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Theorem selberglem1

Description: Lemma for selberg . Estimation of the asymptotic part of selberglem3 . (Contributed by Mario Carneiro, 20-May-2016)

Ref Expression
Hypothesis selberglem1.t ⊢ 𝑇 = ( ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) / 𝑛 )
Assertion selberglem1 ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) · 𝑇 ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ) ∈ 𝑂(1)

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 selberglem1.t ⊢ 𝑇 = ( ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) / 𝑛 )
2 fzfid ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ∈ Fin )
3 elfznn ⊢ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) → 𝑛 ∈ ℕ )
4 3 adantl ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 𝑛 ∈ ℕ )
5 mucl ⊢ ( 𝑛 ∈ ℕ → ( μ ‘ 𝑛 ) ∈ ℤ )
6 4 5 syl ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( μ ‘ 𝑛 ) ∈ ℤ )
7 6 zred ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( μ ‘ 𝑛 ) ∈ ℝ )
8 7 4 nndivred ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ∈ ℝ )
9 8 recnd ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ∈ ℂ )
10 3 nnrpd ⊢ ( 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) → 𝑛 ∈ ℝ+ )
11 rpdivcl ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ℝ+ ) → ( 𝑥 / 𝑛 ) ∈ ℝ+ )
12 10 11 sylan2 ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 𝑥 / 𝑛 ) ∈ ℝ+ )
13 relogcl ⊢ ( ( 𝑥 / 𝑛 ) ∈ ℝ+ → ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ∈ ℝ )
14 12 13 syl ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ∈ ℝ )
15 14 recnd ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ∈ ℂ )
16 15 sqcld ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ∈ ℂ )
17 9 16 mulcld ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) ∈ ℂ )
18 2 17 fsumcl ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) ∈ ℂ )
19 2cn ⊢ 2 ∈ ℂ
20 19 a1i ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 2 ∈ ℂ )
21 20 15 mulcld ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ∈ ℂ )
22 20 21 subcld ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ∈ ℂ )
23 9 22 mulcld ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ∈ ℂ )
24 2 23 fsumcl ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ∈ ℂ )
25 relogcl ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( log ‘ 𝑥 ) ∈ ℝ )
26 25 recnd ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( log ‘ 𝑥 ) ∈ ℂ )
27 mulcl ⊢ ( ( 2 ∈ ℂ ∧ ( log ‘ 𝑥 ) ∈ ℂ ) → ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ∈ ℂ )
28 19 26 27 sylancr ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ∈ ℂ )
29 18 24 28 addsubd ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) + Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) = ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) + Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
30 1 oveq2i ⊢ ( ( μ ‘ 𝑛 ) · 𝑇 ) = ( ( μ ‘ 𝑛 ) · ( ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) / 𝑛 ) )
31 6 zcnd ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( μ ‘ 𝑛 ) ∈ ℂ )
32 16 22 addcld ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ∈ ℂ )
33 4 nnrpd ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → 𝑛 ∈ ℝ+ )
34 33 rpcnne0d ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0 ) )
35 divass ⊢ ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) ∈ ℂ ∧ ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ∈ ℂ ∧ ( 𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0 ) ) → ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) · ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) / 𝑛 ) = ( ( μ ‘ 𝑛 ) · ( ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) / 𝑛 ) ) )
36 div23 ⊢ ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) ∈ ℂ ∧ ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ∈ ℂ ∧ ( 𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0 ) ) → ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) · ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) / 𝑛 ) = ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
37 35 36 eqtr3d ⊢ ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) ∈ ℂ ∧ ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ∈ ℂ ∧ ( 𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ≠ 0 ) ) → ( ( μ ‘ 𝑛 ) · ( ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) / 𝑛 ) ) = ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
38 31 32 34 37 syl3anc ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( μ ‘ 𝑛 ) · ( ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) / 𝑛 ) ) = ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
39 9 16 22 adddid ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) = ( ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) + ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
40 38 39 eqtrd ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( μ ‘ 𝑛 ) · ( ( ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) + ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) / 𝑛 ) ) = ( ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) + ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
41 30 40 eqtrid ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( μ ‘ 𝑛 ) · 𝑇 ) = ( ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) + ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
42 41 sumeq2dv ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) · 𝑇 ) = Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) + ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
43 2 17 23 fsumadd ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) + ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) = ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) + Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
44 42 43 eqtrd ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) · 𝑇 ) = ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) + Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
45 44 oveq1d ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) · 𝑇 ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) = ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) + Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) )
46 19 a1i ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → 2 ∈ ℂ )
