Metamath Proof Explorer


Theorem chpchtsum

Description: The second Chebyshev function is the sum of the theta function at arguments quickly approaching zero. (This is usually stated as an infinite sum, but after a certain point, the terms are all zero, and it is easier for us to use an explicit finite sum.) (Contributed by Mario Carneiro, 7-Apr-2016)

Ref Expression
Assertion chpchtsum ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ฯˆ โ€˜ ๐ด ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ฮธ โ€˜ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fzfid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) โˆˆ Fin )
2 simpr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) )
3 2 elin2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„™ )
4 prmnn โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
5 3 4 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
6 5 nnrpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„+ )
7 6 relogcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( log โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ โ„ )
8 7 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( log โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ โ„‚ )
9 fsumconst โŠข ( ( ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) โˆˆ Fin โˆง ( log โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ( log โ€˜ ๐‘ ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) ยท ( log โ€˜ ๐‘ ) ) )
10 1 8 9 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ( log โ€˜ ๐‘ ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) ยท ( log โ€˜ ๐‘ ) ) )
11 simpl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
12 1red โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
13 5 nnred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ )
14 prmuz2 โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
15 3 14 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
16 eluz2gt1 โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โ†’ 1 < ๐‘ )
17 15 16 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ 1 < ๐‘ )
18 2 elin1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ๐ด ) )
19 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
20 elicc2 โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ๐ด ) โ†” ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ โˆง ๐‘ โ‰ค ๐ด ) ) )
21 19 11 20 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ๐ด ) โ†” ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ โˆง ๐‘ โ‰ค ๐ด ) ) )
22 18 21 mpbid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ โˆง ๐‘ โ‰ค ๐ด ) )
23 22 simp3d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โ‰ค ๐ด )
24 12 13 11 17 23 ltletrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ 1 < ๐ด )
25 11 24 rplogcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„+ )
26 13 17 rplogcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( log โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ โ„+ )
27 25 26 rpdivcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) โˆˆ โ„+ )
28 27 rpred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) โˆˆ โ„ )
29 27 rpge0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) )
30 flge0nn0 โŠข ( ( ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) โˆˆ โ„•0 )
31 28 29 30 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) โˆˆ โ„•0 )
32 hashfz1 โŠข ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) = ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) )
33 31 32 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) = ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) )
34 33 oveq1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) ยท ( log โ€˜ ๐‘ ) ) = ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ยท ( log โ€˜ ๐‘ ) ) )
35 28 flcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) โˆˆ โ„ค )
36 35 zcnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
37 36 8 mulcomd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ยท ( log โ€˜ ๐‘ ) ) = ( ( log โ€˜ ๐‘ ) ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) )
38 10 34 37 3eqtrrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( ( log โ€˜ ๐‘ ) ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ( log โ€˜ ๐‘ ) )
39 38 sumeq2dv โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ฮฃ ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ( ( log โ€˜ ๐‘ ) ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) = ฮฃ ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ( log โ€˜ ๐‘ ) )
40 chpval2 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ฯˆ โ€˜ ๐ด ) = ฮฃ ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ( ( log โ€˜ ๐‘ ) ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) )
41 simpl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
42 0red โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
43 1red โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
44 0lt1 โŠข 0 < 1
45 44 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ 0 < 1 )
46 elfzuz2 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) )
47 eluzle โŠข ( ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โ†’ 1 โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) )
48 47 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) ) โ†’ 1 โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) )
49 simpl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
50 1z โŠข 1 โˆˆ โ„ค
51 flge โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 1 โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( 1 โ‰ค ๐ด โ†” 1 โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) )
52 49 50 51 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) ) โ†’ ( 1 โ‰ค ๐ด โ†” 1 โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) )
53 48 52 mpbird โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) ) โ†’ 1 โ‰ค ๐ด )
54 46 53 sylan2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ 1 โ‰ค ๐ด )
55 42 43 41 45 54 ltletrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ 0 < ๐ด )
56 42 41 55 ltled โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
57 elfznn โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
58 57 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
59 58 nnrecred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
60 41 56 59 recxpcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ )
61 chtval โŠข ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ โ†’ ( ฮธ โ€˜ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ( log โ€˜ ๐‘ ) )
62 60 61 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ฮธ โ€˜ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ( log โ€˜ ๐‘ ) )
63 62 sumeq2dv โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ฮธ โ€˜ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ( log โ€˜ ๐‘ ) )
64 ppifi โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โˆˆ Fin )
65 fzfid โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ Fin )
66 elinel2 โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„™ )
