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

Theorem amgmlem 27310
Description: Lemma for amgm 27311. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
amgm.1 𝑀 = (mulGrp‘ℂfld)
amgm.2 (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
amgm.3 (𝜑 → 𝐴 ≠ ∅)
amgm.4 (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ+)
Assertion
Ref Expression
amgmlem (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹)↑𝑐(1 / (♯‘𝐴))) ≤ ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)))

Proof of Theorem amgmlem
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑘 𝑠 𝑢 𝑣 𝑤 𝑥 𝑦 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cnfld0 21695 . . . . . . . 8 0 = (0g‘ℂfld)
2 cnring 21693 . . . . . . . . 9 ℂfld ∈ Ring
3 ringabl 20503 . . . . . . . . 9 (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ Abel)
42, 3mp1i 14 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℂfld ∈ Abel)
5 amgm.2 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
6 resubdrg 21907 . . . . . . . . . 10 (ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ℝfld ∈ DivRing)
76simpli 489 . . . . . . . . 9 ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld)
8 subrgsubg 20822 . . . . . . . . 9 (ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld) → ℝ ∈ (SubGrp‘ℂfld))
97, 8mp1i 14 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ ∈ (SubGrp‘ℂfld))
10 amgm.4 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ+)
1110ffvelcdmda 7082 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+)
1211relogcld 26944 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (log‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
1312renegcld 11736 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → -(log‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
1413fmpttd 7113 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘))):𝐴⟶ℝ)
15 c0ex 11293 . . . . . . . . . 10 0 ∈ V
1615a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ∈ V)
1714, 5, 16fdmfifsupp 9360 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘))) finSupp 0)
181, 4, 5, 9, 14, 17gsumsubgcl 20127 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) ∈ ℝ)
1918recnd 11330 . . . . . 6 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) ∈ ℂ)
20 amgm.3 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ≠ ∅)
21 hashnncl 14503 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ Fin → ((♯‘𝐴) ∈ ℕ ↔ 𝐴 ≠ ∅))
225, 21syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((♯‘𝐴) ∈ ℕ ↔ 𝐴 ≠ ∅))
2320, 22mpbird 260 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘𝐴) ∈ ℕ)
2423nncnd 12344 . . . . . 6 (𝜑 → (♯‘𝐴) ∈ ℂ)
2523nnne0d 12381 . . . . . 6 (𝜑 → (♯‘𝐴) ≠ 0)
2619, 24, 25divnegd 12099 . . . . 5 (𝜑 → -((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)) = (-(ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)))
2712recnd 11330 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (log‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℂ)
285, 27gsumfsum 21733 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (log‘(𝐹‘𝑘)))) = Σ𝑘 ∈ 𝐴 (log‘(𝐹‘𝑘)))
2927negnegd 11653 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → --(log‘(𝐹‘𝑘)) = (log‘(𝐹‘𝑘)))
3029sumeq2dv 15862 . . . . . . . . 9 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 --(log‘(𝐹‘𝑘)) = Σ𝑘 ∈ 𝐴 (log‘(𝐹‘𝑘)))
3113recnd 11330 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → -(log‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℂ)
325, 31fsumneg 15946 . . . . . . . . 9 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 --(log‘(𝐹‘𝑘)) = -Σ𝑘 ∈ 𝐴 -(log‘(𝐹‘𝑘)))
3328, 30, 323eqtr2rd 2803 . . . . . . . 8 (𝜑 → -Σ𝑘 ∈ 𝐴 -(log‘(𝐹‘𝑘)) = (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (log‘(𝐹‘𝑘)))))
345, 31gsumfsum 21733 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) = Σ𝑘 ∈ 𝐴 -(log‘(𝐹‘𝑘)))
3534negeqd 11544 . . . . . . . 8 (𝜑 → -(ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) = -Σ𝑘 ∈ 𝐴 -(log‘(𝐹‘𝑘)))
3610feqmptd 6951 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐹 = (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑘)))
37 relogf1o 26887 . . . . . . . . . . . . 13 (log ↾ ℝ+):ℝ+–1-1-onto→ℝ
38 f1of 6822 . . . . . . . . . . . . 13 ((log ↾ ℝ+):ℝ+–1-1-onto→ℝ → (log ↾ ℝ+):ℝ+⟶ℝ)
3937, 38mp1i 14 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (log ↾ ℝ+):ℝ+⟶ℝ)
