Metamath Proof Explorer


Theorem logfaclbnd

Description: A lower bound on the logarithm of a factorial. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Apr-2016)

Ref Expression
Assertion logfaclbnd ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด ยท ( ( log โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 2 ) ) โ‰ค ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rpcn โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
2 1 times2d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด ยท 2 ) = ( ๐ด + ๐ด ) )
3 2 oveq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ด ยท 2 ) ) = ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ด + ๐ด ) ) )
4 relogcl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
5 4 recnd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
6 2cnd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
7 1 5 6 subdid โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด ยท ( ( log โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 2 ) ) = ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ด ยท 2 ) ) )
8 rpre โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
9 8 4 remulcld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
10 9 recnd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
11 10 1 1 subsub4d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ๐ด ) โˆ’ ๐ด ) = ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ด + ๐ด ) ) )
12 3 7 11 3eqtr4d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด ยท ( ( log โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 2 ) ) = ( ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ๐ด ) โˆ’ ๐ด ) )
13 9 8 resubcld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
14 fzfid โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ Fin )
15 fzfid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 ... ๐‘› ) โˆˆ Fin )
16 elfznn โŠข ( ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) โ†’ ๐‘‘ โˆˆ โ„• )
17 16 adantl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ) โ†’ ๐‘‘ โˆˆ โ„• )
18 17 nnrecred โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ )
19 15 18 fsumrecl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ )
20 14 19 fsumrecl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ )
21 rprege0 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) )
22 flge0nn0 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„•0 )
23 21 22 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„•0 )
24 23 faccld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„• )
25 24 nnrpd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„+ )
26 25 relogcld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„ )
27 26 8 readdcld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ๐ด ) โˆˆ โ„ )
28 elfznn โŠข ( ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘‘ โˆˆ โ„• )
29 28 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘‘ โˆˆ โ„• )
30 29 nnrecred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ )
31 14 30 fsumrecl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ )
32 8 31 remulcld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด ยท ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆˆ โ„ )
33 reflcl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
34 8 33 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
35 32 34 resubcld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐ด ยท ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
36 harmoniclbnd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) โ‰ค ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) )
37 rpregt0 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐ด ) )
38 lemul2 โŠข ( ( ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ โˆง ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( log โ€˜ ๐ด ) โ‰ค ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) โ†” ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) ) ) )
39 4 31 37 38 syl3anc โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( log โ€˜ ๐ด ) โ‰ค ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) โ†” ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) ) ) )
40 36 39 mpbid โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) ) )
41 flle โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โ‰ค ๐ด )
42 8 41 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โ‰ค ๐ด )
43 9 34 32 8 40 42 le2subd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ๐ด ) โ‰ค ( ( ๐ด ยท ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) )
44 28 nnrecred โŠข ( ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ )
45 remulcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆˆ โ„ )
46 8 44 45 syl2an โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆˆ โ„ )
47 peano2rem โŠข ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ )
48 46 47 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ )
49 fzfid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ Fin )
50 30 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ )
51 49 50 fsumrecl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ )
52 8 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
53 52 33 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
54 peano2re โŠข ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆˆ โ„ )
55 53 54 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆˆ โ„ )
56 29 nnred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘‘ โˆˆ โ„ )
57 fllep1 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ๐ด โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) )
58 8 57 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ๐ด โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) )
59 58 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐ด โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) )
60 52 55 56 59 lesub1dd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐ด โˆ’ ๐‘‘ ) โ‰ค ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆ’ ๐‘‘ ) )
61 52 56 resubcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐ด โˆ’ ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ )
62 55 56 resubcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆ’ ๐‘‘ ) โˆˆ โ„ )
63 29 nnrpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘‘ โˆˆ โ„+ )
64 63 rpreccld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„+ )
65 61 62 64 lemul1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด โˆ’ ๐‘‘ ) โ‰ค ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆ’ ๐‘‘ ) โ†” ( ( ๐ด โˆ’ ๐‘‘ ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โ‰ค ( ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆ’ ๐‘‘ ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) ) )
66 60 65 mpbid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด โˆ’ ๐‘‘ ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โ‰ค ( ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆ’ ๐‘‘ ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) )
67 1 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
68 29 nncnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘‘ โˆˆ โ„‚ )
69 30 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„‚ )
70 67 68 69 subdird โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด โˆ’ ๐‘‘ ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) = ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ ( ๐‘‘ ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) ) )
71 29 nnne0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘‘ โ‰  0 )
72 68 71 recidd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘‘ ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) = 1 )
73 72 oveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ ( ๐‘‘ ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) ) = ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ 1 ) )
74 70 73 eqtr2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ 1 ) = ( ( ๐ด โˆ’ ๐‘‘ ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) )
75 fsumconst โŠข ( ( ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ Fin โˆง ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) )
76 49 69 75 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) )
77 elfzuz3 โŠข ( ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) )
78 77 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) )
79 hashfz โŠข ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ๐‘‘ ) + 1 ) )
80 78 79 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ๐‘‘ ) + 1 ) )
81 34 recnd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
82 81 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
83 1cnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚ )
84 82 83 68 addsubd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆ’ ๐‘‘ ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ ๐‘‘ ) + 1 ) )
85 80 84 eqtr4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆ’ ๐‘‘ ) )
86 85 oveq1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) = ( ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆ’ ๐‘‘ ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) )
87 76 86 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) = ( ( ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) + 1 ) โˆ’ ๐‘‘ ) ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) )
88 66 74 87 3brtr4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ 1 ) โ‰ค ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) )
89 14 48 51 88 fsumle โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ 1 ) โ‰ค ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) )
90 14 1 69 fsummulc2 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด ยท ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) ) = ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) )
91 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
92 fsumconst โŠข ( ( ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ Fin โˆง 1 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) 1 = ( ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท 1 ) )
93 14 91 92 sylancl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) 1 = ( ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท 1 ) )
94 hashfz1 โŠข ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) )
