MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  chto1ub Unicode version

Theorem chto1ub 20625
Description: The  theta function is upper bounded by a linear term. Corollary of chtub 20451. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Sep-2014.)
Assertion
Ref Expression
chto1ub  |-  ( x  e.  RR+  |->  ( (
theta `  x )  /  x ) )  e.  O ( 1 )

Proof of Theorem chto1ub
StepHypRef Expression
1 rpssre 10364 . . . 4  |-  RR+  C_  RR
21a1i 10 . . 3  |-  (  T. 
->  RR+  C_  RR )
3 rpre 10360 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  RR+  ->  x  e.  RR )
4 chtcl 20347 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  RR  ->  ( theta `  x )  e.  RR )
53, 4syl 15 . . . . . 6  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( theta `  x )  e.  RR )
6 rerpdivcl 10381 . . . . . 6  |-  ( ( ( theta `  x )  e.  RR  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( (
theta `  x )  /  x )  e.  RR )
75, 6mpancom 650 . . . . 5  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( (
theta `  x )  /  x )  e.  RR )
87recnd 8861 . . . 4  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( (
theta `  x )  /  x )  e.  CC )
98adantl 452 . . 3  |-  ( (  T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( (
theta `  x )  /  x )  e.  CC )
10 3re 9817 . . . 4  |-  3  e.  RR
1110a1i 10 . . 3  |-  (  T. 
->  3  e.  RR )
12 2rp 10359 . . . . . 6  |-  2  e.  RR+
13 relogcl 19932 . . . . . 6  |-  ( 2  e.  RR+  ->  ( log `  2 )  e.  RR )
1412, 13ax-mp 8 . . . . 5  |-  ( log `  2 )  e.  RR
15 2re 9815 . . . . 5  |-  2  e.  RR
1614, 15remulcli 8851 . . . 4  |-  ( ( log `  2 )  x.  2 )  e.  RR
1716a1i 10 . . 3  |-  (  T. 
->  ( ( log `  2
)  x.  2 )  e.  RR )
18 chtge0 20350 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  RR  ->  0  <_  ( theta `  x )
)
193, 18syl 15 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  RR+  ->  0  <_ 
( theta `  x )
)
20 rpregt0 10367 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( x  e.  RR  /\  0  <  x ) )
21 divge0 9625 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( theta `  x
)  e.  RR  /\  0  <_  ( theta `  x
) )  /\  (
x  e.  RR  /\  0  <  x ) )  ->  0  <_  (
( theta `  x )  /  x ) )
225, 19, 20, 21syl21anc 1181 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  RR+  ->  0  <_ 
( ( theta `  x
)  /  x ) )
237, 22absidd 11905 . . . . . 6  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( abs `  ( ( theta `  x
)  /  x ) )  =  ( (
theta `  x )  /  x ) )
2423adantr 451 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  ( abs `  ( ( theta `  x )  /  x
) )  =  ( ( theta `  x )  /  x ) )
257adantr 451 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( theta `  x )  /  x )  e.  RR )
2616a1i 10 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( log `  2
)  x.  2 )  e.  RR )
275adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  ( theta `  x )  e.  RR )
283adantr 451 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  x  e.  RR )
29 remulcl 8822 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  x  e.  RR )  ->  ( 2  x.  x
)  e.  RR )
3015, 28, 29sylancr 644 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
2  x.  x )  e.  RR )
31 resubcl 9111 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( 2  x.  x
)  e.  RR  /\  3  e.  RR )  ->  ( ( 2  x.  x )  -  3 )  e.  RR )
3230, 10, 31sylancl 643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( 2  x.  x
)  -  3 )  e.  RR )
33 remulcl 8822 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( log `  2
)  e.  RR  /\  ( ( 2  x.  x )  -  3 )  e.  RR )  ->  ( ( log `  2 )  x.  ( ( 2  x.  x )  -  3 ) )  e.  RR )
3414, 32, 33sylancr 644 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( log `  2
)  x.  ( ( 2  x.  x )  -  3 ) )  e.  RR )
35 remulcl 8822 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( log `  2
)  e.  RR  /\  ( 2  x.  x
)  e.  RR )  ->  ( ( log `  2 )  x.  ( 2  x.  x
) )  e.  RR )
3614, 30, 35sylancr 644 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( log `  2
)  x.  ( 2  x.  x ) )  e.  RR )
3715a1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  2  e.  RR )
3810a1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  3  e.  RR )
39 2lt3 9887 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  <  3
4039a1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  2  <  3 )
