Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  stoweidlem30 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem stoweidlem30 40768
Description: This lemma is used to prove the existence of a function p as in Lemma 1 [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 for t0, P is used for p, (𝐺𝑖) is used for p(t_i). (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stoweidlem30.1 𝑄 = {𝐴 ∣ ((𝑍) = 0 ∧ ∀𝑡𝑇 (0 ≤ (𝑡) ∧ (𝑡) ≤ 1))}
stoweidlem30.2 𝑃 = (𝑡𝑇 ↦ ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑡)))
stoweidlem30.3 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
stoweidlem30.4 (𝜑𝐺:(1...𝑀)⟶𝑄)
stoweidlem30.5 ((𝜑𝑓𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ)
Assertion
Ref Expression
stoweidlem30 ((𝜑𝑆𝑇) → (𝑃𝑆) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑆)))
Distinct variable groups:   𝑓,𝑖,𝑇   𝐴,𝑓   𝑓,𝐺   𝜑,𝑓,𝑖   ,𝑖,𝑡,𝑇   𝐴,   ,𝐺,𝑡   ,𝑍   𝑖,𝑀,𝑡   𝑆,𝑖
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑡,)   𝐴(𝑡,𝑖)   𝑃(𝑡,𝑓,,𝑖)   𝑄(𝑡,𝑓,,𝑖)   𝑆(𝑡,𝑓,)   𝐺(𝑖)   𝑀(𝑓,)   𝑍(𝑡,𝑓,𝑖)

Proof of Theorem stoweidlem30
Dummy variable 𝑠 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eleq1 2827 . . . . 5 (𝑠 = 𝑆 → (𝑠𝑇𝑆𝑇))
21anbi2d 742 . . . 4 (𝑠 = 𝑆 → ((𝜑𝑠𝑇) ↔ (𝜑𝑆𝑇)))
3 fveq2 6353 . . . . 5 (𝑠 = 𝑆 → (𝑃𝑠) = (𝑃𝑆))
4 fveq2 6353 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝑆 → ((𝐺𝑖)‘𝑠) = ((𝐺𝑖)‘𝑆))
54sumeq2sdv 14654 . . . . . 6 (𝑠 = 𝑆 → Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠) = Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑆))
65oveq2d 6830 . . . . 5 (𝑠 = 𝑆 → ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠)) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑆)))
73, 6eqeq12d 2775 . . . 4 (𝑠 = 𝑆 → ((𝑃𝑠) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠)) ↔ (𝑃𝑆) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑆))))
82, 7imbi12d 333 . . 3 (𝑠 = 𝑆 → (((𝜑𝑠𝑇) → (𝑃𝑠) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠))) ↔ ((𝜑𝑆𝑇) → (𝑃𝑆) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑆)))))
9 simpr 479 . . . 4 ((𝜑𝑠𝑇) → 𝑠𝑇)
10 stoweidlem30.3 . . . . . . 7 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
1110nnrecred 11278 . . . . . 6 (𝜑 → (1 / 𝑀) ∈ ℝ)
1211adantr 472 . . . . 5 ((𝜑𝑠𝑇) → (1 / 𝑀) ∈ ℝ)
13 fzfid 12986 . . . . . 6 ((𝜑𝑠𝑇) → (1...𝑀) ∈ Fin)
14 stoweidlem30.1 . . . . . . . . 9 𝑄 = {𝐴 ∣ ((𝑍) = 0 ∧ ∀𝑡𝑇 (0 ≤ (𝑡) ∧ (𝑡) ≤ 1))}
15 stoweidlem30.4 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐺:(1...𝑀)⟶𝑄)
16 stoweidlem30.5 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑓𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ)
1714, 15, 16stoweidlem15 40753 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) ∧ 𝑠𝑇) → (((𝐺𝑖)‘𝑠) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ((𝐺𝑖)‘𝑠) ∧ ((𝐺𝑖)‘𝑠) ≤ 1))
1817simp1d 1137 . . . . . . 7 (((𝜑𝑖 ∈ (1...𝑀)) ∧ 𝑠𝑇) → ((𝐺𝑖)‘𝑠) ∈ ℝ)
1918an32s 881 . . . . . 6 (((𝜑𝑠𝑇) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝐺𝑖)‘𝑠) ∈ ℝ)
2013, 19fsumrecl 14684 . . . . 5 ((𝜑𝑠𝑇) → Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠) ∈ ℝ)
2112, 20remulcld 10282 . . . 4 ((𝜑𝑠𝑇) → ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠)) ∈ ℝ)
22 fveq2 6353 . . . . . . 7 (𝑡 = 𝑠 → ((𝐺𝑖)‘𝑡) = ((𝐺𝑖)‘𝑠))
2322sumeq2sdv 14654 . . . . . 6 (𝑡 = 𝑠 → Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑡) = Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠))
2423oveq2d 6830 . . . . 5 (𝑡 = 𝑠 → ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑡)) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠)))
25 stoweidlem30.2 . . . . 5 𝑃 = (𝑡𝑇 ↦ ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑡)))
2624, 25fvmptg 6443 . . . 4 ((𝑠𝑇 ∧ ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠)) ∈ ℝ) → (𝑃𝑠) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠)))
279, 21, 26syl2anc 696 . . 3 ((𝜑𝑠𝑇) → (𝑃𝑠) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑠)))
288, 27vtoclg 3406 . 2 (𝑆𝑇 → ((𝜑𝑆𝑇) → (𝑃𝑆) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑆))))
2928anabsi7 895 1 ((𝜑𝑆𝑇) → (𝑃𝑆) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺𝑖)‘𝑆)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1632  wcel 2139  wral 3050  {crab 3054   class class class wbr 4804  cmpt 4881  wf 6045  cfv 6049  (class class class)co 6814  cr 10147  0cc0 10148  1c1 10149   · cmul 10153  cle 10287   / cdiv 10896  cn 11232  ...cfz 12539  Σcsu 14635
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  ax-inf2 8713  ax-cnex 10204  ax-resscn 10205  ax-1cn 10206  ax-icn 10207  ax-addcl 10208  ax-addrcl 10209  ax-mulcl 10210  ax-mulrcl 10211  ax-mulcom 10212  ax-addass 10213  ax-mulass 10214  ax-distr 10215  ax-i2m1 10216  ax-1ne0 10217  ax-1rid 10218  ax-rnegex 10219  ax-rrecex 10220  ax-cnre 10221  ax-pre-lttri 10222  ax-pre-lttrn 10223  ax-pre-ltadd 10224  ax-pre-mulgt0 10225  ax-pre-sup 10226
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-fal 1638  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-se 5226  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-isom 6058  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-om 7232  df-1st 7334  df-2nd 7335  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-1o 7730  df-oadd 7734  df-er 7913  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  df-fin 8127  df-sup 8515  df-oi 8582  df-card 8975  df-pnf 10288  df-mnf 10289  df-xr 10290  df-ltxr 10291  df-le 10292  df-sub 10480  df-neg 10481  df-div 10897  df-nn 11233  df-2 11291  df-3 11292  df-n0 11505  df-z 11590  df-uz 11900  df-rp 12046  df-fz 12540  df-fzo 12680  df-seq 13016  df-exp 13075  df-hash 13332  df-cj 14058  df-re 14059  df-im 14060  df-sqrt 14194  df-abs 14195  df-clim 14438  df-sum 14636
This theorem is referenced by:  stoweidlem37  40775  stoweidlem38  40776  stoweidlem44  40782
  Copyright terms: Public domain W3C validator