47 9 15 mulcld ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ∈ ℂ )
48 9 47 subcld ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ∈ ℂ )
49 2 46 48 fsummulc2 ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( 2 · Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) = Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( 2 · ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) )
50 2 9 47 fsumsub ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) = ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) )
51 50 oveq2d ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( 2 · Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) = ( 2 · ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) )
52 20 9 mulcomd ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 2 · ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) = ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · 2 ) )
53 20 9 15 mul12d ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 2 · ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) = ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) )
54 52 53 oveq12d ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( 2 · ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( 2 · ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) = ( ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · 2 ) − ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) )
55 20 9 47 subdid ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 2 · ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) = ( ( 2 · ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) − ( 2 · ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) )
56 9 20 21 subdid ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) = ( ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · 2 ) − ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) )
57 54 55 56 3eqtr4d ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ) → ( 2 · ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) = ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) )
58 57 sumeq2dv ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( 2 · ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) = Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) )
59 49 51 58 3eqtr3d ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( 2 · ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) = Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) )
60 59 oveq2d ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) + ( 2 · ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) = ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) + Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( 2 − ( 2 · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
61 29 45 60 3eqtr4d ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ → ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) · 𝑇 ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) = ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) + ( 2 · ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
62 61 mpteq2ia ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) · 𝑇 ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) + ( 2 · ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) )
63 ovexd ⊢ ( ( ⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ∈ V )
64 ovexd ⊢ ( ( ⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( 2 · ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ∈ V )
65 mulog2sum ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ) ∈ 𝑂(1)
66 65 a1i ⊢ ( ⊤ → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ) ∈ 𝑂(1) )
67 2ex ⊢ 2 ∈ V
68 67 a1i ⊢ ( ( ⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → 2 ∈ V )
69 ovexd ⊢ ( ( ⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ∈ V )
70 rpssre ⊢ ℝ+ ⊆ ℝ
71 o1const ⊢ ( ( ℝ+ ⊆ ℝ ∧ 2 ∈ ℂ ) → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ 2 ) ∈ 𝑂(1) )
72 70 19 71 mp2an ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ 2 ) ∈ 𝑂(1)
73 72 a1i ⊢ ( ⊤ → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ 2 ) ∈ 𝑂(1) )
74 reex ⊢ ℝ ∈ V
75 74 70 ssexi ⊢ ℝ+ ∈ V
76 75 a1i ⊢ ( ⊤ → ℝ+ ∈ V )
77 sumex ⊢ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ∈ V
78 77 a1i ⊢ ( ( ⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ∈ V )
79 sumex ⊢ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ∈ V
80 79 a1i ⊢ ( ( ⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ+ ) → Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ∈ V )
81 eqidd ⊢ ( ⊤ → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) )
82 eqidd ⊢ ( ⊤ → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) )
83 76 78 80 81 82 offval2 ⊢ ( ⊤ → ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∘f − ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) )
84 mudivsum ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∈ 𝑂(1)
85 mulogsum ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ∈ 𝑂(1)
86 o1sub ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∈ 𝑂(1) ∧ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ∈ 𝑂(1) ) → ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∘f − ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ∈ 𝑂(1) )
87 84 85 86 mp2an ⊢ ( ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) ) ∘f − ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ∈ 𝑂(1)
88 83 87 eqeltrrdi ⊢ ( ⊤ → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ∈ 𝑂(1) )
89 68 69 73 88 o1mul2 ⊢ ( ⊤ → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( 2 · ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) ∈ 𝑂(1) )
90 63 64 66 89 o1add2 ⊢ ( ⊤ → ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) + ( 2 · ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) ) ∈ 𝑂(1) )
91 90 mptru ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ↑ 2 ) ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) + ( 2 · ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) − Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( ( μ ‘ 𝑛 ) / 𝑛 ) · ( log ‘ ( 𝑥 / 𝑛 ) ) ) ) ) ) ) ∈ 𝑂(1)
92 62 91 eqeltri ⊢ ( 𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ( Σ 𝑛 ∈ ( 1 ... ( ⌊ ‘ 𝑥 ) ) ( ( μ ‘ 𝑛 ) · 𝑇 ) − ( 2 · ( log ‘ 𝑥 ) ) ) ) ∈ 𝑂(1)