4039feqmptd 6951 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((log ↾ ℝ+)‘𝑥)))
41 fvres 6902 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ+ → ((log ↾ ℝ+)‘𝑥) = (log‘𝑥))
4241mpteq2ia 5200 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((log ↾ ℝ+)‘𝑥)) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥))
4340, 42eqtrdi 2812 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)))
44 fveq2 6883 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → (log‘𝑥) = (log‘(𝐹‘𝑘)))
4511, 36, 43, 44fmptco 7128 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹) = (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (log‘(𝐹‘𝑘))))
4645oveq2d 7434 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (log‘(𝐹‘𝑘)))))
4733, 35, 463eqtr4d 2806 . . . . . . 7 (𝜑 → -(ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) = (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)))
48 amgm.1 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑀 = (mulGrp‘ℂfld)
4948oveq1i 7428 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀 ↾s (ℂ ∖ {0})) = ((mulGrp‘ℂfld) ↾s (ℂ ∖ {0}))
5049rpmsubg 21730 . . . . . . . . . . . . 13 ℝ+ ∈ (SubGrp‘(𝑀 ↾s (ℂ ∖ {0})))
51 subgsubm 19352 . . . . . . . . . . . . 13 (ℝ+ ∈ (SubGrp‘(𝑀 ↾s (ℂ ∖ {0}))) → ℝ+ ∈ (SubMnd‘(𝑀 ↾s (ℂ ∖ {0}))))
5250, 51ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 ℝ+ ∈ (SubMnd‘(𝑀 ↾s (ℂ ∖ {0})))
53 cnfldbas 21675 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℂ = (Base‘ℂfld)
54 cndrng 21700 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℂfld ∈ DivRing
5553, 1, 54drngui 20979 . . . . . . . . . . . . . 14 (ℂ ∖ {0}) = (Unit‘ℂfld)
5655, 48unitsubm 20609 . . . . . . . . . . . . 13 (ℂfld ∈ Ring → (ℂ ∖ {0}) ∈ (SubMnd‘𝑀))
57 eqid 2761 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀 ↾s (ℂ ∖ {0})) = (𝑀 ↾s (ℂ ∖ {0}))
5857subsubm 19005 . . . . . . . . . . . . 13 ((ℂ ∖ {0}) ∈ (SubMnd‘𝑀) → (ℝ+ ∈ (SubMnd‘(𝑀 ↾s (ℂ ∖ {0}))) ↔ (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0}))))
592, 56, 58mp2b 10 . . . . . . . . . . . 12 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘(𝑀 ↾s (ℂ ∖ {0}))) ↔ (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0})))
6052, 59mpbi 233 . . . . . . . . . . 11 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0}))
6160simpli 489 . . . . . . . . . 10 ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀)
62 eqid 2761 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ↾s ℝ+) = (𝑀 ↾s ℝ+)
6362submbas 19003 . . . . . . . . . 10 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) → ℝ+ = (Base‘(𝑀 ↾s ℝ+)))
6461, 63ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ℝ+ = (Base‘(𝑀 ↾s ℝ+))
65 cnfld1 21696 . . . . . . . . . . . 12 1 = (1r‘ℂfld)
6648, 65ringidval 20402 . . . . . . . . . . 11 1 = (0g‘𝑀)
6762, 66subm0 19004 . . . . . . . . . 10 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) → 1 = (0g‘(𝑀 ↾s ℝ+)))
6861, 67ax-mp 5 . . . . . . . . 9 1 = (0g‘(𝑀 ↾s ℝ+))
69 cncrng 21692 . . . . . . . . . . 11 ℂfld ∈ CRing
7048crngmgp 20460 . . . . . . . . . . 11 (ℂfld ∈ CRing → 𝑀 ∈ CMnd)
7169, 70mp1i 14 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑀 ∈ CMnd)
7262submmnd 19002 . . . . . . . . . . 11 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) → (𝑀 ↾s ℝ+) ∈ Mnd)
7361, 72mp1i 14 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑀 ↾s ℝ+) ∈ Mnd)
7462subcmn 20044 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ CMnd ∧ (𝑀 ↾s ℝ+) ∈ Mnd) → (𝑀 ↾s ℝ+) ∈ CMnd)
7571, 73, 74syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 ↾s ℝ+) ∈ CMnd)
76 df-refld 21904 . . . . . . . . . . . 12 ℝfld = (ℂfld ↾s ℝ)
7776subrgring 20819 . . . . . . . . . . 11 (ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld) → ℝfld ∈ Ring)
787, 77ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ℝfld ∈ Ring
79 ringmnd 20463 . . . . . . . . . 10 (ℝfld ∈ Ring → ℝfld ∈ Mnd)
8078, 79mp1i 14 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ℝfld ∈ Mnd)
8148oveq1i 7428 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 ↾s ℝ+) = ((mulGrp‘ℂfld) ↾s ℝ+)
8281reloggim 26920 . . . . . . . . . . 11 (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀 ↾s ℝ+) GrpIso ℝfld)
83 gimghm 19471 . . . . . . . . . . 11 ((log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀 ↾s ℝ+) GrpIso ℝfld) → (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀 ↾s ℝ+) GrpHom ℝfld))
