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

Theorem dvcvx 26395
Description: A real function with strictly increasing derivative is strictly convex. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dvcvx.a (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
dvcvx.b (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
dvcvx.l (𝜑 → 𝐴 < 𝐵)
dvcvx.f (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
dvcvx.d (𝜑 → (ℝ D 𝐹) Isom < , < ((𝐴(,)𝐵), 𝑊))
dvcvx.t (𝜑 → 𝑇 ∈ (0(,)1))
dvcvx.c 𝐶 = ((𝑇 · 𝐴) + ((1 − 𝑇) · 𝐵))
Assertion
Ref Expression
dvcvx (𝜑 → (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵))))

Proof of Theorem dvcvx
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvcvx.a . . 3 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2 dvcvx.c . . . 4 𝐶 = ((𝑇 · 𝐴) + ((1 − 𝑇) · 𝐵))
3 dvcvx.t . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑇 ∈ (0(,)1))
4 elioore 13546 . . . . . . 7 (𝑇 ∈ (0(,)1) → 𝑇 ∈ ℝ)
53, 4syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑇 ∈ ℝ)
65, 1remulcld 11378 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇 · 𝐴) ∈ ℝ)
7 1re 11347 . . . . . . 7 1 ∈ ℝ
8 resubcl 11661 . . . . . . 7 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑇 ∈ ℝ) → (1 − 𝑇) ∈ ℝ)
97, 5, 8sylancr 599 . . . . . 6 (𝜑 → (1 − 𝑇) ∈ ℝ)
10 dvcvx.b . . . . . 6 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
119, 10remulcld 11378 . . . . 5 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · 𝐵) ∈ ℝ)
126, 11readdcld 11377 . . . 4 (𝜑 → ((𝑇 · 𝐴) + ((1 − 𝑇) · 𝐵)) ∈ ℝ)
132, 12eqeltrid 2868 . . 3 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
14 1cnd 11341 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
155recnd 11376 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑇 ∈ ℂ)
161recnd 11376 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
1714, 15, 16subdird 11812 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · 𝐴) = ((1 · 𝐴) − (𝑇 · 𝐴)))
1816mullidd 11366 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 · 𝐴) = 𝐴)
1918oveq1d 7466 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 · 𝐴) − (𝑇 · 𝐴)) = (𝐴 − (𝑇 · 𝐴)))
2017, 19eqtrd 2798 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · 𝐴) = (𝐴 − (𝑇 · 𝐴)))
21 dvcvx.l . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 < 𝐵)
22 eliooord 13576 . . . . . . . . . . 11 (𝑇 ∈ (0(,)1) → (0 < 𝑇 ∧ 𝑇 < 1))
233, 22syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0 < 𝑇 ∧ 𝑇 < 1))
2423simprd 501 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑇 < 1)
25 posdif 11849 . . . . . . . . . 10 ((𝑇 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝑇 < 1 ↔ 0 < (1 − 𝑇)))
265, 7, 25sylancl 598 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑇 < 1 ↔ 0 < (1 − 𝑇)))
2724, 26mpbid 235 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < (1 − 𝑇))
28 ltmul2 12208 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ ((1 − 𝑇) ∈ ℝ ∧ 0 < (1 − 𝑇))) → (𝐴 < 𝐵 ↔ ((1 − 𝑇) · 𝐴) < ((1 − 𝑇) · 𝐵)))
291, 10, 9, 27, 28syl112anc 1402 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ ((1 − 𝑇) · 𝐴) < ((1 − 𝑇) · 𝐵)))
3021, 29mpbid 235 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · 𝐴) < ((1 − 𝑇) · 𝐵))
3120, 30eqbrtrrd 5135 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 − (𝑇 · 𝐴)) < ((1 − 𝑇) · 𝐵))
321, 6, 11ltsubadd2d 11954 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 − (𝑇 · 𝐴)) < ((1 − 𝑇) · 𝐵) ↔ 𝐴 < ((𝑇 · 𝐴) + ((1 − 𝑇) · 𝐵))))
3331, 32mpbid 235 . . . 4 (𝜑 → 𝐴 < ((𝑇 · 𝐴) + ((1 − 𝑇) · 𝐵)))
3433, 2breqtrrdi 5153 . . 3 (𝜑 → 𝐴 < 𝐶)
351leidd 11922 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐴)
3610recnd 11376 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
3714, 15, 36subdird 11812 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · 𝐵) = ((1 · 𝐵) − (𝑇 · 𝐵)))
3836mullidd 11366 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 · 𝐵) = 𝐵)
3938oveq1d 7466 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((1 · 𝐵) − (𝑇 · 𝐵)) = (𝐵 − (𝑇 · 𝐵)))
4037, 39eqtrd 2798 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · 𝐵) = (𝐵 − (𝑇 · 𝐵)))
415, 10remulcld 11378 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑇 · 𝐵) ∈ ℝ)
4223simpld 500 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 < 𝑇)
43 ltmul2 12208 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (𝑇 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑇)) → (𝐴 < 𝐵 ↔ (𝑇 · 𝐴) < (𝑇 · 𝐵)))
