logxx
78 18 recnd x1+∞logx
79 59 78 mulcld x1+∞Rxlogx
80 50 recnd x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
81 51 rpne0d x1+∞logx0
82 80 78 81 divcld x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
83 79 82 subcld x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
84 83 abscld x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
85 80 abscld x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
86 85 51 rerpdivcld x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
87 61 86 resubcld x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
88 49 recnd x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
89 88 abscld x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
90 20 89 fsumrecl x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
91 20 88 fsumabs x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
92 48 recnd x1+∞n1xmy|ynΛmΛnmΛnlogn
93 62 92 absmuld x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=Rxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
94 92 abscld x1+∞n1xmy|ynΛmΛnmΛnlogn
95 62 absge0d x1+∞n1x0Rxn
96 43 recnd x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm
97 47 recnd x1+∞n1xΛnlogn
98 96 97 abs2dif2d x1+∞n1xmy|ynΛmΛnmΛnlognmy|ynΛmΛnm+Λnlogn
99 71 recnd x1+∞n1xSn1
100 96 97 addcld x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm+Λnlogn
101 99 100 pncan2d x1+∞n1xSn1+my|ynΛmΛnm+Λnlogn-Sn1=my|ynΛmΛnm+Λnlogn
102 elfzuz n1xn1
103 102 adantl x1+∞n1xn1
104 elfznn k1nk
105 104 adantl x1+∞n1xk1nk
106 vmacl kΛk
107 105 106 syl x1+∞n1xk1nΛk
108 105 nnrpd x1+∞n1xk1nk+
109 108 relogcld x1+∞n1xk1nlogk
110 107 109 remulcld x1+∞n1xk1nΛklogk
111 fzfid x1+∞n1xk1n1kFin
112 dvdsssfz1 ky|yk1k
113 105 112 syl x1+∞n1xk1ny|yk1k
114 111 113 ssfid x1+∞n1xk1ny|ykFin
115 ssrab2 y|yk
116 simpr x1+∞n1xk1nmy|ykmy|yk
117 115 116 sselid x1+∞n1xk1nmy|ykm
118 117 35 syl x1+∞n1xk1nmy|ykΛm
119 dvdsdivcl kmy|ykkmy|yk
120 105 119 sylan x1+∞n1xk1nmy|ykkmy|yk
121 115 120 sselid x1+∞n1xk1nmy|ykkm
122 vmacl kmΛkm
123 121 122 syl x1+∞n1xk1nmy|ykΛkm
124 118 123 remulcld x1+∞n1xk1nmy|ykΛmΛkm
125 114 124 fsumrecl x1+∞n1xk1nmy|ykΛmΛkm
126 110 125 readdcld x1+∞n1xk1nΛklogk+my|ykΛmΛkm
127 126 recnd x1+∞n1xk1nΛklogk+my|ykΛmΛkm
128 fveq2 k=nΛk=Λn
129 fveq2 k=nlogk=logn
130 128 129 oveq12d k=nΛklogk=Λnlogn
131 breq2 k=nykyn
132 131 rabbidv k=ny|yk=y|yn
133 fvoveq1 k=nΛkm=Λnm
134 133 oveq2d k=nΛmΛkm=ΛmΛnm
135 134 adantr k=nmy|ynΛmΛkm=ΛmΛnm
136 132 135 sumeq12rdv k=nmy|ykΛmΛkm=my|ynΛmΛnm
137 130 136 oveq12d k=nΛklogk+my|ykΛmΛkm=Λnlogn+my|ynΛmΛnm
138 103 127 137 fsumm1 x1+∞n1xk=1nΛklogk+my|ykΛmΛkm=k=1n1Λklogk+my|ykΛmΛkm+Λnlogn+my|ynΛmΛnm
139 1 pntsval2 nSn=k=1nΛklogk+my|ykΛmΛkm
140 64 139 syl x1+∞n1xSn=k=1nΛklogk+my|ykΛmΛkm
141 23 nnzd x1+∞n1xn
142 flid nn=n
143 141 142 syl x1+∞n1xn=n
144 143 oveq2d x1+∞n1x1n=1n
145 144 sumeq1d x1+∞n1xk=1nΛklogk+my|ykΛmΛkm=k=1nΛklogk+my|ykΛmΛkm
146 140 145 eqtrd x1+∞n1xSn=k=1nΛklogk+my|ykΛmΛkm
147 1 pntsval2 n1Sn1=k=1n1Λklogk+my|ykΛmΛkm
148 69 147 syl x1+∞n1xSn1=k=1n1Λklogk+my|ykΛmΛkm
149 1zzd x1+∞n1x1
150 141 149 zsubcld x1+∞n1xn1
151 flid n1n1=n1
152 150 151 syl x1+∞n1xn1=n1
153 152 oveq2d x1+∞n1x1n1=1n1
154 153 sumeq1d x1+∞n1xk=1n1Λklogk+my|ykΛmΛkm=k=1n1Λklogk+my|ykΛmΛkm
155 148 154 eqtrd x1+∞n1xSn1=k=1n1Λklogk+my|ykΛmΛkm
156 96 97 addcomd x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm+Λnlogn=Λnlogn+my|ynΛmΛnm
