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Theorem stoweidlem44 27750
Description: This lemma is used to prove the existence of a function p as in Lemma 1 of [BrosowskiDeutsh] p. 90: p is in the subalgebra, such that 0 <= p <= 1, p(t_0) = 0, and p > 0 on T - U. Z is used to represent t0 in the paper. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stoweidlem44.1  |-  F/ j
ph
stoweidlem44.2  |-  F/ t
ph
stoweidlem44.3  |-  K  =  ( topGen `  ran  (,) )
stoweidlem44.4  |-  Q  =  { h  e.  A  |  ( ( h `
 Z )  =  0  /\  A. t  e.  T  ( 0  <_  ( h `  t )  /\  (
h `  t )  <_  1 ) ) }
stoweidlem44.5  |-  P  =  ( t  e.  T  |->  ( ( 1  /  M )  x.  sum_ i  e.  ( 1 ... M ) ( ( G `  i
) `  t )
) )
stoweidlem44.6  |-  ( ph  ->  M  e.  NN )
stoweidlem44.7  |-  ( ph  ->  G : ( 1 ... M ) --> Q )
stoweidlem44.8  |-  ( ph  ->  A. t  e.  ( T  \  U ) E. j  e.  ( 1 ... M ) 0  <  ( ( G `  j ) `
 t ) )
stoweidlem44.9  |-  T  = 
U. J
stoweidlem44.10  |-  ( ph  ->  A  C_  ( J  Cn  K ) )
stoweidlem44.11  |-  ( (
ph  /\  f  e.  A  /\  g  e.  A
)  ->  ( t  e.  T  |->  ( ( f `  t )  +  ( g `  t ) ) )  e.  A )
stoweidlem44.12  |-  ( (
ph  /\  f  e.  A  /\  g  e.  A
)  ->  ( t  e.  T  |->  ( ( f `  t )  x.  ( g `  t ) ) )  e.  A )
stoweidlem44.13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  ( t  e.  T  |->  x )  e.  A )
stoweidlem44.14  |-  ( ph  ->  Z  e.  T )
Assertion
Ref Expression
stoweidlem44  |-  ( ph  ->  E. p  e.  A  ( A. t  e.  T  ( 0  <_  (
p `  t )  /\  ( p `  t
)  <_  1 )  /\  ( p `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  (
p `  t )
) )
Distinct variable groups:    f, g,
i, t, G    f,
j, i, t, G    A, f, g    f, M, g, i, t    T, f, g, i, t    ph, f,
g, i    h, i,
j, t, G    A, h    T, h, j    h, Z, i, t    x, j, M, t    U, j   
t, p, T    A, p    P, p    U, p    Z, p    x, A    x, T    ph, x
Allowed substitution hints:    ph( t, h, j, p)    A( t,
i, j)    P( x, t, f, g, h, i, j)    Q( x, t, f, g, h, i, j, p)    U( x, t, f, g, h, i)    G( x, p)    J( x, t, f, g, h, i, j, p)    K( x, t, f, g, h, i, j, p)    M( h, p)    Z( x, f, g, j)

Proof of Theorem stoweidlem44
StepHypRef Expression
1 stoweidlem44.2 . . . 4  |-  F/ t
ph
2 stoweidlem44.5 . . . 4  |-  P  =  ( t  e.  T  |->  ( ( 1  /  M )  x.  sum_ i  e.  ( 1 ... M ) ( ( G `  i
) `  t )
) )
3 eqid 2435 . . . 4  |-  ( t  e.  T  |->  sum_ i  e.  ( 1 ... M
) ( ( G `
 i ) `  t ) )  =  ( t  e.  T  |-> 
sum_ i  e.  ( 1 ... M ) ( ( G `  i ) `  t
) )
4 eqid 2435 . . . 4  |-  ( t  e.  T  |->  ( 1  /  M ) )  =  ( t  e.  T  |->  ( 1  /  M ) )
5 stoweidlem44.6 . . . 4  |-  ( ph  ->  M  e.  NN )
65nnrecred 10037 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( 1  /  M
)  e.  RR )
7 stoweidlem44.7 . . . . 5  |-  ( ph  ->  G : ( 1 ... M ) --> Q )
8 stoweidlem44.4 . . . . . 6  |-  Q  =  { h  e.  A  |  ( ( h `
 Z )  =  0  /\  A. t  e.  T  ( 0  <_  ( h `  t )  /\  (
h `  t )  <_  1 ) ) }
9 ssrab2 3420 . . . . . 6  |-  { h  e.  A  |  (
( h `  Z
)  =  0  /\ 
A. t  e.  T  ( 0  <_  (
h `  t )  /\  ( h `  t
)  <_  1 ) ) }  C_  A
108, 9eqsstri 3370 . . . . 5  |-  Q  C_  A
11 fss 5591 . . . . 5  |-  ( ( G : ( 1 ... M ) --> Q  /\  Q  C_  A
)  ->  G :
( 1 ... M