441, 10, 5, 42, 43syl112anc 1402 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ (𝑇 · 𝐴) < (𝑇 · 𝐵)))
4521, 44mpbid 235 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑇 · 𝐴) < (𝑇 · 𝐵))
466, 41, 10, 45ltsub2dd 11969 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵 − (𝑇 · 𝐵)) < (𝐵 − (𝑇 · 𝐴)))
4740, 46eqbrtrd 5133 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · 𝐵) < (𝐵 − (𝑇 · 𝐴)))
486, 11, 10ltaddsub2d 11957 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑇 · 𝐴) + ((1 − 𝑇) · 𝐵)) < 𝐵 ↔ ((1 − 𝑇) · 𝐵) < (𝐵 − (𝑇 · 𝐴))))
4947, 48mpbird 260 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑇 · 𝐴) + ((1 − 𝑇) · 𝐵)) < 𝐵)
502, 49eqbrtrid 5146 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐶 < 𝐵)
5113, 10, 50ltled 11497 . . . . 5 (𝜑 → 𝐶 ≤ 𝐵)
52 iccss 13585 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐴 ≤ 𝐴 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵)) → (𝐴[,]𝐶) ⊆ (𝐴[,]𝐵))
531, 10, 35, 51, 52syl22anc 852 . . . 4 (𝜑 → (𝐴[,]𝐶) ⊆ (𝐴[,]𝐵))
54 dvcvx.f . . . 4 (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
55 rescncf 25273 . . . 4 ((𝐴[,]𝐶) ⊆ (𝐴[,]𝐵) → (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) → (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)) ∈ ((𝐴[,]𝐶)–cn→ℝ)))
5653, 54, 55sylc 66 . . 3 (𝜑 → (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)) ∈ ((𝐴[,]𝐶)–cn→ℝ))
57 ax-resscn 11296 . . . . . . . 8 ℝ ⊆ ℂ
5857a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
59 cncff 25269 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
6054, 59syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
61 fss 6756 . . . . . . . 8 ((𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
6260, 57, 61sylancl 598 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
63 iccssre 13600 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
641, 10, 63syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
65 iccssre 13600 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐶) ⊆ ℝ)
661, 13, 65syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴[,]𝐶) ⊆ ℝ)
67 eqid 2763 . . . . . . . 8 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
68 tgioo4 25179 . . . . . . . 8 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
6967, 68dvres 26286 . . . . . . 7 (((ℝ ⊆ ℂ ∧ 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ) ∧ ((𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ ∧ (𝐴[,]𝐶) ⊆ ℝ)) → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐶))))
7058, 62, 64, 66, 69syl22anc 852 . . . . . 6 (𝜑 → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐶))))
71 iccntr 25196 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐶)) = (𝐴(,)𝐶))
721, 13, 71syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐶)) = (𝐴(,)𝐶))
7372reseq2d 5986 . . . . . 6 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐶))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐶)))
7470, 73eqtrd 2798 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐶)))
7574dmeqd 5899 . . . 4 (𝜑 → dom (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))) = dom ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐶)))
76 dmres 6020 . . . . 5 dom ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐶)) = ((𝐴(,)𝐶) ∩ dom (ℝ D 𝐹))
7710rexrd 11398 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
78 iooss2 13552 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → (𝐴(,)𝐶) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
7977, 51, 78syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴(,)𝐶) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
80 dvcvx.d . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) Isom < , < ((𝐴(,)𝐵), 𝑊))
81 isof1o 7362 . . . . . . . 8 ((ℝ D 𝐹) Isom < , < ((𝐴(,)𝐵), 𝑊) → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶1-1onto𝑊)
82 f1odm 6858 . . . . . . . 8 ((ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶1-1onto𝑊 → dom (ℝ D 𝐹) = (𝐴(,)𝐵))
8380, 81, 823syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) = (𝐴(,)𝐵))
8479, 83sseqtrrd 3950 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴(,)𝐶) ⊆ dom (ℝ D 𝐹))
85 dfss2 4097 . . . . . 6 ((𝐴(,)𝐶) ⊆ dom (ℝ D 𝐹) ↔ ((𝐴(,)𝐶) ∩ dom (ℝ D 𝐹)) = (𝐴(,)𝐶))
8684, 85sylib 221 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴(,)𝐶) ∩ dom (ℝ D 𝐹)) = (𝐴(,)𝐶))