95 23 94 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) )
96 95 oveq1d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท 1 ) = ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ยท 1 ) )
97 81 mulridd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ยท 1 ) = ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) )
98 93 96 97 3eqtrrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) = ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) 1 )
99 90 98 oveq12d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐ด ยท ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) = ( ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) 1 ) )
100 46 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆˆ โ„‚ )
101 14 100 83 fsumsub โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ 1 ) = ( ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) 1 ) )
102 99 101 eqtr4d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐ด ยท ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) = ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ( ๐ด ยท ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ 1 ) )
103 eqid โŠข ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 )
104 103 uztrn2 โŠข ( ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) )
105 104 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) )
106 105 biantrurd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) โ†” ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) ) )
107 uzss โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) โ†’ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) )
108 107 ad2antll โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) ) โ†’ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) )
109 108 sseld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) )
110 109 pm4.71rd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) โ†” ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) ) )
111 106 110 bitr3d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) โ†” ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) ) )
112 111 pm5.32da โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) โˆง ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) ) โ†” ( ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) โˆง ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) )
113 ancom โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) โˆง ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) ) โ†” ( ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) โˆง ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) ) )
114 an4 โŠข ( ( ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) โˆง ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) ) โ†” ( ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) โˆง ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) ) )
115 112 113 114 3bitr4g โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) โˆง ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) ) โ†” ( ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) โˆง ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) )
116 elfzuzb โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†” ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) )
117 elfzuzb โŠข ( ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) โ†” ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) )
118 116 117 anbi12i โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ) โ†” ( ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) โˆง ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) ) )
119 elfzuzb โŠข ( ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†” ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) )
120 elfzuzb โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†” ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) )
121 119 120 anbi12i โŠข ( ( ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†” ( ( ๐‘‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) ) โˆง ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘‘ ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘› ) ) ) )
122 115 118 121 3bitr4g โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ) โ†” ( ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) )
123 18 recnd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„‚ )
124 123 anasss โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ( ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘‘ ) โˆˆ โ„‚ )
125 14 14 15 122 124 fsumcom2 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) = ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( ๐‘‘ ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) )
126 89 102 125 3brtr4d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐ด ยท ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) ) โˆ’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ‰ค ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) )
127 13 35 20 43 126 letrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ๐ด ) โ‰ค ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) )
128 26 34 readdcld โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
129 elfznn โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„• )
130 129 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„• )
131 130 nnrpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„+ )
132 131 relogcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( log โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„ )
133 peano2re โŠข ( ( log โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„ โ†’ ( ( log โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) โˆˆ โ„ )
134 132 133 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( log โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) โˆˆ โ„ )
135 nnz โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ค )
136 flid โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐‘› ) = ๐‘› )
137 135 136 syl โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐‘› ) = ๐‘› )
138 137 oveq2d โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( 1 ... ๐‘› ) )
139 138 sumeq1d โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘› ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) = ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) )
140 nnre โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„ )
141 nnge1 โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 1 โ‰ค ๐‘› )
142 harmonicubnd โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„ โˆง 1 โ‰ค ๐‘› ) โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘› ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) โ‰ค ( ( log โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) )
143 140 141 142 syl2anc โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐‘› ) ) ( 1 / ๐‘‘ ) โ‰ค ( ( log โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) )
144 139 143 eqbrtrrd โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) โ‰ค ( ( log โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) )
145 130 144 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) โ‰ค ( ( log โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) )
146 14 19 134 145 fsumle โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) โ‰ค ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ( log โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) )
147 132 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( log โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ โ„‚ )
148 1cnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚ )
149 14 147 148 fsumadd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ( log โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) = ( ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( log โ€˜ ๐‘› ) + ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) 1 ) )
150 logfac โŠข ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( log โ€˜ ๐‘› ) )
151 23 150 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( log โ€˜ ๐‘› ) )
152 fsumconst โŠข ( ( ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ Fin โˆง 1 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) 1 = ( ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท 1 ) )
153 14 91 152 sylancl โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) 1 = ( ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) ยท 1 ) )
154 153 96 97 3eqtrrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) = ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) 1 )
155 151 154 oveq12d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) = ( ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( log โ€˜ ๐‘› ) + ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) 1 ) )
156 149 155 eqtr4d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ( log โ€˜ ๐‘› ) + 1 ) = ( ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) )
157 146 156 breqtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) โ‰ค ( ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) )
158 34 8 26 42 leadd2dd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ‰ค ( ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ๐ด ) )
159 20 128 27 157 158 letrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ฮฃ ๐‘› โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘‘ โˆˆ ( 1 ... ๐‘› ) ( 1 / ๐‘‘ ) โ‰ค ( ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ๐ด ) )
160 13 20 27 127 159 letrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ๐ด ) โ‰ค ( ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ๐ด ) )
161 13 8 26 lesubaddd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ๐ด ) โˆ’ ๐ด ) โ‰ค ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†” ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ๐ด ) โ‰ค ( ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) + ๐ด ) ) )
162 160 161 mpbird โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ( ( ๐ด ยท ( log โ€˜ ๐ด ) ) โˆ’ ๐ด ) โˆ’ ๐ด ) โ‰ค ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
163 12 162 eqbrtrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„+ โ†’ ( ๐ด ยท ( ( log โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 2 ) ) โ‰ค ( log โ€˜ ( ! โ€˜ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) )