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Theorem dchrisum0fno1 20660
Description: The sum  sum_ k  <_  x ,  F ( x )  /  sqr k is divergent (i.e. not eventually bounded). Equation 9.4.30 of [Shapiro], p. 383. (Contributed by Mario Carneiro, 5-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
rpvmasum.z  |-  Z  =  (ℤ/n `  N )
rpvmasum.l  |-  L  =  ( ZRHom `  Z
)
rpvmasum.a  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
rpvmasum2.g  |-  G  =  (DChr `  N )
rpvmasum2.d  |-  D  =  ( Base `  G
)
rpvmasum2.1  |-  .1.  =  ( 0g `  G )
dchrisum0f.f  |-  F  =  ( b  e.  NN  |->  sum_ v  e.  { q  e.  NN  |  q 
||  b }  ( X `  ( L `  v ) ) )
dchrisum0f.x  |-  ( ph  ->  X  e.  D )
dchrisum0flb.r  |-  ( ph  ->  X : ( Base `  Z ) --> RR )
dchrisum0fno1.a  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )  e.  O ( 1 ) )
Assertion
Ref Expression
dchrisum0fno1  |-  -.  ph
Distinct variable groups:    x, k,  .1.    k, F, x    k,
b, q, v, x   
k, N, q, x    ph, k, x    k, Z, x    D, k, x    L, b, k, v, x    X, b, k, v, x
Allowed substitution hints:    ph( v, q, b)    D( v, q, b)    .1. ( v, q, b)    F( v, q, b)    G( x, v, k, q, b)    L( q)    N( v, b)    X( q)    Z( v, q, b)

Proof of Theorem dchrisum0fno1
Dummy variables  m  i are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 logno1 19983 . 2  |-  -.  (
x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) )  e.  O ( 1 )
2 relogcl 19932 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( log `  x )  e.  RR )
32adantl 452 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( log `  x )  e.  RR )
43recnd 8861 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( log `  x )  e.  CC )
5 2cn 9816 . . . . . 6  |-  2  e.  CC
65a1i 10 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  2  e.  CC )
7 2ne0 9829 . . . . . 6  |-  2  =/=  0
87a1i 10 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  2  =/=  0 )
94, 6, 8divcan2d 9538 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( 2  x.  ( ( log `  x )  /  2
) )  =  ( log `  x ) )
109mpteq2dva 4106 . . 3  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( 2  x.  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) ) )
113rehalfcld 9958 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( log `  x )  / 
2 )  e.  RR )
1211recnd 8861 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( log `  x )  / 
2 )  e.  CC )
13 rpssre 10364 . . . . . 6  |-  RR+  C_  RR
14 o1const 12093 . . . . . 6  |-  ( (
RR+  C_  RR  /\  2  e.  CC )  ->  (
x  e.  RR+  |->  2 )  e.  O ( 1 ) )
1513, 5, 14mp2an 653 . . . . 5  |-  ( x  e.  RR+  |->  2 )  e.  O ( 1 )
1615a1i 10 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  2 )  e.  O
( 1 ) )
17 1re 8837 . . . . . 6  |-  1  e.  RR
1817a1i 10 . . . . 5  |-  ( ph  ->  1  e.  RR )
19 dchrisum0fno1.a . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )  e.  O ( 1 ) )
20 sumex 12160 . . . . . 6  |-  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) )  e.  _V
2120a1i 10 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR+ )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) )  e.  _V )
2211adantrr 697 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  e.  RR )
232ad2antrl 708 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  x
)  e.  RR )
24 log1 19939 . . . . . . . . 9  |-  ( log `  1 )  =  0
25 simprr 733 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
1  <_  x )
26 1rp 10358 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  RR+
27 simprl 732 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  x  e.  RR+ )
28 logleb 19957 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 1  e.  RR+  /\  x  e.  RR+ )  ->  (
1  <_  x  <->  ( log `  1 )  <_  ( log `  x ) ) )
2926, 27, 28sylancr 644 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( 1  <_  x  <->  ( log `  1 )  <_  ( log `  x
) ) )
3025, 29mpbid 201 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  1
)  <_  ( log `  x ) )
3124, 30syl5eqbrr 4057 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
0  <_  ( log `  x ) )
32 2re 9815 . . . . . . . . 9  |-  2  e.  RR
3332a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
2  e.  RR )