8482, 83ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀 ↾s ℝ+) GrpHom ℝfld)
85 ghmmhm 19433 . . . . . . . . . 10 ((log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀 ↾s ℝ+) GrpHom ℝfld) → (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀 ↾s ℝ+) MndHom ℝfld))
8684, 85mp1i 14 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀 ↾s ℝ+) MndHom ℝfld))
87 1ex 11296 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ V
8887a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ V)
8910, 5, 88fdmfifsupp 9360 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐹 finSupp 1)
9064, 68, 75, 80, 5, 86, 10, 89gsummhm 20145 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℝfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = ((log ↾ ℝ+)‘((𝑀 ↾s ℝ+) Σg 𝐹)))
91 subgsubm 19352 . . . . . . . . . 10 (ℝ ∈ (SubGrp‘ℂfld) → ℝ ∈ (SubMnd‘ℂfld))
929, 91syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ℝ ∈ (SubMnd‘ℂfld))
93 fco 6732 . . . . . . . . . 10 (((log ↾ ℝ+):ℝ+⟶ℝ ∧ 𝐹:𝐴⟶ℝ+) → ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹):𝐴⟶ℝ)
9439, 10, 93syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹):𝐴⟶ℝ)
955, 92, 94, 76gsumsubm 19024 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = (ℝfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)))
9661a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀))
975, 96, 10, 62gsumsubm 19024 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) = ((𝑀 ↾s ℝ+) Σg 𝐹))
9897fveq2d 6887 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)) = ((log ↾ ℝ+)‘((𝑀 ↾s ℝ+) Σg 𝐹)))
9990, 95, 983eqtr4d 2806 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)))
10066, 71, 5, 96, 10, 89gsumsubmcl 20126 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ∈ ℝ+)
101100fvresd 6903 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)) = (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))
10247, 99, 1013eqtrd 2800 . . . . . 6 (𝜑 → -(ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) = (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))
103102oveq1d 7433 . . . . 5 (𝜑 → (-(ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)) = ((log‘(𝑀 Σg 𝐹)) / (♯‘𝐴)))
104100relogcld 26944 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(𝑀 Σg 𝐹)) ∈ ℝ)
105104recnd 11330 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘(𝑀 Σg 𝐹)) ∈ ℂ)
106105, 24, 25divrec2d 12090 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘(𝑀 Σg 𝐹)) / (♯‘𝐴)) = ((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))))
10726, 103, 1063eqtrd 2800 . . . 4 (𝜑 → -((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)) = ((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))))
10836oveq2d 7434 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) = (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑘))))
10911rpcnd 13159 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
1105, 109gsumfsum 21733 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑘))) = Σ𝑘 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑘))
111108, 110eqtrd 2796 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) = Σ𝑘 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑘))
1125, 20, 11fsumrpcl 15896 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+)
113111, 112eqeltrd 2861 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) ∈ ℝ+)
11423nnrpd 13155 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘𝐴) ∈ ℝ+)
115113, 114rpdivcld 13174 . . . . . 6 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)) ∈ ℝ+)
116115relogcld 26944 . . . . 5 (𝜑 → (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))) ∈ ℝ)
11718, 23nndivred 12385 . . . . 5 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)) ∈ ℝ)
118 rpssre 13121 . . . . . . . . 9 ℝ+ ⊆ ℝ
119118a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ+ ⊆ ℝ)
120 relogcl 26896 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ ℝ+ → (log‘𝑤) ∈ ℝ)
121120adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) → (log‘𝑤) ∈ ℝ)
122121renegcld 11736 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) → -(log‘𝑤) ∈ ℝ)
123122fmpttd 7113 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)):ℝ+⟶ℝ)
124 ioorp 13549 . . . . . . . . . . . 12 (0(,)+∞) = ℝ+
