MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  axcontlem5 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem axcontlem5 26068
Description: Lemma for axcont 26076. Compute the value of 𝐹. (Contributed by Scott Fenton, 18-Jun-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
axcontlem5.1 𝐷 = {𝑝 ∈ (𝔼‘𝑁) ∣ (𝑈 Btwn ⟨𝑍, 𝑝⟩ ∨ 𝑝 Btwn ⟨𝑍, 𝑈⟩)}
axcontlem5.2 𝐹 = {⟨𝑥, 𝑡⟩ ∣ (𝑥𝐷 ∧ (𝑡 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))))}
Assertion
Ref Expression
axcontlem5 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → ((𝐹𝑃) = 𝑇 ↔ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
Distinct variable groups:   𝑡,𝐷,𝑥   𝑖,𝑝,𝑡,𝑥,𝑁   𝑃,𝑖,𝑡,𝑥   𝑥,𝑇,𝑖,𝑡   𝑈,𝑖,𝑝,𝑡,𝑥   𝑖,𝑍,𝑝,𝑡,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑖,𝑝)   𝑃(𝑝)   𝑇(𝑝)   𝐹(𝑥,𝑡,𝑖,𝑝)

Proof of Theorem axcontlem5
StepHypRef Expression
1 axcontlem5.1 . . . . . 6 𝐷 = {𝑝 ∈ (𝔼‘𝑁) ∣ (𝑈 Btwn ⟨𝑍, 𝑝⟩ ∨ 𝑝 Btwn ⟨𝑍, 𝑈⟩)}
2 axcontlem5.2 . . . . . 6 𝐹 = {⟨𝑥, 𝑡⟩ ∣ (𝑥𝐷 ∧ (𝑡 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))))}
31, 2axcontlem2 26065 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) → 𝐹:𝐷1-1-onto→(0[,)+∞))
4 f1of 6278 . . . . 5 (𝐹:𝐷1-1-onto→(0[,)+∞) → 𝐹:𝐷⟶(0[,)+∞))
53, 4syl 17 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) → 𝐹:𝐷⟶(0[,)+∞))
65ffvelrnda 6502 . . 3 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → (𝐹𝑃) ∈ (0[,)+∞))
7 eleq1 2837 . . 3 ((𝐹𝑃) = 𝑇 → ((𝐹𝑃) ∈ (0[,)+∞) ↔ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
86, 7syl5ibcom 235 . 2 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
9 simpl 468 . . 3 ((𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))) → 𝑇 ∈ (0[,)+∞))
109a1i 11 . 2 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → ((𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))) → 𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
11 f1ofn 6279 . . . . . . 7 (𝐹:𝐷1-1-onto→(0[,)+∞) → 𝐹 Fn 𝐷)
123, 11syl 17 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) → 𝐹 Fn 𝐷)
13 fnbrfvb 6377 . . . . . 6 ((𝐹 Fn 𝐷𝑃𝐷) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑃𝐹𝑇))
1412, 13sylan 561 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑃𝐹𝑇))
15143adant3 1125 . . . 4 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑃𝐹𝑇))
16 eleq1 2837 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑃 → (𝑥𝐷𝑃𝐷))
17 fveq1 6331 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑃 → (𝑥𝑖) = (𝑃𝑖))
1817eqeq1d 2772 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑃 → ((𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ (𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))))
1918ralbidv 3134 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑃 → (∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))))
2019anbi2d 606 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑃 → ((𝑡 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))) ↔ (𝑡 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))))))
2116, 20anbi12d 608 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑃 → ((𝑥𝐷 ∧ (𝑡 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))))) ↔ (𝑃𝐷 ∧ (𝑡 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))))))
22 eleq1 2837 . . . . . . . . . 10 (𝑡 = 𝑇 → (𝑡 ∈ (0[,)+∞) ↔ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
23 oveq2 6800 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑡 = 𝑇 → (1 − 𝑡) = (1 − 𝑇))
2423oveq1d 6807 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑡 = 𝑇 → ((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) = ((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)))
25 oveq1 6799 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑡 = 𝑇 → (𝑡 · (𝑈𝑖)) = (𝑇 · (𝑈𝑖)))
2624, 25oveq12d 6810 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 = 𝑇 → (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))
2726eqeq2d 2780 . . . . . . . . . . 11 (𝑡 = 𝑇 → ((𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ (𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))
2827ralbidv 3134 . . . . . . . . . 10 (𝑡 = 𝑇 → (∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))
2922, 28anbi12d 608 . . . . . . . . 9 (𝑡 = 𝑇 → ((𝑡 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))) ↔ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
3029anbi2d 606 . . . . . . . 8 (𝑡 = 𝑇 → ((𝑃𝐷 ∧ (𝑡 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))))) ↔ (𝑃𝐷 ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))))
31 anass 459 . . . . . . . . . . 11 (((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ↔ (𝑃𝐷 ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞))))
32 anidm 546 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ↔ 𝑇 ∈ (0[,)+∞))
3332anbi2i 601 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃𝐷 ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞))) ↔ (𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
3431, 33bitr2i 265 . . . . . . . . . 10 ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ↔ ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
3534anbi1i 602 . . . . . . . . 9 (((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))) ↔ (((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))
36 anass 459 . . . . . . . . 9 (((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))) ↔ (𝑃𝐷 ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
37 anass 459 . . . . . . . . 9 ((((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))) ↔ ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
3835, 36, 373bitr3i 290 . . . . . . . 8 ((𝑃𝐷 ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))) ↔ ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
3930, 38syl6bb 276 . . . . . . 7 (𝑡 = 𝑇 → ((𝑃𝐷 ∧ (𝑡 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))))) ↔ ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))))
4021, 39, 2brabg 5127 . . . . . 6 ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → (𝑃𝐹𝑇 ↔ ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))))
4140bianabs 523 . . . . 5 ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → (𝑃𝐹𝑇 ↔ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
42413adant1 1123 . . . 4 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → (𝑃𝐹𝑇 ↔ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
4315, 42bitrd 268 . . 3 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → ((𝐹𝑃) = 𝑇 ↔ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
44433expia 1113 . 2 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → (𝑇 ∈ (0[,)+∞) → ((𝐹𝑃) = 𝑇 ↔ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))))
458, 10, 44pm5.21ndd 368 1 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → ((𝐹𝑃) = 𝑇 ↔ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 382  wo 826  w3a 1070   = wceq 1630  wcel 2144  wne 2942  wral 3060  {crab 3064  cop 4320   class class class wbr 4784  {copab 4844   Fn wfn 6026  wf 6027  1-1-ontowf1o 6030  cfv 6031  (class class class)co 6792  0cc0 10137  1c1 10138   + caddc 10140   · cmul 10142  +∞cpnf 10272  cmin 10467  cn 11221  [,)cico 12381  ...cfz 12532  𝔼cee 25988   Btwn cbtwn 25989
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rmo 3068  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-iun 4654  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-er 7895  df-map 8010  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-div 10886  df-nn 11222  df-z 11579  df-uz 11888  df-ico 12385  df-icc 12386  df-fz 12533  df-ee 25991  df-btwn 25992
This theorem is referenced by:  axcontlem6  26069
  Copyright terms: Public domain W3C validator