67 elfznn โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
68 66 67 anim12i โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) )
69 68 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) ) )
70 0red โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
71 inss2 โŠข ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โІ โ„™
72 71 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โІ โ„™ )
73 72 sselda โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„™ )
74 73 4 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
75 74 nnred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ )
76 74 nngt0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ 0 < ๐‘ )
77 70 75 11 76 23 ltletrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ 0 < ๐ด )
78 77 ex โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โ†’ 0 < ๐ด ) )
79 78 adantrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) โ†’ 0 < ๐ด ) )
80 69 79 jcad โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) )
81 elinel2 โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„™ )
82 57 81 anim12ci โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) )
83 82 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) ) )
84 55 ex โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ 0 < ๐ด ) )
85 84 adantrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ 0 < ๐ด ) )
86 83 85 jcad โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) )
87 elin โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โ†” ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ๐ด ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™ ) )
88 simprll โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„™ )
89 88 biantrud โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ๐ด ) โ†” ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ๐ด ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™ ) ) )
90 0red โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
91 simpl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
92 88 4 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
93 92 nnred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ )
94 92 nnnn0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0 )
95 94 nn0ge0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘ )
96 df-3an โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ โˆง ๐‘ โ‰ค ๐ด ) โ†” ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ ) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐ด ) )
97 20 96 bitrdi โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ๐ด ) โ†” ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ ) โˆง ๐‘ โ‰ค ๐ด ) ) )
98 97 baibd โŠข ( ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ๐ด ) โ†” ๐‘ โ‰ค ๐ด ) )
99 90 91 93 95 98 syl22anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ๐ด ) โ†” ๐‘ โ‰ค ๐ด ) )
100 89 99 bitr3d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ๐ด ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™ ) โ†” ๐‘ โ‰ค ๐ด ) )
101 87 100 bitrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โ†” ๐‘ โ‰ค ๐ด ) )
102 simprr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ 0 < ๐ด )
103 91 102 elrpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„+ )
104 103 relogcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( log โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
105 88 14 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
106 105 16 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ 1 < ๐‘ )
107 93 106 rplogcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( log โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ โ„+ )
108 104 107 rerpdivcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) โˆˆ โ„ )
109 simprlr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
110 109 nnzd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค )
111 flge โŠข ( ( ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘˜ โ‰ค ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) )
112 108 110 111 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โ‰ค ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) )
113 109 nnnn0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
114 92 113 nnexpcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„• )
115 114 nnrpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„+ )
116 115 103 logled โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด โ†” ( log โ€˜ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) ) โ‰ค ( log โ€˜ ๐ด ) ) )
117 92 nnrpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„+ )
118 relogexp โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„+ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( log โ€˜ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ๐‘˜ ยท ( log โ€˜ ๐‘ ) ) )
119 117 110 118 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( log โ€˜ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ๐‘˜ ยท ( log โ€˜ ๐‘ ) ) )
120 119 breq1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( log โ€˜ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) ) โ‰ค ( log โ€˜ ๐ด ) โ†” ( ๐‘˜ ยท ( log โ€˜ ๐‘ ) ) โ‰ค ( log โ€˜ ๐ด ) ) )
121 109 nnred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ )
122 121 104 107 lemuldivd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘˜ ยท ( log โ€˜ ๐‘ ) ) โ‰ค ( log โ€˜ ๐ด ) โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) )
123 116 120 122 3bitrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) )
124 nnuz โŠข โ„• = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 )
125 109 124 eleqtrdi โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) )
126 108 flcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) โˆˆ โ„ค )
127 elfz5 โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) )
128 125 126 127 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) )
129 112 123 128 3bitr4rd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) โ†” ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) )
130 101 129 anbi12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) โ†” ( ๐‘ โ‰ค ๐ด โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) ) )
131 91 flcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ค )
132 elfz5 โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โˆง ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) )
133 125 131 132 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) )
134 flge โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘˜ โ‰ค ๐ด โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) )
135 91 110 134 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โ‰ค ๐ด โ†” ๐‘˜ โ‰ค ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) )
136 133 135 bitr4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โ†” ๐‘˜ โ‰ค ๐ด ) )
137 elin โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) โ†” ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™ ) )
138 88 biantrud โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™ ) ) )
139 103 rpge0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
