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Theorem rplogsumlem1

Description: Lemma for rplogsum . (Contributed by Mario Carneiro, 2-May-2016)

Ref Expression
Assertion rplogsumlem1 An=2Alognnn12

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fzfid A2AFin
2 elfzuz n2An2
3 eluz2nn n2n
4 2 3 syl n2An
5 4 adantl An2An
6 5 nnrpd An2An+
7 6 relogcld An2Alogn
8 2 adantl An2An2
9 uz2m1nn n2n1
10 8 9 syl An2An1
11 5 10 nnmulcld An2Ann1
12 7 11 nndivred An2Alognnn1
13 1 12 fsumrecl An=2Alognnn1
14 2re 2
15 10 nnrpd An2An1+
16 15 rpsqrtcld An2An1+
17 rerpdivcl 2n1+2n1
18 14 16 17 sylancr An2A2n1
19 6 rpsqrtcld An2An+
20 rerpdivcl 2n+2n
21 14 19 20 sylancr An2A2n
22 18 21 resubcld An2A2n12n
23 1 22 fsumrecl An=2A2n12n
24 14 a1i A2
25 16 rpred An2An1
26 5 nnred An2An
27 peano2rem nn1
28 26 27 syl An2An1
29 26 28 remulcld An2Ann1
30 29 22 remulcld An2Ann12n12n
31 5 nncnd An2An
32 ax-1cn 1
33 npcan n1n-1+1=n
34 31 32 33 sylancl An2An-1+1=n
35 34 fveq2d An2Alogn-1+1=logn
36 15 rpge0d An2A0n1
37 loglesqrt n10n1logn-1+1n1
38 28 36 37 syl2anc An2Alogn-1+1n1
39 35 38 eqbrtrrd An2Alognn1
40 19 rpred An2An
41 40 25 readdcld An2An+n1
42 remulcl n2n2
43 40 14 42 sylancl An2An2
44 40 25 resubcld An2Ann1
45 26 lem1d An2An1n
46 6 rpge0d An2A0n
47 28 36 26 46 sqrtled An2An1nn1n
48 45 47 mpbid An2An1n
49 40 25 subge0d An2A0nn1n1n
50 48 49 mpbird An2A0nn1
51 25 40 40 48 leadd2dd An2An+n1n+n
52 19 rpcnd An2An
53 52 times2d An2An2=n+n
54 51 53 breqtrrd An2An+n1n2
55 41 43 44 50 54 lemul1ad An2An+n1nn1n2nn1
56 31 sqsqrtd An2An2=n
57 subcl n1n1
58 31 32 57 sylancl An2An1
59 58 sqsqrtd An2An12=n1
60 56 59 oveq12d An2An2n12=nn1
61 16 rpcnd An2An1
62 subsq nn1n2n12=n+n1nn1
63 52 61 62 syl2anc An2An2n12=n+n1nn1
64 nncan n1nn1=1
65 31 32 64 sylancl An2Ann1=1
66 60 63 65 3eqtr3d An2An+n1nn1=1
67 2cn 2
68 67 a1i An2A2
69 44 recnd An2Ann1
70 52 68 69 mulassd An2An2nn1=n2nn1
71 55 66 70 3brtr3d An2A1n2nn1
72 1red An2A1
73 remulcl 2nn12nn1
74 14 44 73 sylancr An2A2nn1
75 40 74 remulcld An2An2nn1
76 72 75 16 lemul1d An2A1n2nn11n1n2nn1n1
77 71 76 mpbid An2A1n1n2nn1n1
78 61 mullidd An2A1n1=n1
79 74 recnd An2A2nn1
80 52 79 61 mul32d An2An2nn1n1=nn12nn1
81 77 78 80 3brtr3d An2An1nn12nn1
82 remsqsqrt n0nnn=n
83 26 46 82 syl2anc An2Ann=n
84 remsqsqrt n10n1n1n1=n1
85 28 36 84 syl2anc An2An1n1=n1
86 83 85 oveq12d An2Annn1n1=nn1
87 52 52 61 61 mul4d An2Annn1n1=nn1nn1
