ostth2lem3 - Metamath Proof Explorer

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Theorem ostth2lem3 25324

Description: Lemma for ostth2 25326. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Sep-2014.)

**Hypotheses**
Ref	Expression
qrng.q	⊢ 𝑄 = (ℂ_fld ↾_s ℚ)
qabsabv.a	⊢ 𝐴 = (AbsVal‘𝑄)
padic.j	⊢ 𝐽 = (𝑞 ∈ ℙ ↦ (𝑥 ∈ ℚ ↦ if(𝑥 = 0, 0, (𝑞↑-(𝑞 pCnt 𝑥)))))
ostth.k	⊢ 𝐾 = (𝑥 ∈ ℚ ↦ if(𝑥 = 0, 0, 1))
ostth.1	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐴)
ostth2.2	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ_≥‘2))
ostth2.3	⊢ (𝜑 → 1 < (𝐹‘𝑁))
ostth2.4	⊢ 𝑅 = ((log‘(𝐹‘𝑁)) / (log‘𝑁))
ostth2.5	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ_≥‘2))
ostth2.6	⊢ 𝑆 = ((log‘(𝐹‘𝑀)) / (log‘𝑀))
ostth2.7	⊢ 𝑇 = if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀))
ostth2.8	⊢ 𝑈 = ((log‘𝑁) / (log‘𝑀))

**Assertion**
Ref	Expression
ostth2lem3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝐹‘𝑁) / (𝑇↑_𝑐𝑈))↑𝑋) ≤ (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))

Distinct variable groups: 𝑥,𝑀 𝑥,𝑞,𝜑 𝑥,𝑇 𝑥,𝑈 𝑥,𝑋 𝐴,𝑞,𝑥 𝑥,𝑁 𝑥,𝑄 𝐹,𝑞 𝑅,𝑞 𝑥,𝐹 Allowed substitution hints: 𝑄(𝑞) 𝑅(𝑥) 𝑆(𝑥,𝑞) 𝑇(𝑞) 𝑈(𝑞) 𝐽(𝑥,𝑞) 𝐾(𝑥,𝑞) 𝑀(𝑞) 𝑁(𝑞) 𝑋(𝑞)

**Proof of Theorem ostth2lem3**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		ostth.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐴)
2		ostth2.2	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ_≥‘2))
3		eluz2b2 11761	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ_≥‘2) ↔ (𝑁 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑁))
4	2, 3	sylib 208	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑁))
5	4	simpld 475	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6		nnq 11801	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℚ)
7	5, 6	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℚ)
8		qabsabv.a	. . . . . . 7 ⊢ 𝐴 = (AbsVal‘𝑄)
9		qrng.q	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑄 = (ℂ_fld ↾_s ℚ)
10	9	qrngbas 25308	. . . . . . 7 ⊢ ℚ = (Base‘𝑄)
11	8, 10	abvcl 18824	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝑁 ∈ ℚ) → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ)
12	1, 7, 11	syl2anc 693	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ)
13	12	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ)
14	13	recnd 10068	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑁) ∈ ℂ)
15		ostth2.7	. . . . . . 7 ⊢ 𝑇 = if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀))
16		1re 10039	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℝ
17		ostth2.5	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ_≥‘2))
18		eluz2b2 11761	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑀 ∈ (ℤ_≥‘2) ↔ (𝑀 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑀))
19	17, 18	sylib 208	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑀))
20	19	simpld 475	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
21		nnq 11801	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℚ)
22	20, 21	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℚ)
23	8, 10	abvcl 18824	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝑀 ∈ ℚ) → (𝐹‘𝑀) ∈ ℝ)
24	1, 22, 23	syl2anc 693	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑀) ∈ ℝ)
25		ifcl 4130	. . . . . . . 8 ⊢ ((1 ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑀) ∈ ℝ) → if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀)) ∈ ℝ)
26	16, 24, 25	sylancr 695	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀)) ∈ ℝ)
27	15, 26	syl5eqel 2705	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ ℝ)
28	27	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑇 ∈ ℝ)
29		0red 10041	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
30		1red 10055	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
31		0lt1 10550	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 < 1
32	31	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 0 < 1)
33		max2 12018	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐹‘𝑀) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → 1 ≤ if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀)))
34	24, 30, 33	syl2anc 693	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ if((𝐹‘𝑀) ≤ 1, 1, (𝐹‘𝑀)))
35	34, 15	syl6breqr 4695	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ 𝑇)
36	29, 30, 27, 32, 35	ltletrd 10197	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 0 < 𝑇)
37	36	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < 𝑇)
38	28, 37	elrpd 11869	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑇 ∈ ℝ⁺)
