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

Theorem axcontlem5 28998
Description: Lemma for axcont 29006. 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 28995 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) → 𝐹:𝐷1-1-onto→(0[,)+∞))
4 f1of 6849 . . . . 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[,)+∞))
65ffvelcdmda 7104 . . 3 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → (𝐹𝑃) ∈ (0[,)+∞))
7 eleq1 2827 . . 3 ((𝐹𝑃) = 𝑇 → ((𝐹𝑃) ∈ (0[,)+∞) ↔ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
86, 7syl5ibcom 245 . 2 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
9 simpl 482 . . 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 6850 . . . . . . 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 6960 . . . . . 6 ((𝐹 Fn 𝐷𝑃𝐷) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑃𝐹𝑇))
1412, 13sylan 580 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑃𝐹𝑇))
15143adant3 1131 . . . 4 ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑍 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑈 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑍𝑈) ∧ 𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → ((𝐹𝑃) = 𝑇𝑃𝐹𝑇))
16 eleq1 2827 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑃 → (𝑥𝐷𝑃𝐷))
17 fveq1 6906 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑃 → (𝑥𝑖) = (𝑃𝑖))
1817eqeq1d 2737 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑃 → ((𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ (𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))))
1918ralbidv 3176 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑃 → (∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖)))))
2019anbi2d 630 . . . . . . . 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 632 . . . . . . 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 2827 . . . . . . . . . 10 (𝑡 = 𝑇 → (𝑡 ∈ (0[,)+∞) ↔ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
23 oveq2 7439 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑡 = 𝑇 → (1 − 𝑡) = (1 − 𝑇))
2423oveq1d 7446 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑡 = 𝑇 → ((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) = ((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)))
25 oveq1 7438 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑡 = 𝑇 → (𝑡 · (𝑈𝑖)) = (𝑇 · (𝑈𝑖)))
2624, 25oveq12d 7449 . . . . . . . . . . . 12 (𝑡 = 𝑇 → (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))
2726eqeq2d 2746 . . . . . . . . . . 11 (𝑡 = 𝑇 → ((𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ (𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))
2827ralbidv 3176 . . . . . . . . . 10 (𝑡 = 𝑇 → (∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑍𝑖)) + (𝑡 · (𝑈𝑖))) ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))
2922, 28anbi12d 632 . . . . . . . . 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 630 . . . . . . . 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 468 . . . . . . . . . . 11 (((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ↔ (𝑃𝐷 ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞))))
32 anidm 564 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ↔ 𝑇 ∈ (0[,)+∞))
3332anbi2i 623 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃𝐷 ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞))) ↔ (𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
3431, 33bitr2i 276 . . . . . . . . . 10 ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ↔ ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ 𝑇 ∈ (0[,)+∞)))
3534anbi1i 624 . . . . . . . . 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 468 . . . . . . . . 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 468 . . . . . . . . 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 301 . . . . . . . 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, 38bitrdi 287 . . . . . . 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 5549 . . . . . 6 ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → (𝑃𝐹𝑇 ↔ ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) ∧ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖)))))))
4140bianabs 541 . . . . 5 ((𝑃𝐷𝑇 ∈ (0[,)+∞)) → (𝑃𝐹𝑇 ↔ (𝑇 ∈ (0[,)+∞) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝑃𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝑍𝑖)) + (𝑇 · (𝑈𝑖))))))
42413adant1 1129 . . . 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 279 . . 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 1120 . 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 379 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 206  wa 395  wo 847  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  wne 2938  wral 3059  {crab 3433  cop 4637   class class class wbr 5148  {copab 5210   Fn wfn 6558  wf 6559  1-1-ontowf1o 6562  cfv 6563  (class class class)co 7431  0cc0 11153  1c1 11154   + caddc 11156   · cmul 11158  +∞cpnf 11290  cmin 11490  cn 12264  [,)cico 13386  ...cfz 13544  𝔼cee 28918   Btwn cbtwn 28919
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8744  df-map 8867  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-z 12612  df-uz 12877  df-ico 13390  df-icc 13391  df-fz 13545  df-ee 28921  df-btwn 28922
This theorem is referenced by:  axcontlem6  28999
  Copyright terms: Public domain W3C validator