88 86 87 eqtr3d An2Ann1=nn1nn1
89 16 rpcnne0d An2An1n10
90 19 rpcnne0d An2Ann0
91 divsubdiv 22n1n10nn02n12n=2n2n1n1n
92 68 68 89 90 91 syl22anc An2A2n12n=2n2n1n1n
93 68 52 61 subdid An2A2nn1=2n2n1
94 52 61 mulcomd An2Ann1=n1n
95 93 94 oveq12d An2A2nn1nn1=2n2n1n1n
96 92 95 eqtr4d An2A2n12n=2nn1nn1
97 88 96 oveq12d An2Ann12n12n=nn1nn12nn1nn1
98 52 61 mulcld An2Ann1
99 19 16 rpmulcld An2Ann1+
100 74 99 rerpdivcld An2A2nn1nn1
101 100 recnd An2A2nn1nn1
102 98 98 101 mulassd An2Ann1nn12nn1nn1=nn1nn12nn1nn1
103 99 rpne0d An2Ann10
104 79 98 103 divcan2d An2Ann12nn1nn1=2nn1
105 104 oveq2d An2Ann1nn12nn1nn1=nn12nn1
106 97 102 105 3eqtrd An2Ann12n12n=nn12nn1
107 81 106 breqtrrd An2An1nn12n12n
108 7 25 30 39 107 letrd An2Alognnn12n12n
109 11 nngt0d An2A0<nn1
110 ledivmul logn2n12nnn10<nn1lognnn12n12nlognnn12n12n
111 7 22 29 109 110 syl112anc An2Alognnn12n12nlognnn12n12n
112 108 111 mpbird An2Alognnn12n12n
113 1 12 22 112 fsumle An=2Alognnn1n=2A2n12n
114 fvoveq1 k=nk1=n1
115 114 oveq2d k=n2k1=2n1
116 fvoveq1 k=n+1k1=n+1-1
117 116 oveq2d k=n+12k1=2n+1-1
118 oveq1 k=2k1=21
119 2m1e1 21=1
120 118 119 eqtrdi k=2k1=1
121 120 fveq2d k=2k1=1
122 sqrt1 1=1
123 121 122 eqtrdi k=2k1=1
124 123 oveq2d k=22k1=21
125 67 div1i 21=2
126 124 125 eqtrdi k=22k1=2
127 fvoveq1 k=A+1k1=A+1-1
128 127 oveq2d k=A+12k1=2A+1-1
129 nnz AA
130 eluzp1p1 A1A+11+1
131 nnuz =1
132 130 131 eleq2s AA+11+1
133 df-2 2=1+1
134 133 fveq2i 2=1+1
135 132 134 eleqtrrdi AA+12
136 elfzuz k2A+1k2
137 uz2m1nn k2k1
138 136 137 syl k2A+1k1
139 138 adantl Ak2A+1k1
140 139 nnrpd Ak2A+1k1+
141 140 rpsqrtcld Ak2A+1k1+
142 rerpdivcl 2k1+2k1
143 14 141 142 sylancr Ak2A+12k1
144 143 recnd Ak2A+12k1
145 115 117 126 128 129 135 144 telfsum An=2A2n12n+1-1=22A+1-1
146 pncan n1n+1-1=n
147 31 32 146 sylancl An2An+1-1=n
148 147 fveq2d An2An+1-1=n
149 148 oveq2d An2A2n+1-1=2n
150 149 oveq2d An2A2n12n+1-1=2n12n
151 150 sumeq2dv An=2A2n12n+1-1=n=2A2n12n
152 nncn AA
153 pncan A1A+1-1=A
154 152 32 153 sylancl AA+1-1=A
155 154 fveq2d AA+1-1=A
156 155 oveq2d A2A+1-1=2A
157 156 oveq2d A22A+1-1=22A
158 145 151 157 3eqtr3d An=2A2n12n=22A
159 2rp 2+
160 nnrp AA+
161 160 rpsqrtcld AA+
162 rpdivcl 2+A+2A+
163 159 161 162 sylancr A2A+
164 163 rpge0d A02A
165 163 rpred A2A
166 subge02 22A02A22A2
167 14 165 166 sylancr A02A22A2
168 164 167 mpbid A22A2
169 158 168 eqbrtrd An=2A2n12n2
170 13 23 24 113 169 letrd An=2Alognnn12