English
Under the same hypotheses as above, for every 0 < x ≤ 1 and every n ≠ 0, we have f(1) + logGammaSeq(x, n) ≤ f(x).
Русский
При тех же предположениях, что и выше, для каждого 0 < x ≤ 1 и любого n ≠ 0 выполняется неравенство f(1) + logGammaSeq(x, n) ≤ f(x).
LaTeX
$$$ f(1) + \logGammaSeq(x,n) \le f(x) $$$
Lean4
theorem ge_logGammaSeq (hf_conv : ConvexOn ℝ (Ioi 0) f) (hf_feq : ∀ {y : ℝ}, 0 < y → f (y + 1) = f y + log y)
(hx : 0 < x) (hn : n ≠ 0) : f 1 + logGammaSeq x n ≤ f x :=
by
dsimp [logGammaSeq]
rw [← add_sub_assoc, sub_le_iff_le_add, ← f_add_nat_eq (@hf_feq) hx, add_comm x _]
refine le_trans (le_of_eq ?_) (f_add_nat_ge hf_conv @hf_feq ?_ hx)
· rw [f_nat_eq @hf_feq, Nat.add_sub_cancel, Nat.cast_add_one, add_sub_cancel_right]
· ring
· exact Nat.succ_ne_zero _
· cutsat