34 2pos 9828 . . . . . . . . 9  |-  0  <  2
3534a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
0  <  2 )
36 divge0 9625 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( log `  x
)  e.  RR  /\  0  <_  ( log `  x
) )  /\  (
2  e.  RR  /\  0  <  2 ) )  ->  0  <_  (
( log `  x
)  /  2 ) )
3723, 31, 33, 35, 36syl22anc 1183 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
0  <_  ( ( log `  x )  / 
2 ) )
3822, 37absidd 11905 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( abs `  (
( log `  x
)  /  2 ) )  =  ( ( log `  x )  /  2 ) )
39 fzfid 11035 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( 1 ... ( |_ `  x ) )  e.  Fin )
40 rpvmasum.z . . . . . . . . . . . 12  |-  Z  =  (ℤ/n `  N )
41 rpvmasum.l . . . . . . . . . . . 12  |-  L  =  ( ZRHom `  Z
)
42 rpvmasum.a . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
43 rpvmasum2.g . . . . . . . . . . . 12  |-  G  =  (DChr `  N )
44 rpvmasum2.d . . . . . . . . . . . 12  |-  D  =  ( Base `  G
)
45 rpvmasum2.1 . . . . . . . . . . . 12  |-  .1.  =  ( 0g `  G )
46 dchrisum0f.f . . . . . . . . . . . 12  |-  F  =  ( b  e.  NN  |->  sum_ v  e.  { q  e.  NN  |  q 
||  b }  ( X `  ( L `  v ) ) )
47 dchrisum0f.x . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  X  e.  D )
48 dchrisum0flb.r . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  X : ( Base `  Z ) --> RR )
4940, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48dchrisum0ff 20656 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  F : NN --> RR )
5049adantr 451 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  F : NN --> RR )
51 elfznn 10819 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  k  e.  NN )
52 ffvelrn 5663 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F : NN --> RR  /\  k  e.  NN )  ->  ( F `  k
)  e.  RR )
5350, 51, 52syl2an 463 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( F `  k )  e.  RR )
5451adantl 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  e.  NN )
5554nnrpd 10389 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  e.  RR+ )
5655rpsqrcld 11894 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( sqr `  k
)  e.  RR+ )
5753, 56rerpdivcld 10417 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( ( F `
 k )  / 
( sqr `  k
) )  e.  RR )
5839, 57fsumrecl 12207 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) )  e.  RR )
5958recnd 8861 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) )  e.  CC )
6059abscld 11918 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( abs `  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )  e.  RR )
61 fzfid 11035 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  e. 
Fin )
62 elfznn 10819 . . . . . . . . . . 11  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  i  e.  NN )
6362adantl 452 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
i  e.  NN )
6463nnrecred 9791 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( 1  /  i
)  e.  RR )
6561, 64fsumrecl 12207 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  i )  e.  RR )
66 logsqr 20051 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( log `  ( sqr `  x
) )  =  ( ( log `  x
)  /  2 ) )
6766ad2antrl 708 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  ( sqr `  x ) )  =  ( ( log `  x )  /  2
) )
68 rpsqrcl 11750 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( sqr `  x )  e.  RR+ )
6968ad2antrl 708 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( sqr `  x
)  e.  RR+ )
70 harmoniclbnd 20302 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( sqr `  x )  e.  RR+  ->  ( log `  ( sqr `  x
) )  <_  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
7169, 70syl 15 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( log `  ( sqr `  x ) )  <_  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
7267, 71eqbrtrrd 4045 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  <_  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
73 eqid 2283 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) )  =  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )
74 ovex 5883 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( m ^ 2 )  e. 