157 155 156 oveq12d x1+∞n1xSn1+my|ynΛmΛnm+Λnlogn=k=1n1Λklogk+my|ykΛmΛkm+Λnlogn+my|ynΛmΛnm
158 138 146 157 3eqtr4d x1+∞n1xSn=Sn1+my|ynΛmΛnm+Λnlogn
159 158 oveq1d x1+∞n1xSnSn1=Sn1+my|ynΛmΛnm+Λnlogn-Sn1
160 vmage0 m0Λm
161 34 160 syl x1+∞n1xmy|yn0Λm
162 vmage0 nm0Λnm
163 39 162 syl x1+∞n1xmy|yn0Λnm
164 36 41 161 163 mulge0d x1+∞n1xmy|yn0ΛmΛnm
165 31 42 164 fsumge0 x1+∞n1x0my|ynΛmΛnm
166 43 165 absidd x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm=my|ynΛmΛnm
167 vmage0 n0Λn
168 23 167 syl x1+∞n1x0Λn
169 23 nnge1d x1+∞n1x1n
170 64 169 logge0d x1+∞n1x0logn
171 45 46 168 170 mulge0d x1+∞n1x0Λnlogn
172 47 171 absidd x1+∞n1xΛnlogn=Λnlogn
173 166 172 oveq12d x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm+Λnlogn=my|ynΛmΛnm+Λnlogn
174 101 159 173 3eqtr4d x1+∞n1xSnSn1=my|ynΛmΛnm+Λnlogn
175 98 174 breqtrrd x1+∞n1xmy|ynΛmΛnmΛnlognSnSn1
176 94 72 63 95 175 lemul2ad x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognRxnSnSn1
177 93 176 eqbrtrd x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognRxnSnSn1
178 20 89 73 177 fsumle x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognn=1xRxnSnSn1
179 85 90 74 91 178 letrd x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognn=1xRxnSnSn1
180 85 74 51 179 lediv1dd x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxn=1xRxnSnSn1logx
181 86 75 61 180 lesub2dd x1+∞Rxlogxn=1xRxnSnSn1logxRxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
182 59 78 absmuld x1+∞Rxlogx=Rxlogx
183 6 13 logge0d x1+∞0logx
184 18 183 absidd x1+∞logx=logx
185 184 oveq2d x1+∞Rxlogx=Rxlogx
186 182 185 eqtrd x1+∞Rxlogx=Rxlogx
187 80 78 81 absdivd x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx=n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
188 184 oveq2d x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx=n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
189 187 188 eqtrd x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx=n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
190 186 189 oveq12d x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx=Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
191 79 82 abs2difd x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxRxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
192 190 191 eqbrtrrd x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxRxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
193 76 87 84 181 192 letrd x1+∞Rxlogxn=1xRxnSnSn1logxRxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
194 76 84 14 193 lediv1dd x1+∞Rxlogxn=1xRxnSnSn1logxxRxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
195 53 recnd x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
196 6 recnd x1+∞x
197 14 rpne0d x1+∞x0
198 195 196 197 absdivd x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx=Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
199 14 rpge0d x1+∞0x
200 6 199 absidd x1+∞x=x
201 200 oveq2d x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx=Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
202 198 201 eqtrd x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx=Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
203 194 202 breqtrrd x1+∞Rxlogxn=1xRxnSnSn1logxxRxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
204 203 adantrr x1+∞1xRxlogxn=1xRxnSnSn1logxxRxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
205 3 57 58 77 204 lo1le x1+∞Rxlogxn=1xRxnSnSn1logxx𝑂1
206 205 mptru x1+∞Rxlogxn=1xRxnSnSn1logxx𝑂1