125124eleq2i 2853 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∈ (0(,)+∞) ↔ 𝑎 ∈ ℝ+)
126124eleq2i 2853 . . . . . . . . . . 11 (𝑏 ∈ (0(,)+∞) ↔ 𝑏 ∈ ℝ+)
127 iccssioo2 13543 . . . . . . . . . . 11 ((𝑎 ∈ (0(,)+∞) ∧ 𝑏 ∈ (0(,)+∞)) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ (0(,)+∞))
128125, 126, 127syl2anbr 611 . . . . . . . . . 10 ((𝑎 ∈ ℝ+ ∧ 𝑏 ∈ ℝ+) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ (0(,)+∞))
129128, 124sseqtrdi 3971 . . . . . . . . 9 ((𝑎 ∈ ℝ+ ∧ 𝑏 ∈ ℝ+) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ ℝ+)
130129adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ+ ∧ 𝑏 ∈ ℝ+)) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ ℝ+)
13123nnrecred 12382 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 / (♯‘𝐴)) ∈ ℝ)
132114rpreccld 13167 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 / (♯‘𝐴)) ∈ ℝ+)
133132rpge0d 13161 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ (1 / (♯‘𝐴)))
134 elrege0 13578 . . . . . . . . . 10 ((1 / (♯‘𝐴)) ∈ (0[,)+∞) ↔ ((1 / (♯‘𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (1 / (♯‘𝐴))))
135131, 133, 134sylanbrc 595 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 / (♯‘𝐴)) ∈ (0[,)+∞))
136 fconst6g 6769 . . . . . . . . 9 ((1 / (♯‘𝐴)) ∈ (0[,)+∞) → (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}):𝐴⟶(0[,)+∞))
137135, 136syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}):𝐴⟶(0[,)+∞))
138 0lt1 11831 . . . . . . . . 9 0 < 1
139 fconstmpt 5713 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) = (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (1 / (♯‘𝐴)))
140139oveq2i 7429 . . . . . . . . . 10 (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))})) = (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (1 / (♯‘𝐴))))
141 ringmnd 20463 . . . . . . . . . . . . 13 (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ Mnd)
1422, 141mp1i 14 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ℂfld ∈ Mnd)
143131recnd 11330 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (1 / (♯‘𝐴)) ∈ ℂ)
144 eqid 2761 . . . . . . . . . . . . 13 (.g‘ℂfld) = (.g‘ℂfld)
14553, 144gsumconst 20141 . . . . . . . . . . . 12 ((ℂfld ∈ Mnd ∧ 𝐴 ∈ Fin ∧ (1 / (♯‘𝐴)) ∈ ℂ) → (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (1 / (♯‘𝐴)))) = ((♯‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (♯‘𝐴))))
146142, 5, 143, 145syl3anc 1398 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (1 / (♯‘𝐴)))) = ((♯‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (♯‘𝐴))))
14723nnzd 12712 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (♯‘𝐴) ∈ ℤ)
148 cnfldmulg 21703 . . . . . . . . . . . 12 (((♯‘𝐴) ∈ ℤ ∧ (1 / (♯‘𝐴)) ∈ ℂ) → ((♯‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (♯‘𝐴))) = ((♯‘𝐴) · (1 / (♯‘𝐴))))
149147, 143, 148syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((♯‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (♯‘𝐴))) = ((♯‘𝐴) · (1 / (♯‘𝐴))))
15024, 25recidd 12081 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((♯‘𝐴) · (1 / (♯‘𝐴))) = 1)
151146, 149, 1503eqtrd 2800 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (1 / (♯‘𝐴)))) = 1)
152140, 151eqtrid 2808 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))})) = 1)
153138, 152breqtrrid 5143 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))})))
154 logccv 26984 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) < (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
1551543adant1 1148 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) < (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
156 ioossre 13531 . . . . . . . . . . . . . . 15 (0(,)1) ⊆ ℝ
157 simp3 1156 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ (0(,)1))
158156, 157sselid 3929 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ ℝ)
159 simp21 1225 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑥 ∈ ℝ+)
160159relogcld 26944 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑥) ∈ ℝ)
161158, 160remulcld 11332 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · (log‘𝑥)) ∈ ℝ)
162 1re 11301 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 ∈ ℝ
163 resubcl 11615 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (1 − 𝑡) ∈ ℝ)
164162, 158, 163sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (1 − 𝑡) ∈ ℝ)
165 simp22 1226 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
166165relogcld 26944 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑦) ∈ ℝ)
167164, 166remulcld 11332 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)) ∈ ℝ)
168161, 167readdcld 11331 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) ∈ ℝ)
169 simp1 1154 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝜑)
170 ioossicc 13557 . . . . . . . . . . . . . . 15 (0(,)1) ⊆ (0[,]1)
171170, 157sselid 3929 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ (0[,]1))
172119, 130cvxcl 27305 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1))) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ+)
173169, 159, 165, 171, 172syl13anc 1399 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ+)
174173relogcld 26944 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) ∈ ℝ)
175168, 174ltnegd 11887 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) < (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) ↔ -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) < -((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)))))
176155, 175mpbid 235 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) < -((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))))
177 fveq2 6883 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) → (log‘𝑤) = (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
178177negeqd 11544 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) → -(log‘𝑤) = -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
179 eqid 2761 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) = (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))
180 negex 11548 . . . . . . . . . . . 12 -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) ∈ V
181178, 179, 180fvmpt 6991 . . . . . . . . . . 11 (((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) = -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
182173, 181syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) = -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
183 fveq2 6883 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 = 𝑥 → (log‘𝑤) = (log‘𝑥))
184183negeqd 11544 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 = 𝑥 → -(log‘𝑤) = -(log‘𝑥))
185 negex 11548 . . . . . . . . . . . . . . . 16 -(log‘𝑥) ∈ V
186184, 179, 185fvmpt 6991 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥) = -(log‘𝑥))
187159, 186syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥) = -(log‘𝑥))
188187oveq2d 7434 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) = (𝑡 · -(log‘𝑥)))
189158recnd 11330 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ ℂ)
190160recnd 11330 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
191189, 190mulneg2d 11763 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · -(log‘𝑥)) = -(𝑡 · (log‘𝑥)))
192188, 191eqtrd 2796 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) = -(𝑡 · (log‘𝑥)))
193 fveq2 6883 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 = 𝑦 → (log‘𝑤) = (log‘𝑦))
194193negeqd 11544 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 = 𝑦 → -(log‘𝑤) = -(log‘𝑦))
195 negex 11548 . . . . . . . . . . . . . . . 16 -(log‘𝑦) ∈ V
196194, 179, 195fvmpt 6991 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦) = -(log‘𝑦))
197165, 196syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦) = -(log‘𝑦))
198197oveq2d 7434 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦)) = ((1 − 𝑡) · -(log‘𝑦)))
199164recnd 11330 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (1 − 𝑡) ∈ ℂ)
200166recnd 11330 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑦) ∈ ℂ)
201199, 200mulneg2d 11763 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · -(log‘𝑦)) = -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)))
202198, 201eqtrd 2796 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦)) = -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)))
203192, 202oveq12d 7436 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦))) = (-(𝑡 · (log‘𝑥)) + -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))))
204161recnd 11330 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · (log‘𝑥)) ∈ ℂ)
205167recnd 11330 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)) ∈ ℂ)
