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Theorem divsqrtsumo1

Description: The sum sum_ n <_ x ( 1 / sqrt n ) has the asymptotic expansion 2 sqrt x + L + O ( 1 / sqrt x ) , for some L . (Contributed by Mario Carneiro, 10-May-2016)

Ref Expression
Hypotheses divsqrtsum.2 F = x + n = 1 x 1 n 2 x
divsqrsum2.1 φ F L
Assertion divsqrtsumo1 φ y + F y L y 𝑂1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 divsqrtsum.2 F = x + n = 1 x 1 n 2 x
2 divsqrsum2.1 φ F L
3 rpssre +
4 3 a1i φ +
5 1 divsqrsumf F : +
6 5 ffvelrni y + F y
7 rpsup sup + * < = +∞
8 7 a1i φ sup + * < = +∞
9 5 a1i φ F : +
10 9 feqmptd φ F = y + F y
11 10 2 eqbrtrrd φ y + F y L
12 6 adantl φ y + F y
13 8 11 12 rlimrecl φ L
14 resubcl F y L F y L
15 6 13 14 syl2anr φ y + F y L
16 15 recnd φ y + F y L
17 rpsqrtcl y + y +
18 17 adantl φ y + y +
19 18 rpcnd φ y + y
20 16 19 mulcld φ y + F y L y
21 1red φ 1
22 16 19 absmuld φ y + F y L y = F y L y
23 18 rprege0d φ y + y 0 y
24 absid y 0 y y = y
25 23 24 syl φ y + y = y
26 25 oveq2d φ y + F y L y = F y L y
27 22 26 eqtrd φ y + F y L y = F y L y
28 1 2 divsqrtsum2 φ y + F y L 1 y
29 16 abscld φ y + F y L
30 1red φ y + 1
31 29 30 18 lemuldivd φ y + F y L y 1 F y L 1 y
32 28 31 mpbird φ y + F y L y 1
33 27 32 eqbrtrd φ y + F y L y 1
34 33 adantrr φ y + 1 y F y L y 1
35 4 20 21 21 34 elo1d φ y + F y L y 𝑂1