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Theorem selberg34r

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

Ref Expression
Hypothesis pntrval.r R=a+ψaa
Assertion selberg34r x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx𝑂1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pntrval.r R=a+ψaa
2 2re 2
3 2 a1i x1+∞2
4 elioore x1+∞x
5 4 adantl x1+∞x
6 1rp 1+
7 6 a1i x1+∞1+
8 1red x1+∞1
9 eliooord x1+∞1<xx<+∞
10 9 adantl x1+∞1<xx<+∞
11 10 simpld x1+∞1<x
12 8 5 11 ltled x1+∞1x
13 5 7 12 rpgecld x1+∞x+
14 1 pntrf R:+
15 14 ffvelcdmi x+Rx
16 13 15 syl x1+∞Rx
17 13 relogcld x1+∞logx
18 16 17 remulcld x1+∞Rxlogx
19 3 18 remulcld x1+∞2Rxlogx
20 19 recnd x1+∞2Rxlogx
21 5 11 rplogcld x1+∞logx+
22 3 21 rerpdivcld x1+∞2logx
23 22 recnd x1+∞2logx
24 fzfid x1+∞1xFin
25 13 adantr x1+∞n1xx+
26 elfznn n1xn
27 26 adantl x1+∞n1xn
28 27 nnrpd x1+∞n1xn+
29 25 28 rpdivcld x1+∞n1xxn+
30 14 ffvelcdmi xn+Rxn
31 29 30 syl x1+∞n1xRxn
32 fzfid x1+∞n1x1nFin
33 dvdsssfz1 ny|yn1n
34 27 33 syl x1+∞n1xy|yn1n
35 32 34 ssfid x1+∞n1xy|ynFin
36 ssrab2 y|yn
37 simpr x1+∞n1xmy|ynmy|yn
38 36 37 sselid x1+∞n1xmy|ynm
39 vmacl mΛm
40 38 39 syl x1+∞n1xmy|ynΛm
41 dvdsdivcl nmy|ynnmy|yn
42 27 41 sylan x1+∞n1xmy|ynnmy|yn
43 36 42 sselid x1+∞n1xmy|ynnm
44 vmacl nmΛnm
45 43 44 syl x1+∞n1xmy|ynΛnm
46 40 45 remulcld x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm
47 35 46 fsumrecl x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm
48 vmacl nΛn
49 27 48 syl x1+∞n1xΛn
50 28 relogcld x1+∞n1xlogn
51 49 50 remulcld x1+∞n1xΛnlogn
52 47 51 resubcld x1+∞n1xmy|ynΛmΛnmΛnlogn
53 31 52 remulcld x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
54 24 53 fsumrecl x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
55 54 recnd x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
56 23 55 mulcld x1+∞2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
57 20 56 subcld x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
58 5 recnd x1+∞x
59 2cnd x1+∞2
60 13 rpne0d x1+∞x0
61 2ne0 20
62 61 a1i x1+∞20
63 57 58 59 60 62 divdiv32d x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx2=2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn2x
64 57 58 60 divcld x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx
65 64 59 62 divrecd x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx2=2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx12
66 20 56 59 62 divsubdird x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn2=2Rxlogx22logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn2
67 18 recnd x1+∞Rxlogx
68 67 59 62 divcan3d x1+∞2Rxlogx2=Rxlogx
69 21 rpcnd x1+∞logx
70 21 rpne0d x1+∞logx0
71 59 69 55 70 div32d x1+∞2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=2n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
72 71 oveq1d x1+∞2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn2=2n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx2
73 54 21 rerpdivcld x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
74 73 recnd x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
75 74 59 62 divcan3d x1+∞2n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx2=n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
76 72 75 eqtrd x1+∞2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn2=n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
77 68 76 oveq12d x1+∞2Rxlogx22logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn2=Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
78 66 77 eqtrd x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn2=Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogx
79 78 oveq1d x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn2x=Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
80 63 65 79 3eqtr3d x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx12=Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
81 80 mpteq2dva x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx12=x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx
82 22 54 remulcld x1+∞2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
83 19 82 resubcld x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn
84 83 13 rerpdivcld x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx
85 8 rehalfcld x1+∞12
86 31 recnd x1+∞n1xRxn
87 47 recnd x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm
88 49 recnd x1+∞n1xΛn
89 50 recnd x1+∞n1xlogn
90 88 89 mulcld x1+∞n1xΛnlogn
91 86 87 90 subdid x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=Rxnmy|ynΛmΛnmRxnΛnlogn
92 86 88 89 mul12d x1+∞n1xRxnΛnlogn=ΛnRxnlogn
93 88 86 89 mulassd x1+∞n1xΛnRxnlogn=ΛnRxnlogn
94 92 93 eqtr4d x1+∞n1xRxnΛnlogn=ΛnRxnlogn
95 94 oveq2d x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnmRxnΛnlogn=Rxnmy|ynΛmΛnmΛnRxnlogn
96 91 95 eqtrd x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=Rxnmy|ynΛmΛnmΛnRxnlogn
97 96 sumeq2dv x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnRxnlogn
98 86 87 mulcld x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnm
99 88 86 mulcld x1+∞n1xΛnRxn
100 99 89 mulcld x1+∞n1xΛnRxnlogn
101 24 98 100 fsumsub x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnRxnlogn=n=1xRxnmy|ynΛmΛnmn=1xΛnRxnlogn
102 46 recnd x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm
103 35 86 102 fsummulc2 x1+∞n1xRxnmy|ynΛmΛnm=my|ynRxnΛmΛnm
104 103 sumeq2dv x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnm=n=1xmy|ynRxnΛmΛnm
105 oveq2 n=mkxn=xmk
106 105 fveq2d n=mkRxn=Rxmk
107 fvoveq1 n=mkΛnm=Λmkm
108 107 oveq2d n=mkΛmΛnm=ΛmΛmkm
109 106 108 oveq12d n=mkRxnΛmΛnm=RxmkΛmΛmkm
110 31 adantrr x1+∞n1xmy|ynRxn
111 40 anasss x1+∞n1xmy|ynΛm
112 45 anasss x1+∞n1xmy|ynΛnm
113 111 112 remulcld x1+∞n1xmy|ynΛmΛnm
114 110 113 remulcld x1+∞n1xmy|ynRxnΛmΛnm
115 114 recnd x1+∞n1xmy|ynRxnΛmΛnm
116 109 5 115 dvdsflsumcom x1+∞n=1xmy|ynRxnΛmΛnm=m=1xk=1xmRxmkΛmΛmkm
117 58 ad2antrr x1+∞m1xk1xmx
118 elfznn m1xm
119 118 adantl x1+∞m1xm
120 119 nnrpd x1+∞m1xm+
121 120 adantr x1+∞m1xk1xmm+
122 121 rpcnd x1+∞m1xk1xmm
123 elfznn k1xmk
124 123 adantl x1+∞m1xk1xmk
125 124 nncnd x1+∞m1xk1xmk
126 121 rpne0d x1+∞m1xk1xmm0
127 124 nnne0d x1+∞m1xk1xmk0
128 117 122 125 126 127 divdiv1d x1+∞m1xk1xmxmk=xmk
129 128 eqcomd x1+∞m1xk1xmxmk=xmk
130 129 fveq2d x1+∞m1xk1xmRxmk=Rxmk
131 125 122 126 divcan3d x1+∞m1xk1xmmkm=k
132 131 fveq2d x1+∞m1xk1xmΛmkm=Λk
133 132 oveq2d x1+∞m1xk1xmΛmΛmkm=ΛmΛk
134 130 133 oveq12d x1+∞m1xk1xmRxmkΛmΛmkm=RxmkΛmΛk
135 13 ad2antrr x1+∞m1xk1xmx+
136 135 121 rpdivcld x1+∞m1xk1xmxm+
137 124 nnrpd x1+∞m1xk1xmk+
138 136 137 rpdivcld x1+∞m1xk1xmxmk+
139 14 ffvelcdmi xmk+Rxmk
140 138 139 syl x1+∞m1xk1xmRxmk
141 140 recnd x1+∞m1xk1xmRxmk
142 119 39 syl x1+∞m1xΛm
143 142 recnd x1+∞m1xΛm
144 143 adantr x1+∞m1xk1xmΛm
145 vmacl kΛk
146 124 145 syl x1+∞m1xk1xmΛk
147 146 recnd x1+∞m1xk1xmΛk
148 144 147 mulcld x1+∞m1xk1xmΛmΛk
149 141 148 mulcomd x1+∞m1xk1xmRxmkΛmΛk=ΛmΛkRxmk
150 144 147 141 mulassd x1+∞m1xk1xmΛmΛkRxmk=ΛmΛkRxmk
151 134 149 150 3eqtrd x1+∞m1xk1xmRxmkΛmΛmkm=ΛmΛkRxmk
152 151 sumeq2dv x1+∞m1xk=1xmRxmkΛmΛmkm=k=1xmΛmΛkRxmk
153 fzfid x1+∞m1x1xmFin
154 146 140 remulcld x1+∞m1xk1xmΛkRxmk
155 154 recnd x1+∞m1xk1xmΛkRxmk
156 153 143 155 fsummulc2 x1+∞m1xΛmk=1xmΛkRxmk=k=1xmΛmΛkRxmk
157 152 156 eqtr4d x1+∞m1xk=1xmRxmkΛmΛmkm=Λmk=1xmΛkRxmk
158 157 sumeq2dv x1+∞m=1xk=1xmRxmkΛmΛmkm=m=1xΛmk=1xmΛkRxmk
159 104 116 158 3eqtrd x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnm=m=1xΛmk=1xmΛkRxmk
160 159 oveq1d x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmn=1xΛnRxnlogn=m=1xΛmk=1xmΛkRxmkn=1xΛnRxnlogn
161 97 101 160 3eqtrd x1+∞n=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=m=1xΛmk=1xmΛkRxmkn=1xΛnRxnlogn
162 161 oveq2d x1+∞2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkn=1xΛnRxnlogn
163 153 154 fsumrecl x1+∞m1xk=1xmΛkRxmk
164 142 163 remulcld x1+∞m1xΛmk=1xmΛkRxmk
165 24 164 fsumrecl x1+∞m=1xΛmk=1xmΛkRxmk
166 165 recnd x1+∞m=1xΛmk=1xmΛkRxmk
167 49 31 remulcld x1+∞n1xΛnRxn
168 167 50 remulcld x1+∞n1xΛnRxnlogn
169 24 168 fsumrecl x1+∞n=1xΛnRxnlogn
170 169 recnd x1+∞n=1xΛnRxnlogn
171 23 166 170 subdid x1+∞2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkn=1xΛnRxnlogn=2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk2logxn=1xΛnRxnlogn
172 162 171 eqtrd x1+∞2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk2logxn=1xΛnRxnlogn