8776, 86eqtrid 2810 . . . 4 (𝜑 → dom ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐶)) = (𝐴(,)𝐶))
8875, 87eqtrd 2798 . . 3 (𝜑 → dom (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))) = (𝐴(,)𝐶))
891, 13, 34, 56, 88mvth 26367 . 2 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶)((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)))‘𝑥) = ((((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)))
901, 13, 34ltled 11497 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐶)
9110leidd 11922 . . . . 5 (𝜑 → 𝐵 ≤ 𝐵)
92 iccss 13585 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐵 ≤ 𝐵)) → (𝐶[,]𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵))
931, 10, 90, 91, 92syl22anc 852 . . . 4 (𝜑 → (𝐶[,]𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵))
94 rescncf 25273 . . . 4 ((𝐶[,]𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵) → (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) → (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)) ∈ ((𝐶[,]𝐵)–cn→ℝ)))
9593, 54, 94sylc 66 . . 3 (𝜑 → (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)) ∈ ((𝐶[,]𝐵)–cn→ℝ))
96 iccssre 13600 . . . . . . . 8 ((𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐶[,]𝐵) ⊆ ℝ)
9713, 10, 96syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶[,]𝐵) ⊆ ℝ)
9867, 68dvres 26286 . . . . . . 7 (((ℝ ⊆ ℂ ∧ 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ) ∧ ((𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ ∧ (𝐶[,]𝐵) ⊆ ℝ)) → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐶[,]𝐵))))
9958, 62, 64, 97, 98syl22anc 852 . . . . . 6 (𝜑 → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐶[,]𝐵))))
100 iccntr 25196 . . . . . . . 8 ((𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐶[,]𝐵)) = (𝐶(,)𝐵))
10113, 10, 100syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐶[,]𝐵)) = (𝐶(,)𝐵))
102101reseq2d 5986 . . . . . 6 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐶[,]𝐵))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐶(,)𝐵)))
10399, 102eqtrd 2798 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐶(,)𝐵)))
104103dmeqd 5899 . . . 4 (𝜑 → dom (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))) = dom ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐶(,)𝐵)))
105 dmres 6020 . . . . 5 dom ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐶(,)𝐵)) = ((𝐶(,)𝐵) ∩ dom (ℝ D 𝐹))
1061rexrd 11398 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
107 iooss1 13551 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶) → (𝐶(,)𝐵) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
108106, 90, 107syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶(,)𝐵) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
109108, 83sseqtrrd 3950 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐶(,)𝐵) ⊆ dom (ℝ D 𝐹))
110 dfss2 4097 . . . . . 6 ((𝐶(,)𝐵) ⊆ dom (ℝ D 𝐹) ↔ ((𝐶(,)𝐵) ∩ dom (ℝ D 𝐹)) = (𝐶(,)𝐵))
111109, 110sylib 221 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐶(,)𝐵) ∩ dom (ℝ D 𝐹)) = (𝐶(,)𝐵))
112105, 111eqtrid 2810 . . . 4 (𝜑 → dom ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐶(,)𝐵)) = (𝐶(,)𝐵))
113104, 112eqtrd 2798 . . 3 (𝜑 → dom (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))) = (𝐶(,)𝐵))
11413, 10, 50, 95, 113mvth 26367 . 2 (𝜑 → ∃𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵)((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)))‘𝑦) = ((((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)))
115 reeanv 3238 . . 3 (∃𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶)∃𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵)(((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)))‘𝑥) = ((((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ∧ ((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)))‘𝑦) = ((((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))) ↔ (∃𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶)((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)))‘𝑥) = ((((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ∧ ∃𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵)((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)))‘𝑦) = ((((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))))
11674fveq1d 6918 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)))‘𝑥) = (((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐶))