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

Theorem axcontlem5 25761
 Description: Lemma for axcont 25769. 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 25758 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) → 𝐹:𝐷1-1-onto→(0[,)+∞))
4 f1of 6099 . . . . 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 6320 . . 3 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → (𝐹𝑃) ∈ (0[,)+∞))
7 eleq1 2686 . . 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 473 . . 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 6100 . . . . . . 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 6198 . . . . . 6 ((𝐹 Fn 𝐷𝑃𝐷) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑃𝐹𝑇))
1412, 13sylan 488 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑃𝐹𝑇))
15143adant3 1079 . . . 4 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑃𝐹𝑇))
16 eleq1 2686 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑃 → (𝑥𝐷𝑃𝐷))
17 fveq1 6152 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑃 → (𝑥𝑖) = (𝑃𝑖))
1817eqeq1d 2623 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑃 → ((𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ (𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))))
1918ralbidv 2981 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑃 → (∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))))
2019anbi2d 739 . . . . . . . 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 746 . . . . . . 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 2686 . . . . . . . . . 10 (𝑡 = 𝑇 → (𝑡 ∈ (0[,)+∞) ↔ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
23 oveq2 6618 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑡 = 𝑇 → (1 − 𝑡) = (1 − 𝑇))
2423oveq1d 6625 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑡 = 𝑇 → ((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) = ((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)))
25 oveq1 6617 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑡 = 𝑇 → (𝑡 · (𝑈𝑖)) = (𝑇 · (𝑈𝑖)))
2624, 25oveq12d 6628 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 = 𝑇 → (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))
2726eqeq2d 2631 . . . . . . . . . . 11 (𝑡 = 𝑇 → ((𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ (𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))
2827ralbidv 2981 . . . . . . . . . 10 (𝑡 = 𝑇 → (∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))
2922, 28anbi12d 746 . . . . . . . . 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 739 . . . . . . . 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 680 . . . . . . . . . . 11 (((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ↔ (𝑃𝐷 ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞))))
32 anidm 675 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ↔ 𝑇 ∈ (0[,)+∞))
3332anbi2i 729 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃𝐷 ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞))) ↔ (𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
3431, 33bitr2i 265 . . . . . . . . . 10 ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ↔ ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
3534anbi1i 730 . . . . . . . . 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 680 . . . . . . . . 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 680 . . . . . . . . 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 4959 . . . . . 6 ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → (𝑃𝐹𝑇 ↔ ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))))
4140bianabs 923 . . . . 5 ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → (𝑃𝐹𝑇 ↔ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
42413adant1 1077 . . . 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 1264 . 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 369 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   ∨ wo 383   ∧ wa 384   ∧ w3a 1036   = wceq 1480   ∈ wcel 1987   ≠ wne 2790  ∀wral 2907  {crab 2911  ⟨cop 4159   class class class wbr 4618  {copab 4677   Fn wfn 5847  ⟶wf 5848  –1-1-onto→wf1o 5851  ‘cfv 5852  (class class class)co 6610  0cc0 9887  1c1 9888   + caddc 9890   · cmul 9892  +∞cpnf 10022   − cmin 10217  ℕcn 10971  [,)cico 12126  ...cfz 12275  𝔼cee 25681   Btwn cbtwn 25682 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6909  ax-cnex 9943  ax-resscn 9944  ax-1cn 9945  ax-icn 9946  ax-addcl 9947  ax-addrcl 9948  ax-mulcl 9949  ax-mulrcl 9950  ax-mulcom 9951  ax-addass 9952  ax-mulass 9953  ax-distr 9954  ax-i2m1 9955  ax-1ne0 9956  ax-1rid 9957  ax-rnegex 9958  ax-rrecex 9959  ax-cnre 9960  ax-pre-lttri 9961  ax-pre-lttrn 9962  ax-pre-ltadd 9963  ax-pre-mulgt0 9964 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3191  df-sbc 3422  df-csb 3519  df-dif 3562  df-un 3564  df-in 3566  df-ss 3573  df-pss 3575  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5644  df-ord 5690  df-on 5691  df-lim 5692  df-suc 5693  df-iota 5815  df-fun 5854  df-fn 5855  df-f 5856  df-f1 5857  df-fo 5858  df-f1o 5859  df-fv 5860  df-riota 6571  df-ov 6613  df-oprab 6614  df-mpt2 6615  df-om 7020  df-1st 7120  df-2nd 7121  df-wrecs 7359  df-recs 7420  df-rdg 7458  df-er 7694  df-map 7811  df-en 7907  df-dom 7908  df-sdom 7909  df-pnf 10027  df-mnf 10028  df-xr 10029  df-ltxr 10030  df-le 10031  df-sub 10219  df-neg 10220  df-div 10636  df-nn 10972  df-z 11329  df-uz 11639  df-ico 12130  df-icc 12131  df-fz 12276  df-ee 25684  df-btwn 25685 This theorem is referenced by:  axcontlem6  25762
 Copyright terms: Public domain W3C validator