173 172 oveq2d x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=2Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk2logxn=1xΛnRxnlogn
174 23 166 mulcld x1+∞2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk
175 22 169 remulcld x1+∞2logxn=1xΛnRxnlogn
176 175 recnd x1+∞2logxn=1xΛnRxnlogn
177 20 174 176 subsub3d x1+∞2Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk2logxn=1xΛnRxnlogn=2Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn-2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk
178 173 177 eqtrd x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=2Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn-2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk
179 67 2timesd x1+∞2Rxlogx=Rxlogx+Rxlogx
180 179 oveq1d x1+∞2Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn=Rxlogx+Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn
181 67 176 67 add32d x1+∞Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn+Rxlogx=Rxlogx+Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn
182 180 181 eqtr4d x1+∞2Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn=Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn+Rxlogx
183 182 oveq1d x1+∞2Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn-2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk=Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn+Rxlogx-2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk
184 18 175 readdcld x1+∞Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn
185 184 recnd x1+∞Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn
186 185 67 174 addsubassd x1+∞Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn+Rxlogx-2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk=Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn+Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk
187 178 183 186 3eqtrd x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlogn=Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn+Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk
188 187 oveq1d x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx=Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn+Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkx
189 67 174 subcld x1+∞Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk
190 185 189 58 60 divdird x1+∞Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlogn+Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkx=Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlognx+Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkx
191 188 190 eqtrd x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx=Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlognx+Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkx
192 191 mpteq2dva x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx=x1+∞Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlognx+Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkx
193 184 13 rerpdivcld x1+∞Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlognx
194 22 165 remulcld x1+∞2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk
195 18 194 resubcld x1+∞Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmk
196 195 13 rerpdivcld x1+∞Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkx
197 1 selberg3r x1+∞Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlognx𝑂1
198 197 a1i x1+∞Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlognx𝑂1
199 1 selberg4r x1+∞Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkx𝑂1
200 199 a1i x1+∞Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkx𝑂1
201 193 196 198 200 o1add2 x1+∞Rxlogx+2logxn=1xΛnRxnlognx+Rxlogx2logxm=1xΛmk=1xmΛkRxmkx𝑂1
202 192 201 eqeltrd x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx𝑂1
203 ioossre 1+∞
204 1cnd 1
205 204 halfcld 12
206 o1const 1+∞12x1+∞12𝑂1
207 203 205 206 sylancr x1+∞12𝑂1
208 84 85 202 207 o1mul2 x1+∞2Rxlogx2logxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognx12𝑂1
209 81 208 eqeltrrd x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx𝑂1
210 209 mptru x1+∞Rxlogxn=1xRxnmy|ynΛmΛnmΛnlognlogxx𝑂1