_V
7573, 74elrnmpti 4930 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) )  <->  E. m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) k  =  ( m ^
2 ) )
76 elfznn 10819 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  m  e.  NN )
7776adantl 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  m  e.  NN )
7877nnrpd 10389 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  m  e.  RR+ )
7978rprege0d 10397 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m  e.  RR  /\  0  <_  m )
)
80 sqrsq 11755 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( m  e.  RR  /\  0  <_  m )  -> 
( sqr `  (
m ^ 2 ) )  =  m )
8179, 80syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  (
m ^ 2 ) )  =  m )
8281, 77eqeltrd 2357 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  (
m ^ 2 ) )  e.  NN )
83 fveq2 5525 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( k  =  ( m ^
2 )  ->  ( sqr `  k )  =  ( sqr `  (
m ^ 2 ) ) )
8483eleq1d 2349 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( k  =  ( m ^
2 )  ->  (
( sqr `  k
)  e.  NN  <->  ( sqr `  ( m ^ 2 ) )  e.  NN ) )
8582, 84syl5ibrcom 213 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( k  =  ( m ^ 2 )  ->  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )
8685rexlimdva 2667 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( E. m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) k  =  ( m ^
2 )  ->  ( sqr `  k )  e.  NN ) )
8775, 86syl5bi 208 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( k  e.  ran  ( m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )  ->  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )
8887imp 418 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  ( sqr `  k
)  e.  NN )
89 iftrue 3571 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( sqr `  k )  e.  NN  ->  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  =  1 )
9088, 89syl 15 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  =  1 )
9190oveq1d 5873 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  =  ( 1  /  ( sqr `  k ) ) )
9291sumeq2dv 12176 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ran  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  / 
( sqr `  k
) )  =  sum_ k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) ( 1  /  ( sqr `  k ) ) )
93 fveq2 5525 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  ( i ^
2 )  ->  ( sqr `  k )  =  ( sqr `  (
i ^ 2 ) ) )
9493oveq2d 5874 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  ( i ^
2 )  ->  (
1  /  ( sqr `  k ) )  =  ( 1  /  ( sqr `  ( i ^
2 ) ) ) )
9577nnsqcld 11265 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  NN )
9669rpred 10390 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( sqr `  x
)  e.  RR )
97 fznnfl 10966 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( sqr `  x )  e.  RR  ->  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  <->  ( m  e.  NN  /\  m  <_ 
( sqr `  x
) ) ) )
9896, 97syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  <->  ( m  e.  NN  /\  m  <_ 
( sqr `  x
) ) ) )
9998simplbda 607 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  m  <_  ( sqr `  x
) )
10069adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  x
)  e.  RR+ )
101100rprege0d 10397 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( sqr `  x
)  e.  RR  /\  0  <_  ( sqr `  x
) ) )
102 le2sq 11178 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( m  e.  RR  /\  0  <_  m )  /\  ( ( sqr `  x
)  e.  RR  /\  0  <_  ( sqr `  x
) ) )  -> 
( m  <_  ( sqr `  x )  <->  ( m ^ 2 )  <_ 
( ( sqr `  x
) ^ 2 ) ) )
10379, 101, 102syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m  <_  ( sqr `  x )  <->  ( m ^ 2 )  <_ 
( ( sqr `  x
) ^ 2 ) ) )
10499, 103mpbid 201 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  <_  ( ( sqr `  x ) ^
2 ) )
10527rpred 10390 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  x  e.  RR )
106105adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  x  e.  RR )
107106recnd 8861 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  ->  x  e.  CC )
108107sqsqrd 11921 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( sqr `  x
) ^ 2 )  =  x )
109104, 108breqtrd 4047 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  <_  x )
110 fznnfl 10966 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  e.  RR  ->  (
( m ^ 2 )  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  <->  ( (
m ^ 2 )  e.  NN  /\  (
m ^ 2 )  <_  x ) ) )
111106, 110syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( m ^
2 )  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  <-> 
( ( m ^
2 )  e.  NN  /\  ( m ^ 2 )  <_  x )
) )
11295, 109, 111mpbir2and 888 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
113112ex 423 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  -> 
( m ^ 2 )  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ) )