) --> A )
127, 10, 11sylancl 644 . . . 4  |-  ( ph  ->  G : ( 1 ... M ) --> A )
13 stoweidlem44.11 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  f  e.  A  /\  g  e.  A
)  ->  ( t  e.  T  |->  ( ( f `  t )  +  ( g `  t ) ) )  e.  A )
14 stoweidlem44.12 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  f  e.  A  /\  g  e.  A
)  ->  ( t  e.  T  |->  ( ( f `  t )  x.  ( g `  t ) ) )  e.  A )
15 stoweidlem44.13 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  ( t  e.  T  |->  x )  e.  A )
16 stoweidlem44.3 . . . . 5  |-  K  =  ( topGen `  ran  (,) )
17 stoweidlem44.9 . . . . 5  |-  T  = 
U. J
18 eqid 2435 . . . . 5  |-  ( J  Cn  K )  =  ( J  Cn  K
)
19 stoweidlem44.10 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  A  C_  ( J  Cn  K ) )
2019sselda 3340 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  f  e.  A )  ->  f  e.  ( J  Cn  K
) )
2116, 17, 18, 20fcnre 27653 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  f  e.  A )  ->  f : T --> RR )
221, 2, 3, 4, 5, 6, 12, 13, 14, 15, 21stoweidlem32 27738 . . 3  |-  ( ph  ->  P  e.  A )
238, 2, 5, 7, 21stoweidlem38 27744 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  t  e.  T )  ->  (
0  <_  ( P `  t )  /\  ( P `  t )  <_  1 ) )
2423ex 424 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( t  e.  T  ->  ( 0  <_  ( P `  t )  /\  ( P `  t
)  <_  1 ) ) )
251, 24ralrimi 2779 . . . 4  |-  ( ph  ->  A. t  e.  T  ( 0  <_  ( P `  t )  /\  ( P `  t
)  <_  1 ) )
26 stoweidlem44.14 . . . . 5  |-  ( ph  ->  Z  e.  T )
278, 2, 5, 7, 21, 26stoweidlem37 27743 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( P `  Z
)  =  0 )
28 stoweidlem44.1 . . . . . . . . 9  |-  F/ j
ph
29 nfv 1629 . . . . . . . . 9  |-  F/ j  t  e.  ( T 
\  U )
3028, 29nfan 1846 . . . . . . . 8  |-  F/ j ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )
31 nfv 1629 . . . . . . . 8  |-  F/ j 0  <  ( ( 1  /  M )  x.  sum_ i  e.  ( 1 ... M ) ( ( G `  i ) `  t
) )
32 stoweidlem44.8 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  A. t  e.  ( T  \  U ) E. j  e.  ( 1 ... M ) 0  <  ( ( G `  j ) `
 t ) )
3332r19.21bi 2796 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  t  e.  ( T  \  U ) )  ->  E. j  e.  ( 1 ... M
) 0  <  (
( G `  j
) `  t )
)
34 df-rex 2703 . . . . . . . . 9  |-  ( E. j  e.  ( 1 ... M ) 0  <  ( ( G `
 j ) `  t )  <->  E. j
( j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  (
( G `  j
) `  t )
) )
3533, 34sylib 189 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  ( T  \  U ) )  ->  E. j
( j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  (
( G `  j
) `  t )
) )
366ad2antrr 707 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  ( 1  /  M )  e.  RR )
37 simpll 731 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  ph )
38 eldifi 3461 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( t  e.  ( T  \  U )  ->  t  e.  T )
3938adantl 453 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  t  e.  ( T  \  U ) )  ->  t  e.  T )
4039adantr 452 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  t  e.  T
)
41 fzfid 11304 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  t  e.  T )  ->  (
1 ... M )  e. 