206204, 205negdid 11675 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → -((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) = (-(𝑡 · (log‘𝑥)) + -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))))
207203, 206eqtr4d 2799 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦))) = -((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))))
208176, 182, 2073brtr4d 5137 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+ ∧ 𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) < ((𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦))))
209119, 123, 130, 208scvxcvx 27306 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ ℝ+ ∧ 𝑣 ∈ ℝ+ ∧ 𝑠 ∈ (0[,]1))) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((𝑠 · 𝑢) + ((1 − 𝑠) · 𝑣))) ≤ ((𝑠 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑢)) + ((1 − 𝑠) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑣))))
210119, 123, 130, 5, 137, 10, 153, 209jensen 27309 . . . . . . 7 (𝜑 → (((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}))) ∈ ℝ+ ∧ ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))})))) ≤ ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))})))))
211210simprd 501 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))})))) ≤ ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}))))
212131adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (1 / (♯‘𝐴)) ∈ ℝ)
213139a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) = (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (1 / (♯‘𝐴))))
2145, 212, 11, 213, 36offval2 7711 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · 𝐹) = (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ ((1 / (♯‘𝐴)) · (𝐹‘𝑘))))
215214oveq2d 7434 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · 𝐹)) = (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ ((1 / (♯‘𝐴)) · (𝐹‘𝑘)))))
216 cnfldmul 21679 . . . . . . . . . . . 12 · = (.r‘ℂfld)
2172a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ℂfld ∈ Ring)
218109fmpttd 7113 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑘)):𝐴⟶ℂ)
219218, 5, 16fdmfifsupp 9360 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑘)) finSupp 0)
22053, 1, 216, 217, 5, 143, 109, 219gsummulc2 20539 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ ((1 / (♯‘𝐴)) · (𝐹‘𝑘)))) = ((1 / (♯‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑘)))))
221 fss 6724 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐹:𝐴⟶ℝ+ ∧ ℝ+ ⊆ ℝ) → 𝐹:𝐴⟶ℝ)
22210, 118, 221sylancl 598 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ)
22310, 5, 16fdmfifsupp 9360 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐹 finSupp 0)
2241, 4, 5, 9, 222, 223gsumsubgcl 20127 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) ∈ ℝ)
225224recnd 11330 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) ∈ ℂ)
226225, 24, 25divrec2d 12090 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)) = ((1 / (♯‘𝐴)) · (ℂfld Σg 𝐹)))
227108oveq2d 7434 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((1 / (♯‘𝐴)) · (ℂfld Σg 𝐹)) = ((1 / (♯‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑘)))))
228226, 227eqtr2d 2797 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((1 / (♯‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ (𝐹‘𝑘)))) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)))
229215, 220, 2283eqtrd 2800 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · 𝐹)) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)))
230229, 152oveq12d 7436 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}))) = (((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)) / 1))
231224, 23nndivred 12385 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)) ∈ ℝ)
232231recnd 11330 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)) ∈ ℂ)
233232div1d 12078 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)) / 1) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)))
234230, 233eqtrd 2796 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}))) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)))
235234fveq2d 6887 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))})))) = ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))))
236 fveq2 6883 . . . . . . . . . 10 (𝑤 = ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)) → (log‘𝑤) = (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))))