41 simpr 447 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  3  <_  x )
4237, 38, 28, 40, 41ltletrd 8976 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  2  <  x )
43 chtub 20451 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  RR  /\  2  <  x )  -> 
( theta `  x )  <  ( ( log `  2
)  x.  ( ( 2  x.  x )  -  3 ) ) )
4428, 42, 43syl2anc 642 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  ( theta `  x )  < 
( ( log `  2
)  x.  ( ( 2  x.  x )  -  3 ) ) )
45 3pos 9830 . . . . . . . . . . . 12  |-  0  <  3
4610, 45elrpii 10357 . . . . . . . . . . 11  |-  3  e.  RR+
47 ltsubrp 10385 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( 2  x.  x
)  e.  RR  /\  3  e.  RR+ )  -> 
( ( 2  x.  x )  -  3 )  <  ( 2  x.  x ) )
4830, 46, 47sylancl 643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( 2  x.  x
)  -  3 )  <  ( 2  x.  x ) )
49 1lt2 9886 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  1  <  2
50 rplogcl 19958 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( 2  e.  RR  /\  1  <  2 )  -> 
( log `  2
)  e.  RR+ )
5115, 49, 50mp2an 653 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( log `  2 )  e.  RR+
52 elrp 10356 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( log `  2 )  e.  RR+  <->  ( ( log `  2 )  e.  RR  /\  0  < 
( log `  2
) ) )
5351, 52mpbi 199 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( log `  2 )  e.  RR  /\  0  <  ( log `  2
) )
5453a1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( log `  2
)  e.  RR  /\  0  <  ( log `  2
) ) )
55 ltmul2 9607 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( 2  x.  x )  -  3 )  e.  RR  /\  ( 2  x.  x
)  e.  RR  /\  ( ( log `  2
)  e.  RR  /\  0  <  ( log `  2
) ) )  -> 
( ( ( 2  x.  x )  - 
3 )  <  (
2  x.  x )  <-> 
( ( log `  2
)  x.  ( ( 2  x.  x )  -  3 ) )  <  ( ( log `  2 )  x.  ( 2  x.  x
) ) ) )
5632, 30, 54, 55syl3anc 1182 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( ( 2  x.  x )  -  3 )  <  ( 2  x.  x )  <->  ( ( log `  2 )  x.  ( ( 2  x.  x )  -  3 ) )  <  (
( log `  2
)  x.  ( 2  x.  x ) ) ) )
5748, 56mpbid 201 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( log `  2
)  x.  ( ( 2  x.  x )  -  3 ) )  <  ( ( log `  2 )  x.  ( 2  x.  x
) ) )
5827, 34, 36, 44, 57lttrd 8977 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  ( theta `  x )  < 
( ( log `  2
)  x.  ( 2  x.  x ) ) )
5914recni 8849 . . . . . . . . . 10  |-  ( log `  2 )  e.  CC
6059a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  ( log `  2 )  e.  CC )
61 2cn 9816 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  CC
6261a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  2  e.  CC )
633recnd 8861 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  RR+  ->  x  e.  CC )
6463adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  x  e.  CC )
6560, 62, 64mulassd 8858 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( ( log `  2
)  x.  2 )  x.  x )  =  ( ( log `  2
)  x.  ( 2  x.  x ) ) )
6658, 65breqtrrd 4049 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  ( theta `  x )  < 
( ( ( log `  2 )  x.  2 )  x.  x
) )
6720adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
x  e.  RR  /\  0  <  x ) )
68 ltdivmul2 9631 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( theta `  x )  e.  RR  /\  ( ( log `  2 )  x.  2 )  e.  RR  /\  ( x  e.  RR  /\  0  <  x ) )  -> 
( ( ( theta `  x )  /  x
)  <  ( ( log `  2 )  x.  2 )  <->  ( theta `  x )  <  (
( ( log `  2
)  x.  2 )  x.  x ) ) )
6927, 26, 67, 68syl3anc 1182 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( ( theta `  x
)  /  x )  <  ( ( log `  2 )  x.  2 )  <->  ( theta `  x )  <  (
( ( log `  2
)  x.  2 )  x.  x ) ) )
7066, 69mpbird 223 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( theta `  x )  /  x )  <  (
( log `  2
)  x.  2 ) )
7125, 26, 70ltled 8967 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  (
( theta `  x )  /  x )  <_  (
( log `  2
)  x.  2 ) )
7224, 71eqbrtrd 4043 . . . 4  |-  ( ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x )  ->  ( abs `  ( ( theta `  x )  /  x
) )  <_  (
( log `  2
)  x.  2 ) )
7372adantl 452 . . 3  |-  ( (  T.  /\  ( x  e.  RR+  /\  3  <_  x ) )  -> 
( abs `  (
( theta `  x )  /  x ) )  <_ 
( ( log `  2
)  x.  2 ) )
742, 9, 11, 17, 73elo1d 12010 . 2  |-  (  T. 
->  ( x  e.  RR+  |->  ( ( theta `  x
)  /  x ) )  e.  O ( 1 ) )
7574trud 1314 1  |-  ( x  e.  RR+  |->  ( (
theta `  x )  /  x ) )  e.  O ( 1 )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    <-> wb 176    /\ wa 358    T. wtru 1307    = wceq 1623    e. wcel 1684    C_ wss 3152   class class class wbr 4023    e. cmpt 4077   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   CCcc 8735   RRcr 8736   0cc0 8737   1c1 8738    x. cmul 8742    < clt 8867    <_ cle 8868    - cmin 9037    / cdiv 9423   2c2 9795   3c3 9796   RR+crp 10354   abscabs 11719   O (
1 )co1 11960   logclog 19912   thetaccht 20328
This theorem is referenced by:  chebbnd2  20626  chpo1ub  20629
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-rep 4131  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512  ax-inf2 7342  ax-cnex 8793  ax-resscn 8794  ax-1cn 8795  ax-icn 8796  ax-addcl 8797  ax-addrcl 8798  ax-mulcl 8799  ax-mulrcl 8800  ax-mulcom 8801  ax-addass 8802  ax-mulass 8803  ax-distr 8804  ax-i2m1 8805  ax-1ne0 8806  ax-1rid 8807  ax-rnegex 8808  ax-rrecex 8809  ax-cnre 8810  ax-pre-lttri 8811  ax-pre-lttrn 8812  ax-pre-ltadd 8813  ax-pre-mulgt0 8814  ax-pre-sup 8815  ax-addf 8816  ax-mulf 8817
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-nel 2449  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rmo 2551  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pss 3168  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-tp 3648  df-op 3649  df-uni 3828  df-int 3863  df-iun 3907  df-iin 3908  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-tr 4114  df-eprel 4305  df-id 4309  df-po 4314  df-so 4315  df-fr 4352  df-se 4353  df-we 4354  df-ord 4395  df-on 4396  df-lim 4397  df-suc 4398  df-om 4657  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-isom 5264  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-of 6078  df-1st 6122  df-2nd 6123  df-riota 6304  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-1o 6479  df-2o 6480  df-oadd 6483  df-er 6660  df-map 6774  df-pm 6775  df-ixp 6818  df-en 6864  df-dom 6865  df-sdom 6866  df-fin 6867  df-fi 7165  df-sup 7194  df-oi 7225  df-card 7572  df-cda 7794  df-pnf 8869  df-mnf 8870  df-xr 8871  df-ltxr 8872  df-le 8873  df-sub 9039  df-neg 9040  df-div 9424  df-nn 9747  df-2 9804  df-3 9805  df-4 9806  df-5 9807  df-6 9808  df-7 9809  df-8 9810  df-9 9811  df-10 9812  df-n0 9966  df-z 10025  df-dec 10125  df-uz 10231  df-q 10317  df-rp 10355  df-xneg 10452  df-xadd 10453  df-xmul 10454  df-ioo 10660  df-ioc 10661  df-ico 10662  df-icc 10663  df-fz 10783  df-fzo 10871  df-fl 10925  df-mod 10974  df-seq 11047  df-exp 11105  df-fac 11289  df-bc 11316  df-hash 11338  df-shft 11562  df-cj 11584  df-re 11585  df-im 11586  df-sqr 11720  df-abs 11721  df-limsup 11945  df-clim 11962  df-rlim 11963  df-o1 11964  df-lo1 11965  df-sum 12159  df-ef 12349  df-sin 12351  df-cos 12352  df-pi 12354  df-dvds 12532  df-gcd 12686  df-prm 12759  df-pc 12890  df-struct 13150  df-ndx 13151  df-slot 13152  df-base 13153  df-sets 13154  df-ress 13155  df-plusg 13221  df-mulr 13222  df-starv 13223  df-sca 13224  df-vsca 13225  df-tset 13227  df-ple 13228  df-ds 13230  df-hom 13232  df-cco 13233  df-rest 13327  df-topn 13328  df-topgen 13344  df-pt 13345  df-prds 13348  df-xrs 13403  df-0g 13404  df-gsum 13405  df-qtop 13410  df-imas 13411  df-xps 13413  df-mre 13488  df-mrc 13489  df-acs 13491  df-mnd 14367  df-submnd 14416  df-mulg 14492  df-cntz 14793  df-cmn 15091  df-xmet 16373  df-met 16374  df-bl 16375  df-mopn 16376  df-cnfld 16378  df-top 16636  df-bases 16638  df-topon 16639  df-topsp 16640  df-cld 16756  df-ntr 16757  df-cls 16758  df-nei 16835  df-lp 16868  df-perf 16869  df-cn 16957  df-cnp 16958  df-haus 17043  df-tx 17257  df-hmeo 17446  df-fbas 17520  df-fg 17521  df-fil 17541  df-fm 17633  df-flim 17634  df-flf 17635  df-xms 17885  df-ms 17886  df-tms 17887  df-cncf 18382  df-limc 19216  df-dv 19217  df-log 19914  df-cht 20334
  Copyright terms: Public domain W3C validator