11476nnrpd 10389 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  m  e.  RR+ )
115114rprege0d 10397 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  ( m  e.  RR  /\  0  <_  m ) )
11662nnrpd 10389 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  i  e.  RR+ )
117116rprege0d 10397 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  ( i  e.  RR  /\  0  <_ 
i ) )
118 sq11 11176 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( m  e.  RR  /\  0  <_  m )  /\  ( i  e.  RR  /\  0  <_  i )
)  ->  ( (
m ^ 2 )  =  ( i ^
2 )  <->  m  =  i ) )
119115, 117, 118syl2an 463 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) ) )  ->  ( ( m ^ 2 )  =  ( i ^ 2 )  <->  m  =  i
) )
120119a1i 10 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( m ^
2 )  =  ( i ^ 2 )  <-> 
m  =  i ) ) )
121113, 120dom2lem 6901 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-> ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
122 f1f1orn 5483 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-> ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-onto-> ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )
123121, 122syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-onto-> ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )
124 oveq1 5865 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  i  ->  (
m ^ 2 )  =  ( i ^
2 ) )
125124, 73, 74fvmpt3i 5605 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  ->  ( (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) `
 i )  =  ( i ^ 2 ) )
126125adantl 452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) `  i )  =  ( i ^
2 ) )
127 f1f 5437 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) -1-1-> ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) --> ( 1 ... ( |_ `  x
) ) )
128 frn 5395 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) : ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) --> ( 1 ... ( |_ `  x
) )  ->  ran  ( m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) 
C_  ( 1 ... ( |_ `  x
) ) )
129121, 127, 1283syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )  C_  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
130129sselda 3180 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) )
131 0re 8838 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  0  e.  RR
13217, 131keepel 3622 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  e.  RR
133 rerpdivcl 10381 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  e.  RR  /\  ( sqr `  k )  e.  RR+ )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  e.  RR )
134132, 56, 133sylancr 644 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  e.  RR )
135134recnd 8861 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  e.  CC )
136130, 135syldan 456 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  e.  CC )
13791, 136eqeltrrd 2358 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )  ->  ( 1  / 
( sqr `  k
) )  e.  CC )
13894, 61, 123, 126, 137fsumf1o 12196 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ran  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ( 1  /  ( sqr `  k ) )  =  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  ( sqr `  ( i ^ 2 ) ) ) )
13992, 138eqtrd 2315 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ran  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  / 
( sqr `  k
) )  =  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  ( sqr `  (
i ^ 2 ) ) ) )
140 eldif 3162 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  ( ( 1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )  <->  ( k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  /\  -.  k  e. 
ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )
14151ad2antrl 708 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  NN )
142141nncnd 9762 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  CC )
143142sqsqrd 11921 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( ( sqr `  k ) ^
2 )  =  k )
144 simprr 733 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  k )  e.  NN )
145 fznnfl 10966 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( x  e.  RR  ->  (
k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) )  <->  ( k  e.  NN  /\  k  <_  x ) ) )
146105, 145syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  <-> 
( k  e.  NN  /\  k  <_  x )
) )
147146simplbda 607 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  k  <_  x
)
148147adantrr 697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  <_  x )
149141nnrpd 10389 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  RR+ )
150149rprege0d 10397 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( k  e.  RR  /\  0  <_ 
k ) )
15127adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  x  e.  RR+ )
152151rprege0d 10397 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( x  e.  RR  /\  0  <_  x ) )