39	38	rpge0d 11876	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝑇)
40		ostth2.8	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑈 = ((log‘𝑁) / (log‘𝑀))
41	5	nnred 11035	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
42	4	simprd 479	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 1 < 𝑁)
43	41, 42	rplogcld 24375	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℝ⁺)
44	20	nnred 11035	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
45	19	simprd 479	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 1 < 𝑀)
46	44, 45	rplogcld 24375	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑀) ∈ ℝ⁺)
47	43, 46	rpdivcld 11889	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((log‘𝑁) / (log‘𝑀)) ∈ ℝ⁺)
48	40, 47	syl5eqel 2705	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ⁺)
49	48	rpred 11872	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ)
50	49	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑈 ∈ ℝ)
51	28, 39, 50	recxpcld 24469	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐𝑈) ∈ ℝ)
52	51	recnd 10068	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐𝑈) ∈ ℂ)
53	38, 50	rpcxpcld 24476	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐𝑈) ∈ ℝ⁺)
54	53	rpne0d 11877	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐𝑈) ≠ 0)
55		nnnn0 11299	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ → 𝑋 ∈ ℕ₀)
56	55	adantl 482	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ℕ₀)
57	14, 52, 54, 56	expdivd 13022	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝐹‘𝑁) / (𝑇↑_𝑐𝑈))↑𝑋) = (((𝐹‘𝑁)↑𝑋) / ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋)))
58		reexpcl 12877	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹‘𝑁) ∈ ℝ ∧ 𝑋 ∈ ℕ₀) → ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ∈ ℝ)
59	12, 55, 58	syl2an 494	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ∈ ℝ)
60	20	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℕ)
61	60	nnred 11035	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℝ)
62		nnre 11027	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ → 𝑋 ∈ ℝ)
63	62	adantl 482	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ℝ)
64	63, 50	remulcld 10070	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · 𝑈) ∈ ℝ)
65	56	nn0ge0d 11354	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝑋)
66	48	rpge0d 11876	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝑈)
67	66	adantr 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝑈)
68	63, 50, 65, 67	mulge0d 10604	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 ≤ (𝑋 · 𝑈))
69		flge0nn0 12621	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 · 𝑈) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝑋 · 𝑈)) → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ∈ ℕ₀)
70	64, 68, 69	syl2anc 693	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ∈ ℕ₀)
71		peano2nn0 11333	. . . . . . . . 9 ⊢ ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ∈ ℕ₀ → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℕ₀)
72	70, 71	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℕ₀)
73	72	nn0red 11352	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℝ)
74	61, 73	remulcld 10070	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℝ)
75	28, 72	reexpcld 13025	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℝ)
76	74, 75	remulcld 10070	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ∈ ℝ)
77		peano2re 10209	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑈 ∈ ℝ → (𝑈 + 1) ∈ ℝ)
78	50, 77	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑈 + 1) ∈ ℝ)
79	63, 78	remulcld 10070	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (𝑈 + 1)) ∈ ℝ)
80	61, 79	remulcld 10070	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ∈ ℝ)
81	51, 56	reexpcld 13025	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) ∈ ℝ)
82	81, 28	remulcld 10070	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇) ∈ ℝ)
83	80, 82	remulcld 10070	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)) ∈ ℝ)
84	1	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝐹 ∈ 𝐴)
85	7	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℚ)
86	9, 8	qabvexp 25315	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝑋 ∈ ℕ₀) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) = ((𝐹‘𝑁)↑𝑋))
87	84, 85, 56, 86	syl3anc 1326	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) = ((𝐹‘𝑁)↑𝑋))
88	63	recnd 10068	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ℂ)
