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Theorem pntsval2

Description: The Selberg function can be expressed using the convolution product of the von Mangoldt function with itself. (Contributed by Mario Carneiro, 31-May-2016)

Ref Expression
Hypothesis pntsval.1 S=ai=1aΛilogi+ψai
Assertion pntsval2 ASA=n=1AΛnlogn+my|ynΛmΛnm

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pntsval.1 S=ai=1aΛilogi+ψai
2 1 pntsval ASA=n=1AΛnlogn+ψAn
3 elfznn n1An
4 3 adantl An1An
5 vmacl nΛn
6 4 5 syl An1AΛn
7 6 recnd An1AΛn
8 4 nnrpd An1An+
9 8 relogcld An1Alogn
10 9 recnd An1Alogn
11 simpl An1AA
12 11 4 nndivred An1AAn
13 chpcl AnψAn
14 12 13 syl An1AψAn
15 14 recnd An1AψAn
16 7 10 15 adddid An1AΛnlogn+ψAn=Λnlogn+ΛnψAn
17 16 sumeq2dv An=1AΛnlogn+ψAn=n=1AΛnlogn+ΛnψAn
18 fveq2 n=mΛn=Λm
19 oveq2 n=mAn=Am
20 19 fveq2d n=mψAn=ψAm
21 18 20 oveq12d n=mΛnψAn=ΛmψAm
22 21 cbvsumv n=1AΛnψAn=m=1AΛmψAm
23 fzfid Am1A1AmFin
24 elfznn m1Am
25 24 adantl Am1Am
26 vmacl mΛm
27 25 26 syl Am1AΛm
28 27 recnd Am1AΛm
29 elfznn k1Amk
30 29 adantl Am1Ak1Amk
31 vmacl kΛk
32 30 31 syl Am1Ak1AmΛk
33 32 recnd Am1Ak1AmΛk
34 23 28 33 fsummulc2 Am1AΛmk=1AmΛk=k=1AmΛmΛk
35 simpl Am1AA
36 35 25 nndivred Am1AAm
37 chpval AmψAm=k=1AmΛk
38 36 37 syl Am1AψAm=k=1AmΛk
39 38 oveq2d Am1AΛmψAm=Λmk=1AmΛk
40 30 nncnd Am1Ak1Amk
41 24 ad2antlr Am1Ak1Amm
42 41 nncnd Am1Ak1Amm
43 41 nnne0d Am1Ak1Amm0
44 40 42 43 divcan3d Am1Ak1Ammkm=k
45 44 fveq2d Am1Ak1AmΛmkm=Λk
46 45 oveq2d Am1Ak1AmΛmΛmkm=ΛmΛk
47 46 sumeq2dv Am1Ak=1AmΛmΛmkm=k=1AmΛmΛk
48 34 39 47 3eqtr4d Am1AΛmψAm=k=1AmΛmΛmkm
49 48 sumeq2dv Am=1AΛmψAm=m=1Ak=1AmΛmΛmkm
50 fvoveq1 n=mkΛnm=Λmkm
51 50 oveq2d n=mkΛmΛnm=ΛmΛmkm
52 id AA
53 ssrab2 y|yn
54 simpr An1Amy|ynmy|yn
55 53 54 sselid An1Amy|ynm
56 55 26 syl An1Amy|ynΛm
57 dvdsdivcl nmy|ynnmy|yn
58 4 57 sylan An1Amy|ynnmy|yn
59 53 58 sselid An1Amy|ynnm
60 vmacl nmΛnm
61 59 60 syl An1Amy|ynΛnm
62 56 61 remulcld An1Amy|ynΛmΛnm
63 62 recnd An1Amy|ynΛmΛnm
64 63 anasss An1Amy|ynΛmΛnm
65 51 52 64 dvdsflsumcom An=1Amy|ynΛmΛnm=m=1Ak=1AmΛmΛmkm
66 49 65 eqtr4d Am=1AΛmψAm=n=1Amy|ynΛmΛnm
67 22 66 eqtrid An=1AΛnψAn=n=1Amy|ynΛmΛnm
68 67 oveq2d An=1AΛnlogn+n=1AΛnψAn=n=1AΛnlogn+n=1Amy|ynΛmΛnm
69 fzfid A1AFin
70 7 10 mulcld An1AΛnlogn
71 7 15 mulcld An1AΛnψAn
72 69 70 71 fsumadd An=1AΛnlogn+ΛnψAn=n=1AΛnlogn+n=1AΛnψAn
73 fzfid An1A1nFin
74 dvdsssfz1 ny|yn1n
75 4 74 syl An1Ay|yn1n
76 73 75 ssfid An1Ay|ynFin
77 76 62 fsumrecl An1Amy|ynΛmΛnm
78 77 recnd An1Amy|ynΛmΛnm
79 69 70 78 fsumadd An=1AΛnlogn+my|ynΛmΛnm=n=1AΛnlogn+n=1Amy|ynΛmΛnm
80 68 72 79 3eqtr4d An=1AΛnlogn+ΛnψAn=n=1AΛnlogn+my|ynΛmΛnm
81 2 17 80 3eqtrd ASA=n=1AΛnlogn+my|ynΛmΛnm