237236negeqd 11544 . . . . . . . . 9 (𝑤 = ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)) → -(log‘𝑤) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))))
238 negex 11548 . . . . . . . . 9 -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))) ∈ V
239237, 179, 238fvmpt 6991 . . . . . . . 8 (((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)) ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))))
240115, 239syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))))
241235, 240eqtrd 2796 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))})))) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))))
24253, 1, 216, 217, 5, 143, 31, 17gsummulc2 20539 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ ((1 / (♯‘𝐴)) · -(log‘(𝐹‘𝑘))))) = ((1 / (♯‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘))))))
243 negex 11548 . . . . . . . . . . . 12 -(log‘(𝐹‘𝑘)) ∈ V
244243a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → -(log‘(𝐹‘𝑘)) ∈ V)
245 eqidd 2762 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) = (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)))
246 fveq2 6883 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = (𝐹‘𝑘) → (log‘𝑤) = (log‘(𝐹‘𝑘)))
247246negeqd 11544 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = (𝐹‘𝑘) → -(log‘𝑤) = -(log‘(𝐹‘𝑘)))
24811, 36, 245, 247fmptco 7128 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹) = (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘))))
2495, 212, 244, 213, 248offval2 7711 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹)) = (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ ((1 / (♯‘𝐴)) · -(log‘(𝐹‘𝑘)))))
250249oveq2d 7434 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) = (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ ((1 / (♯‘𝐴)) · -(log‘(𝐹‘𝑘))))))
25119, 24, 25divrec2d 12090 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)) = ((1 / (♯‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘))))))
252242, 250, 2513eqtr4d 2806 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) = ((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)))
253252, 152oveq12d 7436 . . . . . . 7 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}))) = (((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)) / 1))
254117recnd 11330 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)) ∈ ℂ)
255254div1d 12078 . . . . . . 7 (𝜑 → (((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)) / 1) = ((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)))
256253, 255eqtrd 2796 . . . . . 6 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}) ∘f · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (♯‘𝐴))}))) = ((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)))
257211, 241, 2563brtr3d 5136 . . . . 5 (𝜑 → -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))) ≤ ((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)))
258116, 117, 257lenegcon1d 11891 . . . 4 (𝜑 → -((ℂfld Σg (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ -(log‘(𝐹‘𝑘)))) / (♯‘𝐴)) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))))
259107, 258eqbrtrrd 5129 . . 3 (𝜑 → ((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))))
260131, 104remulcld 11332 . . . 4 (𝜑 → ((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ∈ ℝ)
261 efle 16279 . . . 4 ((((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ∈ ℝ ∧ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))) ∈ ℝ) → (((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))) ↔ (exp‘((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))) ≤ (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))))))
262260, 116, 261syl2anc 596 . . 3 (𝜑 → (((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))) ↔ (exp‘((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))) ≤ (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴))))))
263259, 262mpbid 235 . 2 (𝜑 → (exp‘((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))) ≤ (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)))))
264100rpcnd 13159 . . 3 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ∈ ℂ)
265100rpne0d 13162 . . 3 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ≠ 0)
266264, 265, 143cxpefd 27033 . 2 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹)↑𝑐(1 / (♯‘𝐴))) = (exp‘((1 / (♯‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))))