Fin )
428, 7, 21stoweidlem15 27721 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  ( 1 ... M
) )  /\  t  e.  T )  ->  (
( ( G `  i ) `  t
)  e.  RR  /\  0  <_  ( ( G `
 i ) `  t )  /\  (
( G `  i
) `  t )  <_  1 ) )
4342an32s 780 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( ( G `  i ) `  t
)  e.  RR  /\  0  <_  ( ( G `
 i ) `  t )  /\  (
( G `  i
) `  t )  <_  1 ) )
4443simp1d 969 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( G `  i
) `  t )  e.  RR )
4541, 44fsumrecl 12520 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  t  e.  T )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... M
) ( ( G `
 i ) `  t )  e.  RR )
4637, 40, 45syl2anc 643 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... M ) ( ( G `  i ) `  t
)  e.  RR )
475nnred 10007 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  M  e.  RR )
485nngt0d 10035 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  0  <  M )
4947, 48recgt0d 9937 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  0  <  ( 1  /  M ) )
5049ad2antrr 707 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  0  <  (
1  /  M ) )
51 0re 9083 . . . . . . . . . . . 12  |-  0  e.  RR
5251a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  0  e.  RR )
53 simprl 733 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  j  e.  ( 1 ... M ) )
5437, 53, 403jca 1134 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M )  /\  t  e.  T )
)
55 snfi 7179 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  { j }  e.  Fin
5655a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  { j }  e.  Fin )
57 simpl1 960 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  { j } )  ->  ph )
58 simpl3 962 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  { j } )  ->  t  e.  T
)
59 elsni 3830 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( i  e.  { j }  ->  i  =  j )
6059adantl 453 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  { j } )  ->  i  =  j )
61 simpl2 961 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  { j } )  ->  j  e.  ( 1 ... M ) )
6260, 61eqeltrd 2509 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  { j } )  ->  i  e.  ( 1 ... M ) )
6357, 58, 62, 44syl21anc 1183 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  { j } )  ->  ( ( G `
 i ) `  t )  e.  RR )
6456, 63fsumrecl 12520 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  sum_ i  e.  { j }  (
( G `  i
) `  t )  e.  RR )
6554, 64syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  sum_ i  e.  {
j }  ( ( G `  i ) `
 t )  e.  RR )
6652, 65readdcld 9107 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  ( 0  + 
sum_ i  e.  {
j }  ( ( G `  i ) `
 t ) )  e.  RR )
67 fzfi 11303 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( 1 ... M )  e. 
Fin
68 diffi 7331 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 1 ... M )  e.  Fin  ->  (
( 1 ... M
)  \  { j } )  e.  Fin )
6967, 68mp1i 12 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  t  e.  T )  ->  (
( 1 ... M
)  \  { j } )  e.  Fin )
70 eldifi 3461 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( i  e.  ( ( 1 ... M )  \  { j } )  ->  i  e.  ( 1 ... M ) )
7170, 44sylan2 461 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } ) )  ->  ( ( G `
 i ) `  t )  e.  RR )
7269, 71fsumrecl 12520 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  t  e.  T )  ->  sum_ i  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } ) ( ( G `  i
) `  t )  e.  RR )
7337, 40, 72syl2anc 643 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  sum_ i  e.  ( ( 1 ... M
)  \  { j } ) ( ( G `  i ) `
 t )  e.  RR )
7473, 65readdcld 9107 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  ( sum_ i  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } ) ( ( G `  i
) `  t )  +  sum_ i  e.  {
j }  ( ( G `  i ) `
 t ) )  e.  RR )
75 00id 9233 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 0  +  0 )  =  0
76 simprr 734 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  0  <  (