140 109 nnrecred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( 1 / ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
141 91 139 140 recxpcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ )
142 elicc2 โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ โˆง ๐‘ โ‰ค ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) ) )
143 df-3an โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ โˆง ๐‘ โ‰ค ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ ) โˆง ๐‘ โ‰ค ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) )
144 142 143 bitrdi โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โ†” ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ ) โˆง ๐‘ โ‰ค ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) ) )
145 144 baibd โŠข ( ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โ†” ๐‘ โ‰ค ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) )
146 90 141 93 95 145 syl22anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โ†” ๐‘ โ‰ค ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) )
147 138 146 bitr3d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™ ) โ†” ๐‘ โ‰ค ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) )
148 91 139 140 cxpge0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) )
149 109 nnrpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„+ )
150 93 95 141 148 149 cxple2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โ‰ค ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โ†” ( ๐‘ โ†‘๐‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โ†‘๐‘ ๐‘˜ ) ) )
151 92 nncnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚ )
152 cxpexp โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘๐‘ ๐‘˜ ) = ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) )
153 151 113 152 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘๐‘ ๐‘˜ ) = ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) )
154 109 nncnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„‚ )
155 109 nnne0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ โ‰  0 )
156 154 155 recid2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( 1 / ๐‘˜ ) ยท ๐‘˜ ) = 1 )
157 156 oveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( ( 1 / ๐‘˜ ) ยท ๐‘˜ ) ) = ( ๐ด โ†‘๐‘ 1 ) )
158 103 140 154 cxpmuld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( ( 1 / ๐‘˜ ) ยท ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โ†‘๐‘ ๐‘˜ ) )
159 91 recnd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
160 159 cxp1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐ด โ†‘๐‘ 1 ) = ๐ด )
161 157 158 160 3eqtr3d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โ†‘๐‘ ๐‘˜ ) = ๐ด )
162 153 161 breq12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ†‘๐‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ( ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) โ†‘๐‘ ๐‘˜ ) โ†” ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) )
163 147 150 162 3bitrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™ ) โ†” ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) )
164 137 163 bitrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) โ†” ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) )
165 136 164 anbi12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ) โ†” ( ๐‘˜ โ‰ค ๐ด โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) ) )
166 114 nnred โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ )
167 bernneq3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘˜ < ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) )
168 105 113 167 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ < ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) )
169 121 166 168 ltled โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘˜ โ‰ค ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) )
170 letr โŠข ( ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โ‰ค ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ๐‘˜ โ‰ค ๐ด ) )
171 121 166 91 170 syl3anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โ‰ค ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ๐‘˜ โ‰ค ๐ด ) )
172 169 171 mpand โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด โ†’ ๐‘˜ โ‰ค ๐ด ) )
173 172 pm4.71rd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด โ†” ( ๐‘˜ โ‰ค ๐ด โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) ) )
174 151 exp1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ 1 ) = ๐‘ )
175 92 nnge1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ 1 โ‰ค ๐‘ )
176 93 175 125 leexp2ad โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ 1 ) โ‰ค ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) )
177 174 176 eqbrtrrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ โ‰ค ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) )
178 letr โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐‘ โ‰ค ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ๐‘ โ‰ค ๐ด ) )
179 93 166 91 178 syl3anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ‰ค ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ๐‘ โ‰ค ๐ด ) )
180 177 179 mpand โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด โ†’ ๐‘ โ‰ค ๐ด ) )
181 180 pm4.71rd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด โ†” ( ๐‘ โ‰ค ๐ด โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) ) )
182 165 173 181 3bitr2rd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ‰ค ๐ด โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘˜ ) โ‰ค ๐ด ) โ†” ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ) ) )
183 130 182 bitrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) โ†” ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ) ) )
184 183 ex โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„• ) โˆง 0 < ๐ด ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) โ†” ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ) ) ) )
185 80 86 184 pm5.21ndd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) โ†” ( ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ) ) )
186 8 adantrr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ( ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ) ) โ†’ ( log โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ โ„‚ )
187 64 65 1 185 186 fsumcom2 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ฮฃ ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ( log โ€˜ ๐‘ ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ฮฃ ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) โˆฉ โ„™ ) ( log โ€˜ ๐‘ ) )
188 63 187 eqtr4d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ฮธ โ€˜ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) = ฮฃ ๐‘ โˆˆ ( ( 0 [,] ๐ด ) โˆฉ โ„™ ) ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ( ( log โ€˜ ๐ด ) / ( log โ€˜ ๐‘ ) ) ) ) ( log โ€˜ ๐‘ ) )
189 39 40 188 3eqtr4d โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ( ฯˆ โ€˜ ๐ด ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ( โŒŠ โ€˜ ๐ด ) ) ( ฮธ โ€˜ ( ๐ด โ†‘๐‘ ( 1 / ๐‘˜ ) ) ) )