89	43	rpred 11872	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℝ)
90	89	recnd 10068	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑁) ∈ ℂ)
91	90	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑁) ∈ ℂ)
92	46	rpred 11872	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑀) ∈ ℝ)
93	92	recnd 10068	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (log‘𝑀) ∈ ℂ)
94	93	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑀) ∈ ℂ)
95	46	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑀) ∈ ℝ⁺)
96	95	rpne0d 11877	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑀) ≠ 0)
97	88, 91, 94, 96	divassd 10836	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · (log‘𝑁)) / (log‘𝑀)) = (𝑋 · ((log‘𝑁) / (log‘𝑀))))
98	40	oveq2i 6661	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑋 · 𝑈) = (𝑋 · ((log‘𝑁) / (log‘𝑀)))
99	97, 98	syl6eqr 2674	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · (log‘𝑁)) / (log‘𝑀)) = (𝑋 · 𝑈))
100	99	oveq1d 6665	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝑋 · (log‘𝑁)) / (log‘𝑀)) · (log‘𝑀)) = ((𝑋 · 𝑈) · (log‘𝑀)))
101	88, 91	mulcld 10060	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (log‘𝑁)) ∈ ℂ)
102	101, 94, 96	divcan1d 10802	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝑋 · (log‘𝑁)) / (log‘𝑀)) · (log‘𝑀)) = (𝑋 · (log‘𝑁)))
103	100, 102	eqtr3d 2658	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) · (log‘𝑀)) = (𝑋 · (log‘𝑁)))
104		flltp1 12601	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑋 · 𝑈) ∈ ℝ → (𝑋 · 𝑈) < ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))
105	64, 104	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · 𝑈) < ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))
106	64, 73, 95, 105	ltmul1dd 11927	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) · (log‘𝑀)) < (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)))
107	103, 106	eqbrtrrd 4677	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (log‘𝑁)) < (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)))
108	89	adantr 481	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑁) ∈ ℝ)
109	63, 108	remulcld 10070	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ)
110	92	adantr 481	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (log‘𝑀) ∈ ℝ)
111	73, 110	remulcld 10070	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)) ∈ ℝ)
112		eflt 14847	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 · (log‘𝑁)) ∈ ℝ ∧ (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)) ∈ ℝ) → ((𝑋 · (log‘𝑁)) < (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)) ↔ (exp‘(𝑋 · (log‘𝑁))) < (exp‘(((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)))))
113	109, 111, 112	syl2anc 693	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · (log‘𝑁)) < (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)) ↔ (exp‘(𝑋 · (log‘𝑁))) < (exp‘(((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀)))))
114	107, 113	mpbid 222	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (exp‘(𝑋 · (log‘𝑁))) < (exp‘(((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀))))
115	5	nnrpd 11870	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ⁺)
116		nnz 11399	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ → 𝑋 ∈ ℤ)
117		reexplog 24341	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ⁺ ∧ 𝑋 ∈ ℤ) → (𝑁↑𝑋) = (exp‘(𝑋 · (log‘𝑁))))
118	115, 116, 117	syl2an 494	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) = (exp‘(𝑋 · (log‘𝑁))))
119	60	nnrpd 11870	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℝ⁺)
120	72	nn0zd 11480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℤ)
121		reexplog 24341	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ⁺ ∧ ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℤ) → (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) = (exp‘(((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀))))
122	119, 120, 121	syl2anc 693	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) = (exp‘(((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) · (log‘𝑀))))
123	114, 118, 122	3brtr4d 4685	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) < (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))
124		nnexpcl 12873	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℕ₀) → (𝑁↑𝑋) ∈ ℕ)
125	5, 55, 124	syl2an 494	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) ∈ ℕ)
126	60, 72	nnexpcld 13030	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℕ)