( G `  j
) `  t )
)
778, 7, 21stoweidlem15 27721 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
) )  /\  t  e.  T )  ->  (
( ( G `  j ) `  t
)  e.  RR  /\  0  <_  ( ( G `
 j ) `  t )  /\  (
( G `  j
) `  t )  <_  1 ) )
7877simp1d 969 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
) )  /\  t  e.  T )  ->  (
( G `  j
) `  t )  e.  RR )
7937, 53, 40, 78syl21anc 1183 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  ( ( G `
 j ) `  t )  e.  RR )
8079recnd 9106 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  ( ( G `
 j ) `  t )  e.  CC )
81 fveq2 5720 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( i  =  j  ->  ( G `  i )  =  ( G `  j ) )
8281fveq1d 5722 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( i  =  j  ->  (
( G `  i
) `  t )  =  ( ( G `
 j ) `  t ) )
8382sumsn 12526 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( j  e.  ( 1 ... M )  /\  ( ( G `  j ) `  t
)  e.  CC )  ->  sum_ i  e.  {
j }  ( ( G `  i ) `
 t )  =  ( ( G `  j ) `  t
) )
8453, 80, 83syl2anc 643 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  sum_ i  e.  {
j }  ( ( G `  i ) `
 t )  =  ( ( G `  j ) `  t
) )
8576, 84breqtrrd 4230 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  0  <  sum_ i  e.  { j }  ( ( G `
 i ) `  t ) )
8652, 65, 52, 85ltadd2dd 9221 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  ( 0  +  0 )  <  (
0  +  sum_ i  e.  { j }  (
( G `  i
) `  t )
) )
8775, 86syl5eqbrr 4238 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  0  <  (
0  +  sum_ i  e.  { j }  (
( G `  i
) `  t )
) )
8851a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  0  e.  RR )
89723adant2 976 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  sum_ i  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } ) ( ( G `  i
) `  t )  e.  RR )
90 simpll 731 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } ) )  ->  ph )
9170adantl 453 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } ) )  ->  i  e.  ( 1 ... M ) )
92 simplr 732 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } ) )  ->  t  e.  T
)
9390, 91, 92, 42syl21anc 1183 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } ) )  ->  ( ( ( G `  i ) `
 t )  e.  RR  /\  0  <_ 
( ( G `  i ) `  t
)  /\  ( ( G `  i ) `  t )  <_  1
) )
9493simp2d 970 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } ) )  ->  0  <_  (
( G `  i
) `  t )
)
9569, 71, 94fsumge0 12566 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  t  e.  T )  ->  0  <_ 
sum_ i  e.  ( ( 1 ... M
)  \  { j } ) ( ( G `  i ) `
 t ) )
96953adant2 976 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  0  <_ 
sum_ i  e.  ( ( 1 ... M
)  \  { j } ) ( ( G `  i ) `
 t ) )
9788, 89, 64, 96leadd1dd 9632 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  (
0  +  sum_ i  e.  { j }  (
( G `  i
) `  t )
)  <_  ( sum_ i  e.  ( (
1 ... M )  \  { j } ) ( ( G `  i ) `  t
)  +  sum_ i  e.  { j }  (
( G `  i
) `  t )
) )
9854, 97syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  ( 0  + 
sum_ i  e.  {
j }  ( ( G `  i ) `
 t ) )  <_  ( sum_ i  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } ) ( ( G `  i
) `  t )  +  sum_ i  e.  {
j }  ( ( G `  i ) `
 t ) ) )
9952, 66, 74, 87, 98ltletrd 9222 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  0  <  ( sum_ i  e.  ( ( 1 ... M ) 
\  { j } ) ( ( G `
 i ) `  t )  +  sum_ i  e.  { j }  ( ( G `
 i ) `  t ) ) )
100 eq0 3634 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( 1 ... M )  \  {
j } )  i^i 
{ j } )  =  (/)  <->  A. x  -.  x  e.  ( ( ( 1 ... M )  \  { j } )  i^i  { j } ) )
101 eldifn 3462 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  e.  ( ( 1 ... M )  \  { j } )  ->  -.  x  e.  { j } )
102 imnan 412 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  ( ( 1 ... M ) 
\  { j } )  ->  -.  x  e.  { j } )  <->  -.  ( x  e.  ( ( 1 ... M
)  \  { j } )  /\  x  e.  { j } ) )
103101, 102mpbi 200 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  -.  (
x  e.  ( ( 1 ... M ) 
\  { j } )  /\  x  e. 
{ j } )
104 elin 3522 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  ( ( ( 1 ... M ) 
\  { j } )  i^i  { j } )  <->  ( x  e.  ( ( 1 ... M )  \  {
j } )  /\  x  e.  { j } ) )
105103, 104mtbir 291 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  -.  x  e.  ( ( ( 1 ... M )  \  { j } )  i^i  { j } )
106100, 105mpgbir 1559 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( 1 ... M
)  \  { j } )  i^i  {
j } )  =  (/)
107106a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  (
( ( 1 ... M )  \  {
j } )  i^i 
{ j } )  =  (/) )
108 undif1 3695 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( 1 ... M
)  \  { j } )  u.  {
j } )  =  ( ( 1 ... M )  u.  {
j } )
109 snssi 3934 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  e.  ( 1 ... M )  ->  { j }  C_  ( 1 ... M ) )
1101093ad2ant2 979 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  { j }  C_  ( 1 ... M ) )
111 ssequn2 3512 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( { j }  C_  (
1 ... M )  <->  ( (
1 ... M )  u. 
{ j } )  =  ( 1 ... M ) )
112110, 111sylib 189 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  (
( 1 ... M
)  u.  { j } )  =  ( 1 ... M ) )
113108, 112syl5req 2480 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  (
1 ... M )  =  ( ( ( 1 ... M )  \  { j } )  u.  { j } ) )
114 fzfid 11304 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  (
1 ... M )  e. 
Fin )
115443adantl2 1114 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( G `  i
) `  t )  e.  RR )
116115recnd 9106 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  /\  i  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( G `  i
) `  t )  e.  CC )
117107, 113, 114, 116fsumsplit 12525 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( 1 ... M
)  /\  t  e.  T )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... M
) ( ( G `
 i ) `  t )  =  (
sum_ i  e.  ( ( 1 ... M
)  \  { j } ) ( ( G `  i ) `
 t )  + 
sum_ i  e.  {
j }  ( ( G `  i ) `
 t ) ) )
11854, 117syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  sum_ i  e.  ( 1 ... M ) ( ( G `  i ) `  t
)  =  ( sum_ i  e.  ( (
1 ... M )  \  { j } ) ( ( G `  i ) `  t
)  +  sum_ i  e.  { j }  (
( G `  i
) `  t )
) )
11999, 118breqtrrd 4230 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  0  <  sum_ i  e.  ( 1 ... M ) ( ( G `  i
) `  t )
)
12036, 46, 50, 119mulgt0d 9217 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  ( T  \  U
) )  /\  (
j  e.  ( 1 ... M )  /\  0  <  ( ( G `
 j ) `  t ) ) )  ->  0  <  (
( 1  /  M
)  x.  sum_ i  e.  ( 1 ... M
) ( ( G `
 i ) `  t ) ) )
12130, 31, 35, 120exlimdd 1912 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  t  e.  ( T  \  U ) )  ->  0  <  ( ( 1  /  M
)  x.  sum_ i  e.  ( 1 ... M
) ( ( G `
 i ) `  t ) ) )
1228, 2, 5, 7, 21stoweidlem30 27736 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  T )  ->  ( P `  t )  =  ( ( 1  /  M )  x. 
sum_ i  e.  ( 1 ... M ) ( ( G `  i ) `  t
) ) )
12338, 122sylan2 461 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  t  e.  ( T  \  U ) )  ->  ( P `  t )  =  ( ( 1  /  M
)  x.  sum_ i  e.  ( 1 ... M
) ( ( G `
 i ) `  t ) ) )
124121, 123breqtrrd 4230 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  t  e.  ( T  \  U ) )  ->  0  <  ( P `  t ) )
125124ex 424 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( t  e.  ( T  \  U )  ->  0  <  ( P `  t )
) )