153 sqrle 11746 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( k  e.  RR  /\  0  <_  k )  /\  ( x  e.  RR  /\  0  <_  x )
)  ->  ( k  <_  x  <->  ( sqr `  k
)  <_  ( sqr `  x ) ) )
154150, 152, 153syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( k  <_  x  <->  ( sqr `  k
)  <_  ( sqr `  x ) ) )
155148, 154mpbid 201 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  k )  <_  ( sqr `  x ) )
15669adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  x )  e.  RR+ )
157156rpred 10390 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  x )  e.  RR )
158 fznnfl 10966 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( sqr `  x )  e.  RR  ->  (
( sqr `  k
)  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  <->  ( ( sqr `  k )  e.  NN  /\  ( sqr `  k )  <_  ( sqr `  x ) ) ) )
159157, 158syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( ( sqr `  k )  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  <->  ( ( sqr `  k )  e.  NN  /\  ( sqr `  k )  <_  ( sqr `  x ) ) ) )
160144, 155, 159mpbir2and 888 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( sqr `  k )  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) )
161143, 141eqeltrd 2357 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( ( sqr `  k ) ^
2 )  e.  NN )
162 oveq1 5865 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( m  =  ( sqr `  k
)  ->  ( m ^ 2 )  =  ( ( sqr `  k
) ^ 2 ) )
16373, 162elrnmpt1s 4927 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( sqr `  k
)  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  /\  (
( sqr `  k
) ^ 2 )  e.  NN )  -> 
( ( sqr `  k
) ^ 2 )  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^
2 ) ) )
164160, 161, 163syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  ( ( sqr `  k ) ^
2 )  e.  ran  ( m  e.  (
1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )
165143, 164eqeltrrd 2358 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  ( sqr `  k
)  e.  NN ) )  ->  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )
166165expr 598 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( ( sqr `  k )  e.  NN  ->  k  e.  ran  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )
167166con3d 125 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( -.  k  e.  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) )  ->  -.  ( sqr `  k )  e.  NN ) )
168167impr 602 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  ( k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) )  /\  -.  k  e. 
ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  ->  -.  ( sqr `  k
)  e.  NN )
169140, 168sylan2b 461 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  ->  -.  ( sqr `  k
)  e.  NN )
170 iffalse 3572 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( -.  ( sqr `  k
)  e.  NN  ->  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  =  0 )
171169, 170syl 15 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  ->  if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  =  0 )
172171oveq1d 5873 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  / 
( sqr `  k
) )  =  ( 0  /  ( sqr `  k ) ) )
173 eldifi 3298 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( k  e.  ( ( 1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) )  ->  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )
174173, 56sylan2 460 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( sqr `  k
)  e.  RR+ )
175174rpcnne0d 10399 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( ( sqr `  k
)  e.  CC  /\  ( sqr `  k )  =/=  0 ) )
176 div0 9452 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( sqr `  k
)  e.  CC  /\  ( sqr `  k )  =/=  0 )  -> 
( 0  /  ( sqr `  k ) )  =  0 )
177175, 176syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( 0  /  ( sqr `  k ) )  =  0 )
178172, 177eqtrd 2315 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( (
1 ... ( |_ `  x ) )  \  ran  ( m  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ) )  -> 
( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  / 
( sqr `  k
) )  =  0 )
179129, 136, 178, 39fsumss 12198 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ran  (
m  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) )  |->  ( m ^ 2 ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  / 
( sqr `  k
) )  =  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  /  ( sqr `  k ) ) )
18063nnrpd 10389 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
i  e.  RR+ )
181180rprege0d 10397 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( i  e.  RR  /\  0  <_  i )
)
182 sqrsq 11755 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( i  e.  RR  /\  0  <_  i )  -> 
( sqr `  (
i ^ 2 ) )  =  i )
183181, 182syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( sqr `  (
i ^ 2 ) )  =  i )
184183oveq2d 5874 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) )  -> 
( 1  /  ( sqr `  ( i ^
2 ) ) )  =  ( 1  / 
i ) )