127		nnltlem1 11444	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁↑𝑋) ∈ ℕ ∧ (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℕ) → ((𝑁↑𝑋) < (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ↔ (𝑁↑𝑋) ≤ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)))
128	125, 126, 127	syl2anc 693	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑁↑𝑋) < (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ↔ (𝑁↑𝑋) ≤ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)))
129	123, 128	mpbid 222	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) ≤ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1))
130	125	nnnn0d 11351	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) ∈ ℕ₀)
131		nn0uz 11722	. . . . . . . . . 10 ⊢ ℕ₀ = (ℤ_≥‘0)
132	130, 131	syl6eleq 2711	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) ∈ (ℤ_≥‘0))
133	126	nnzd 11481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℤ)
134		peano2zm 11420	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℤ → ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1) ∈ ℤ)
135	133, 134	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1) ∈ ℤ)
136		elfz5 12334	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁↑𝑋) ∈ (ℤ_≥‘0) ∧ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1) ∈ ℤ) → ((𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)) ↔ (𝑁↑𝑋) ≤ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)))
137	132, 135, 136	syl2anc 693	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)) ↔ (𝑁↑𝑋) ≤ ((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)))
138	129, 137	mpbird 247	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)))
139		padic.j	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐽 = (𝑞 ∈ ℙ ↦ (𝑥 ∈ ℚ ↦ if(𝑥 = 0, 0, (𝑞↑-(𝑞 pCnt 𝑥)))))
140		ostth.k	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐾 = (𝑥 ∈ ℚ ↦ if(𝑥 = 0, 0, 1))
141		ostth2.3	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 1 < (𝐹‘𝑁))
142		ostth2.4	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑅 = ((log‘(𝐹‘𝑁)) / (log‘𝑁))
143		ostth2.6	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑆 = ((log‘(𝐹‘𝑀)) / (log‘𝑀))
144	9, 8, 139, 140, 1, 2, 141, 142, 17, 143, 15	ostth2lem2 25323	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℕ₀ ∧ (𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1))) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) ≤ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))))
145	144	3expia 1267	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℕ₀) → ((𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) ≤ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))))
146	72, 145	syldan 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑁↑𝑋) ∈ (0...((𝑀↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) − 1)) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) ≤ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))))
147	138, 146	mpd 15	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑁↑𝑋)) ≤ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))))
148	87, 147	eqbrtrrd 4677	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ≤ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))))
149	80, 75	remulcld 10070	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ∈ ℝ)
150		peano2re 10209	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑋 · 𝑈) ∈ ℝ → ((𝑋 · 𝑈) + 1) ∈ ℝ)
151	64, 150	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) + 1) ∈ ℝ)
152	70	nn0red 11352	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ∈ ℝ)
153		1red 10055	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 1 ∈ ℝ)
154		flle 12600	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑋 · 𝑈) ∈ ℝ → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ≤ (𝑋 · 𝑈))
155	64, 154	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ≤ (𝑋 · 𝑈))
156	152, 64, 153, 155	leadd1dd 10641	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ≤ ((𝑋 · 𝑈) + 1))
157		nnge1 11046	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝑋)
158	157	adantl 482	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 1 ≤ 𝑋)
159	153, 63, 64, 158	leadd2dd 10642	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) + 1) ≤ ((𝑋 · 𝑈) + 𝑋))
160	50	recnd 10068	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑈 ∈ ℂ)
161	153	recnd 10068	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 1 ∈ ℂ)
162	88, 160, 161	adddid 10064	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (𝑈 + 1)) = ((𝑋 · 𝑈) + (𝑋 · 1)))