1261, 125ralrimi 2779 . . . 4  |-  ( ph  ->  A. t  e.  ( T  \  U ) 0  <  ( P `
 t ) )
12725, 27, 1263jca 1134 . . 3  |-  ( ph  ->  ( A. t  e.  T  ( 0  <_ 
( P `  t
)  /\  ( P `  t )  <_  1
)  /\  ( P `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  ( P `  t )
) )
128 eleq1 2495 . . . . . 6  |-  ( p  =  P  ->  (
p  e.  A  <->  P  e.  A ) )
129 nfmpt1 4290 . . . . . . . . . 10  |-  F/_ t
( t  e.  T  |->  ( ( 1  /  M )  x.  sum_ i  e.  ( 1 ... M ) ( ( G `  i
) `  t )
) )
1302, 129nfcxfr 2568 . . . . . . . . 9  |-  F/_ t P
131130nfeq2 2582 . . . . . . . 8  |-  F/ t  p  =  P
132 fveq1 5719 . . . . . . . . . 10  |-  ( p  =  P  ->  (
p `  t )  =  ( P `  t ) )
133132breq2d 4216 . . . . . . . . 9  |-  ( p  =  P  ->  (
0  <_  ( p `  t )  <->  0  <_  ( P `  t ) ) )
134132breq1d 4214 . . . . . . . . 9  |-  ( p  =  P  ->  (
( p `  t
)  <_  1  <->  ( P `  t )  <_  1
) )
135133, 134anbi12d 692 . . . . . . . 8  |-  ( p  =  P  ->  (
( 0  <_  (
p `  t )  /\  ( p `  t
)  <_  1 )  <-> 
( 0  <_  ( P `  t )  /\  ( P `  t
)  <_  1 ) ) )
136131, 135ralbid 2715 . . . . . . 7  |-  ( p  =  P  ->  ( A. t  e.  T  ( 0  <_  (
p `  t )  /\  ( p `  t
)  <_  1 )  <->  A. t  e.  T  ( 0  <_  ( P `  t )  /\  ( P `  t
)  <_  1 ) ) )
137 fveq1 5719 . . . . . . . 8  |-  ( p  =  P  ->  (
p `  Z )  =  ( P `  Z ) )
138137eqeq1d 2443 . . . . . . 7  |-  ( p  =  P  ->  (
( p `  Z
)  =  0  <->  ( P `  Z )  =  0 ) )
139132breq2d 4216 . . . . . . . 8  |-  ( p  =  P  ->  (
0  <  ( p `  t )  <->  0  <  ( P `  t ) ) )
140131, 139ralbid 2715 . . . . . . 7  |-  ( p  =  P  ->  ( A. t  e.  ( T  \  U ) 0  <  ( p `  t )  <->  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  ( P `  t )
) )
141136, 138, 1403anbi123d 1254 . . . . . 6  |-  ( p  =  P  ->  (
( A. t  e.  T  ( 0  <_ 
( p `  t
)  /\  ( p `  t )  <_  1
)  /\  ( p `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  (
p `  t )
)  <->  ( A. t  e.  T  ( 0  <_  ( P `  t )  /\  ( P `  t )  <_  1 )  /\  ( P `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U ) 0  < 
( P `  t
) ) ) )
142128, 141anbi12d 692 . . . . 5  |-  ( p  =  P  ->  (
( p  e.  A  /\  ( A. t  e.  T  ( 0  <_ 
( p `  t
)  /\  ( p `  t )  <_  1
)  /\  ( p `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  (
p `  t )
) )  <->  ( P  e.  A  /\  ( A. t  e.  T  ( 0  <_  ( P `  t )  /\  ( P `  t
)  <_  1 )  /\  ( P `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  ( P `  t )
) ) ) )
143142spcegv 3029 . . . 4  |-  ( P  e.  A  ->  (
( P  e.  A  /\  ( A. t  e.  T  ( 0  <_ 
( P `  t
)  /\  ( P `  t )  <_  1
)  /\  ( P `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  ( P `  t )
) )  ->  E. p
( p  e.  A  /\  ( A. t  e.  T  ( 0  <_ 
( p `  t
)  /\  ( p `  t )  <_  1
)  /\  ( p `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  (
p `  t )
) ) ) )
14422, 143syl 16 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( P  e.  A  /\  ( A. t  e.  T  (
0  <_  ( P `  t )  /\  ( P `  t )  <_  1 )  /\  ( P `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U ) 0  < 
( P `  t
) ) )  ->  E. p ( p  e.  A  /\  ( A. t  e.  T  (
0  <_  ( p `  t )  /\  (
p `  t )  <_  1 )  /\  (
p `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U ) 0  < 
( p `  t
) ) ) ) )
14522, 127, 144mp2and 661 . 2  |-  ( ph  ->  E. p ( p  e.  A  /\  ( A. t  e.  T  ( 0  <_  (
p `  t )  /\  ( p `  t
)  <_  1 )  /\  ( p `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  (