267115reeflogd 26945 . . 3 (𝜑 → (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)))) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)))
268267eqcomd 2767 . 2 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)) = (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)))))
269263, 266, 2683brtr4d 5137 1 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹)↑𝑐(1 / (♯‘𝐴))) ≤ ((ℂfld Σg 𝐹) / (♯‘𝐴)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  Vcvv 3451   ∖ cdif 3896   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  {csn 4584   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186   × cxp 5649   ↾ cres 5653   ∘ ccom 5655  ⟶wf 6533  –1-1-onto→wf1o 6536  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418   ∘f cof 7689  Fincfn 8966  ℂcc 11191  ℝcr 11192  0cc0 11193  1c1 11194   + caddc 11196   · cmul 11198  +∞cpnf 11333   < clt 11336   ≤ cle 11337   − cmin 11534  -cneg 11535   / cdiv 11966  ℕcn 12328  ℤcz 12686  ℝ+crp 13113  (,)cioo 13469  [,)cico 13471  [,]cicc 13472  ♯chash 14467  Σcsu 15846  expce 16220  Basecbs 17380   ↾s cress 17401  0gc0g 17603   Σg cgsu 17604  Mndcmnd 18916   MndHom cmhm 18969  SubMndcsubmnd 18970  .gcmg 19270  SubGrpcsubg 19323   GrpHom cghm 19420   GrpIso cgim 19464  CMndccmn 19987  Abelcabl 19988  mulGrpcmgp 20353  Ringcrg 20452  CRingccrg 20453  SubRingcsubrg 20814  DivRingcdr 20973  ℂfldccnfld 21671  ℝfldcrefld 21903  logclog 26875  ↑𝑐ccxp 26876
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-inf2 9635  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270  ax-pre-sup 11271  ax-addf 11272  ax-mulf 11273
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-of 7691  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-supp 8171  df-tpos 8236  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-2o 8470  df-er 8710  df-map 8842  df-pm 8843  df-ixp 8919  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-fsupp 9347  df-fi 9396  df-sup 9427  df-inf 9428  df-oi 9497  df-card 10013  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-div 11967  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-4 12400  df-5 12401  df-6 12402  df-7 12403  df-8 12404  df-9 12405  df-n0 12600  df-z 12687  df-dec 12808  df-uz 12959  df-q 13069  df-rp 13114  df-xneg 13234  df-xadd 13235  df-xmul 13236  df-ioo 13473  df-ioc 13474  df-ico 13475  df-icc 13476  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-fl 13925  df-mod 14003  df-seq 14138  df-exp 14198  df-fac 14411  df-bc 14440  df-hash 14468  df-shft 15213  df-cj 15259  df-re 15260  df-im 15261  df-sqrt 15395  df-abs 15396  df-limsup 15631  df-clim 15648  df-rlim 15649  df-sum 15847  df-ef 16226  df-sin 16228  df-cos 16229  df-pi 16231  df-struct 17318  df-sets 17335  df-slot 17353  df-ndx 17365  df-base 17381  df-ress 17402  df-plusg 17434  df-mulr 17435  df-starv 17436  df-sca 17437  df-vsca 17438  df-ip 17439  df-tset 17440  df-ple 17441  df-ds 17443  df-unif 17444  df-hom 17445  df-cco 17446  df-rest 17586  df-topn 17587  df-0g 17605  df-gsum 17606  df-topgen 17607  df-pt 17608  df-prds 17611  df-xrs 17667  df-qtop 17672  df-imas 17673  df-xps 17675  df-mre 17749  df-mrc 17750  df-acs 17752  df-mgm 18809  df-sgrp 18901  df-mnd 18917  df-mhm 18971  df-submnd 18972  df-grp 19140  df-minusg 19141  df-mulg 19271  df-subg 19326  df-ghm 19421  df-gim 19466  df-cntz 19524  df-cmn 19989  df-abl 19990  df-mgp 20354  df-rng 20368  df-ur 20401  df-ring 20454  df-cring 20455  df-oppr 20560  df-dvdsr 20580  df-unit 20581  df-invr 20611  df-dvr 20624  df-subrng 20791  df-subrg 20815  df-drng 20975  df-psmet 21663  df-xmet 21664  df-met 21665  df-bl 21666  df-mopn 21667  df-fbas 21668  df-fg 21669  df-cnfld 21672  df-refld 21904  df-top 23205  df-topon 23222  df-topsp 23244  df-bases 23257  df-cld 23330  df-ntr 23331  df-cls 23332  df-nei 23409  df-lp 23447  df-perf 23448  df-cn 23538  df-cnp 23539  df-haus 23626  df-cmp 23698  df-tx 23874  df-hmeo 24067  df-fil 24158  df-fm 24250  df-flim 24251  df-flf 24252  df-xms 24632  df-ms 24633  df-tms 24634  df-cncf 25192  df-limc 26179  df-dv 26180  df-log 26877  df-cxp 26878
This theorem is used by:  amgm  27311  amgm2d  45183  amgm3d  45184  amgm4d  45185
  Copyright terms: Public domain W3C validator