163	88	mulid1d 10057	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · 1) = 𝑋)
164	163	oveq2d 6666	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) + (𝑋 · 1)) = ((𝑋 · 𝑈) + 𝑋))
165	162, 164	eqtrd 2656	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (𝑈 + 1)) = ((𝑋 · 𝑈) + 𝑋))
166	159, 165	breqtrrd 4681	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑋 · 𝑈) + 1) ≤ (𝑋 · (𝑈 + 1)))
167	73, 151, 79, 156, 166	letrd 10194	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ≤ (𝑋 · (𝑈 + 1)))
168	60	nngt0d 11064	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < 𝑀)
169		lemul2 10876	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℝ ∧ (𝑋 · (𝑈 + 1)) ∈ ℝ ∧ (𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑀)) → (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ≤ (𝑋 · (𝑈 + 1)) ↔ (𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1)))))
170	73, 79, 61, 168, 169	syl112anc 1330	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ≤ (𝑋 · (𝑈 + 1)) ↔ (𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1)))))
171	167, 170	mpbid 222	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))))
172		expgt0 12893	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑇 ∈ ℝ ∧ ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1) ∈ ℤ ∧ 0 < 𝑇) → 0 < (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))
173	28, 120, 37, 172	syl3anc 1326	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))
174		lemul1 10875	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℝ ∧ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ∈ ℝ ∧ ((𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))) → ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ↔ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))))
175	74, 80, 75, 173, 174	syl112anc 1330	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ↔ ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)))))
176	171, 175	mpbid 222	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))))
177	28	recnd 10068	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑇 ∈ ℂ)
178	177, 70	expp1d 13009	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) = ((𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) · 𝑇))
179	35	adantr 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 1 ≤ 𝑇)
180		remulcl 10021	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑈 ∈ ℝ ∧ 𝑋 ∈ ℝ) → (𝑈 · 𝑋) ∈ ℝ)
181	49, 62, 180	syl2an 494	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑈 · 𝑋) ∈ ℝ)
182	88, 160	mulcomd 10061	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · 𝑈) = (𝑈 · 𝑋))
183	155, 182	breqtrd 4679	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ≤ (𝑈 · 𝑋))
184	28, 179, 152, 181, 183	cxplead 24467	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) ≤ (𝑇↑_𝑐(𝑈 · 𝑋)))
185		cxpexp 24414	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑇 ∈ ℂ ∧ (⌊‘(𝑋 · 𝑈)) ∈ ℕ₀) → (𝑇↑_𝑐(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) = (𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))))
186	177, 70, 185	syl2anc 693	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) = (𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))))
187	38, 50, 88	cxpmuld 24480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐(𝑈 · 𝑋)) = ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑_𝑐𝑋))
188		cxpexp 24414	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑇↑_𝑐𝑈) ∈ ℂ ∧ 𝑋 ∈ ℕ₀) → ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑_𝑐𝑋) = ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋))
189	52, 56, 188	syl2anc 693	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑_𝑐𝑋) = ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋))
190	187, 189	eqtrd 2656	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑_𝑐(𝑈 · 𝑋)) = ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋))
191	184, 186, 190	3brtr3d 4684	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) ≤ ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋))
192	28, 70	reexpcld 13025	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) ∈ ℝ)
193	192, 81, 38	lemul1d 11915	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) ≤ ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) ↔ ((𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) · 𝑇) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)))
194	191, 193	mpbid 222	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑(⌊‘(𝑋 · 𝑈))) · 𝑇) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇))