p `  t )
) ) )
146 df-rex 2703 . 2  |-  ( E. p  e.  A  ( A. t  e.  T  ( 0  <_  (
p `  t )  /\  ( p `  t
)  <_  1 )  /\  ( p `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  (
p `  t )
)  <->  E. p ( p  e.  A  /\  ( A. t  e.  T  ( 0  <_  (
p `  t )  /\  ( p `  t
)  <_  1 )  /\  ( p `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  (
p `  t )
) ) )
147145, 146sylibr 204 1  |-  ( ph  ->  E. p  e.  A  ( A. t  e.  T  ( 0  <_  (
p `  t )  /\  ( p `  t
)  <_  1 )  /\  ( p `  Z )  =  0  /\  A. t  e.  ( T  \  U
) 0  <  (
p `  t )
) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 359    /\ w3a 936   E.wex 1550   F/wnf 1553    = wceq 1652    e. wcel 1725   A.wral 2697   E.wrex 2698   {crab 2701    \ cdif 3309    u. cun 3310    i^i cin 3311    C_ wss 3312   (/)c0 3620   {csn 3806   U.cuni 4007   class class class wbr 4204    e. cmpt 4258   ran crn 4871   -->wf 5442   ` cfv 5446  (class class class)co 6073   Fincfn 7101   CCcc 8980   RRcr 8981   0cc0 8982   1c1 8983    + caddc 8985    x. cmul 8987    < clt 9112    <_ cle 9113    / cdiv 9669   NNcn 9992   (,)cioo 10908   ...cfz 11035   sum_csu 12471   topGenctg 13657    Cn ccn 17280
This theorem is referenced by:  stoweidlem53  27759
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2416  ax-rep 4312  ax-sep 4322  ax-nul 4330  ax-pow 4369  ax-pr 4395  ax-un 4693  ax-inf2 7588  ax-cnex 9038  ax-resscn 9039  ax-1cn 9040  ax-icn 9041  ax-addcl 9042  ax-addrcl 9043  ax-mulcl 9044  ax-mulrcl 9045  ax-mulcom 9046  ax-addass 9047  ax-mulass 9048  ax-distr 9049  ax-i2m1 9050  ax-1ne0 9051  ax-1rid 9052  ax-rnegex 9053  ax-rrecex 9054  ax-cnre 9055  ax-pre-lttri 9056  ax-pre-lttrn 9057  ax-pre-ltadd 9058  ax-pre-mulgt0 9059  ax-pre-sup 9060
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2284  df-mo 2285  df-clab 2422  df-cleq 2428  df-clel 2431  df-nfc 2560  df-ne 2600  df-nel 2601  df-ral 2702  df-rex 2703  df-reu 2704  df-rmo 2705  df-rab 2706  df-v 2950  df-sbc 3154  df-csb 3244  df-dif 3315  df-un 3317  df-in 3319  df-ss 3326  df-pss 3328  df-nul 3621  df-if 3732  df-pw 3793  df-sn 3812  df-pr 3813  df-tp 3814  df-op 3815  df-uni 4008  df-int 4043  df-iun 4087  df-br 4205  df-opab 4259  df-mpt 4260  df-tr 4295  df-eprel 4486  df-id 4490  df-po 4495  df-so 4496  df-fr 4533  df-se 4534  df-we 4535  df-ord 4576  df-on 4577  df-lim 4578  df-suc 4579  df-om 4838  df-xp 4876  df-rel 4877  df-cnv 4878  df-co 4879  df-dm 4880  df-rn 4881  df-res 4882  df-ima 4883  df-iota 5410  df-fun 5448  df-fn 5449  df-f 5450  df-f1 5451  df-fo 5452  df-f1o 5453  df-fv 5454  df-isom 5455  df-ov 6076  df-oprab 6077  df-mpt2 6078  df-1st 6341  df-2nd 6342  df-riota 6541  df-recs 6625  df-rdg 6660  df-1o 6716  df-oadd 6720  df-er 6897  df-map 7012  df-en 7102  df-dom 7103  df-sdom 7104  df-fin 7105  df-sup 7438  df-oi 7471  df-card 7818  df-pnf 9114  df-mnf 9115  df-xr 9116  df-ltxr 9117  df-le 9118  df-sub 9285  df-neg 9286  df-div 9670  df-nn 9993  df-2 10050  df-3 10051  df-n0 10214  df-z 10275  df-uz 10481  df-rp 10605  df-ioo 10912  df-ico 10914  df-fz 11036  df-fzo 11128  df-seq 11316  df-exp 11375  df-hash 11611  df-cj 11896  df-re 11897  df-im 11898  df-sqr 12032  df-abs 12033  df-clim 12274  df-sum 12472  df-topgen 13659  df-top 16955  df-bases 16957  df-topon 16958  df-cn 17283
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