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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 syl5eq ( ( 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
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 + ∈ 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)