195	178, 194	eqbrtrd 4675	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇))
196		nngt0 11049	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ ℕ → 0 < 𝑋)
197	196	adantl 482	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < 𝑋)
198		0red 10041	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 ∈ ℝ)
199	48	adantr 481	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑈 ∈ ℝ⁺)
200	199	rpgt0d 11875	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < 𝑈)
201	50	ltp1d 10954	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑈 < (𝑈 + 1))
202	198, 50, 78, 200, 201	lttrd 10198	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < (𝑈 + 1))
203	63, 78, 197, 202	mulgt0d 10192	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < (𝑋 · (𝑈 + 1)))
204	61, 79, 168, 203	mulgt0d 10192	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 0 < (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))))
205		lemul2 10876	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ∈ ℝ ∧ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇) ∈ ℝ ∧ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))))) → ((𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇) ↔ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇))))
206	75, 82, 80, 204, 205	syl112anc 1330	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇) ↔ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇))))
207	195, 206	mpbid 222	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)))
208	76, 149, 83, 176, 207	letrd 10194	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · ((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1)) · (𝑇↑((⌊‘(𝑋 · 𝑈)) + 1))) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)))
209	59, 76, 83, 148, 208	letrd 10194	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ≤ ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)))
210	80	recnd 10068	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) ∈ ℂ)
211	81	recnd 10068	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) ∈ ℂ)
212	210, 211, 177	mul12d 10245	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)) = (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · 𝑇)))
213	61	recnd 10068	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℂ)
214	79	recnd 10068	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · (𝑈 + 1)) ∈ ℂ)
215	213, 214, 177	mul32d 10246	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · 𝑇) = ((𝑀 · 𝑇) · (𝑋 · (𝑈 + 1))))
216	213, 177	mulcld 10060	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · 𝑇) ∈ ℂ)
217	78	recnd 10068	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑈 + 1) ∈ ℂ)
218	216, 88, 217	mul12d 10245	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · 𝑇) · (𝑋 · (𝑈 + 1))) = (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))
219	215, 218	eqtrd 2656	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · 𝑇) = (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))
220	219	oveq2d 6666	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · 𝑇)) = (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1)))))
221	212, 220	eqtrd 2656	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · (𝑋 · (𝑈 + 1))) · (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · 𝑇)) = (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1)))))
222	209, 221	breqtrd 4679	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1)))))
223	61, 28	remulcld 10070	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑀 · 𝑇) ∈ ℝ)
224	223, 78	remulcld 10070	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1)) ∈ ℝ)
225	63, 224	remulcld 10070	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))) ∈ ℝ)
226	116	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ℤ)
227	53, 226	rpexpcld 13032	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) ∈ ℝ⁺)
228	59, 225, 227	ledivmuld 11925	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → ((((𝐹‘𝑁)↑𝑋) / ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋)) ≤ (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))) ↔ ((𝐹‘𝑁)↑𝑋) ≤ (((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋) · (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))))
229	222, 228	mpbird 247	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝐹‘𝑁)↑𝑋) / ((𝑇↑_𝑐𝑈)↑𝑋)) ≤ (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))
230	57, 229	eqbrtrd 4675	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ ℕ) → (((𝐹‘𝑁) / (𝑇↑_𝑐𝑈))↑𝑋) ≤ (𝑋 · ((𝑀 · 𝑇) · (𝑈 + 1))))