185184sumeq2dv 12176 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  ( sqr `  (
i ^ 2 ) ) )  =  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  i ) )
186139, 179, 1853eqtr3d 2323 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  /  ( sqr `  k ) )  = 
sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_
`  ( sqr `  x
) ) ) ( 1  /  i ) )
187132a1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  e.  RR )
18842ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  N  e.  NN )
18947ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  X  e.  D
)
19048ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  X : (
Base `  Z ) --> RR )
19140, 41, 188, 43, 44, 45, 46, 189, 190, 54dchrisum0flb 20659 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  <_ 
( F `  k
) )
192187, 53, 56, 191lediv1dd 10444 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  /\  k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) )  ->  ( if ( ( sqr `  k
)  e.  NN , 
1 ,  0 )  /  ( sqr `  k
) )  <_  (
( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )
19339, 134, 57, 192fsumle 12257 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( if ( ( sqr `  k )  e.  NN ,  1 ,  0 )  /  ( sqr `  k ) )  <_  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )
194186, 193eqbrtrrd 4045 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... ( |_ `  ( sqr `  x ) ) ) ( 1  /  i )  <_  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) )
19522, 65, 58, 72, 194letrd 8973 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  <_  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) ) )
19658leabsd 11897 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  ->  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) )  <_ 
( abs `  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) ) )
19722, 58, 60, 195, 196letrd 8973 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( ( log `  x
)  /  2 )  <_  ( abs `  sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_ `  x ) ) ( ( F `  k
)  /  ( sqr `  k ) ) ) )
19838, 197eqbrtrd 4043 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  RR+  /\  1  <_  x ) )  -> 
( abs `  (
( log `  x
)  /  2 ) )  <_  ( abs ` 
sum_ k  e.  ( 1 ... ( |_
`  x ) ) ( ( F `  k )  /  ( sqr `  k ) ) ) )
19918, 19, 21, 12, 198o1le 12126 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( ( log `  x
)  /  2 ) )  e.  O ( 1 ) )
2006, 12, 16, 199o1mul2 12098 . . 3  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( 2  x.  (
( log `  x
)  /  2 ) ) )  e.  O
( 1 ) )
20110, 200eqeltrrd 2358 . 2  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) )  e.  O ( 1 ) )
2021, 201mto 167 1  |-  -.  ph
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358    = wceq 1623    e. wcel 1684    =/= wne 2446   E.wrex 2544   {crab 2547   _Vcvv 2788    \ cdif 3149    C_ wss 3152   ifcif 3565   class class class wbr 4023    e. cmpt 4077   ran crn 4690   -->wf 5251   -1-1->wf1 5252   -1-1-onto->wf1o 5254   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   CCcc 8735   RRcr 8736   0cc0 8737   1c1 8738    x. cmul 8742    < clt 8867    <_ cle 8868    / cdiv 9423   NNcn 9746   2c2 9795   RR+crp 10354   ...cfz 10782   |_cfl 10924   ^cexp 11104   sqrcsqr 11718   abscabs 11719   O (
1 )co1 11960   sum_csu 12158    || cdivides 12531   Basecbs 13148   0gc0g 13400   ZRHomczrh 16451  ℤ/nczn 16454   logclog 19912  DChrcdchr 20471
This theorem is referenced by:  dchrisum0  20669
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-fal 1311  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-disj 3994  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-tpos 6234  df-riota 6304  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-1o 6479  df-2o 6480  df-oadd 6483  df-omul 6484  df-er 6660  df-ec 6662  df-qs 6666  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-acn 7575  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-e 12350  df-sin 12351  df-cos 12352  df-pi 12354  df-dvds 12532  df-gcd 12686  df-prm 12759  df-numer 12806  df-denom 12807  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-divs 13412  df-xps 13413  df-mre 13488  df-mrc 13489  df-acs 13491  df-mnd 14367  df-mhm 14415  df-submnd 14416  df-grp 14489  df-minusg 14490  df-sbg 14491  df-mulg 14492  df-subg 14618  df-nsg 14619  df-eqg 14620  df-ghm 14681  df-cntz 14793  df-od 14844  df-cmn 15091  df-abl 15092  df-mgp 15326  df-rng 15340  df-cring 15341  df-ur 15342  df-oppr 15405  df-dvdsr 15423  df-unit 15424  df-invr 15454  df-dvr 15465  df-rnghom 15496  df-drng 15514  df-subrg 15543  df-lmod 15629  df-lss 15690  df-lsp 15729  df-sra 15925  df-rgmod 15926  df-lidl 15927  df-rsp 15928  df-2idl 15984  df-xmet 16373  df-met 16374  df-bl 16375  df-mopn 16376  df-cnfld 16378  df-zrh 16455  df-zn 16458  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-cxp 19915  df-em 20287  df-dchr 20472
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