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: → wi 4 ↔ wb 196 ∧ wa 384 = wceq 1483 ∈ wcel 1990 ifcif 4086 class class class wbr 4653 ↦ cmpt 4729 ‘cfv 5888 (class class class)co 6650 ℂcc 9934 ℝcr 9935 0cc0 9936 1c1 9937 + caddc 9939 · cmul 9941 < clt 10074 ≤ cle 10075 − cmin 10266 -cneg 10267 / cdiv 10684 ℕcn 11020 2c2 11070 ℕ₀cn0 11292 ℤcz 11377 ℤ_≥cuz 11687 ℚcq 11788 ℝ⁺crp 11832 ...cfz 12326 ⌊cfl 12591 ↑cexp 12860 expce 14792 ℙcprime 15385 pCnt cpc 15541 ↾_s cress 15858 AbsValcabv 18816 ℂ_fldccnfld 19746 logclog 24301 ↑_𝑐ccxp 24302

This theorem was proved from axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-3 8 ax-gen 1722 ax-4 1737 ax-5 1839 ax-6 1888 ax-7 1935 ax-8 1992 ax-9 1999 ax-10 2019 ax-11 2034 ax-12 2047 ax-13 2246 ax-ext 2602 ax-rep 4771 ax-sep 4781 ax-nul 4789 ax-pow 4843 ax-pr 4906 ax-un 6949 ax-inf2 8538 ax-cnex 9992 ax-resscn 9993 ax-1cn 9994 ax-icn 9995 ax-addcl 9996 ax-addrcl 9997 ax-mulcl 9998 ax-mulrcl 9999 ax-mulcom 10000 ax-addass 10001 ax-mulass 10002 ax-distr 10003 ax-i2m1 10004 ax-1ne0 10005 ax-1rid 10006 ax-rnegex 10007 ax-rrecex 10008 ax-cnre 10009 ax-pre-lttri 10010 ax-pre-lttrn 10011 ax-pre-ltadd 10012 ax-pre-mulgt0 10013 ax-pre-sup 10014 ax-addf 10015 ax-mulf 10016

This theorem depends on definitions: df-bi 197 df-or 385 df-an 386 df-3or 1038 df-3an 1039 df-tru 1486 df-fal 1489 df-ex 1705 df-nf 1710 df-sb 1881 df-eu 2474 df-mo 2475 df-clab 2609 df-cleq 2615 df-clel 2618 df-nfc 2753 df-ne 2795 df-nel 2898 df-ral 2917 df-rex 2918 df-reu 2919 df-rmo 2920 df-rab 2921 df-v 3202 df-sbc 3436 df-csb 3534 df-dif 3577 df-un 3579 df-in 3581 df-ss 3588 df-pss 3590 df-nul 3916 df-if 4087 df-pw 4160 df-sn 4178 df-pr 4180 df-tp 4182 df-op 4184 df-uni 4437 df-int 4476 df-iun 4522 df-iin 4523 df-br 4654 df-opab 4713 df-mpt 4730 df-tr 4753 df-id 5024 df-eprel 5029 df-po 5035 df-so 5036 df-fr 5073 df-se 5074 df-we 5075 df-xp 5120 df-rel 5121 df-cnv 5122 df-co 5123 df-dm 5124 df-rn 5125 df-res 5126 df-ima 5127 df-pred 5680 df-ord 5726 df-on 5727 df-lim 5728 df-suc 5729 df-iota 5851 df-fun 5890 df-fn 5891 df-f 5892 df-f1 5893 df-fo 5894 df-f1o 5895 df-fv 5896 df-isom 5897 df-riota 6611 df-ov 6653 df-oprab 6654 df-mpt2 6655 df-of 6897 df-om 7066 df-1st 7168 df-2nd 7169 df-supp 7296 df-tpos 7352 df-wrecs 7407 df-recs 7468 df-rdg 7506 df-1o 7560 df-2o 7561 df-oadd 7564 df-er 7742 df-map 7859 df-pm 7860 df-ixp 7909 df-en 7956 df-dom 7957 df-sdom 7958 df-fin 7959 df-fsupp 8276 df-fi 8317 df-sup 8348 df-inf 8349 df-oi 8415 df-card 8765 df-cda 8990 df-pnf 10076 df-mnf 10077 df-xr 10078 df-ltxr 10079 df-le 10080 df-sub 10268 df-neg 10269 df-div 10685 df-nn 11021 df-2 11079 df-3 11080 df-4 11081 df-5 11082 df-6 11083 df-7 11084 df-8 11085 df-9 11086 df-n0 11293 df-z 11378 df-dec 11494 df-uz 11688 df-q 11789 df-rp 11833 df-xneg 11946 df-xadd 11947 df-xmul 11948 df-ioo 12179 df-ioc 12180 df-ico 12181 df-icc 12182 df-fz 12327 df-fzo 12466 df-fl 12593 df-mod 12669 df-seq 12802 df-exp 12861 df-fac 13061 df-bc 13090 df-hash 13118 df-shft 13807 df-cj 13839 df-re 13840 df-im 13841 df-sqrt 13975 df-abs 13976 df-limsup 14202 df-clim 14219 df-rlim 14220 df-sum 14417 df-ef 14798 df-sin 14800 df-cos 14801 df-pi 14803 df-struct 15859 df-ndx 15860 df-slot 15861 df-base 15863 df-sets 15864 df-ress 15865 df-plusg 15954 df-mulr 15955 df-starv 15956 df-sca 15957 df-vsca 15958 df-ip 15959 df-tset 15960 df-ple 15961 df-ds 15964 df-unif 15965 df-hom 15966 df-cco 15967 df-rest 16083 df-topn 16084 df-0g 16102 df-gsum 16103 df-topgen 16104 df-pt 16105 df-prds 16108 df-xrs 16162 df-qtop 16167 df-imas 16168 df-xps 16170 df-mre 16246 df-mrc 16247 df-acs 16249 df-mgm 17242 df-sgrp 17284 df-mnd 17295 df-submnd 17336 df-grp 17425 df-minusg 17426 df-mulg 17541 df-subg 17591 df-cntz 17750 df-cmn 18195 df-mgp 18490 df-ur 18502 df-ring 18549 df-cring 18550 df-oppr 18623 df-dvdsr 18641 df-unit 18642 df-invr 18672 df-dvr 18683 df-drng 18749 df-subrg 18778 df-abv 18817 df-psmet 19738 df-xmet 19739 df-met 19740 df-bl 19741 df-mopn 19742 df-fbas 19743 df-fg 19744 df-cnfld 19747 df-top 20699 df-topon 20716 df-topsp 20737 df-bases 20750 df-cld 20823 df-ntr 20824 df-cls 20825 df-nei 20902 df-lp 20940 df-perf 20941 df-cn 21031 df-cnp 21032 df-haus 21119 df-tx 21365 df-hmeo 21558 df-fil 21650 df-fm 21742 df-flim 21743 df-flf 21744 df-xms 22125 df-ms 22126 df-tms 22127 df-cncf 22681 df-limc 23630 df-dv 23631 df-log 24303 df-cxp 24304

This theorem is referenced by: ostth2lem4 25325

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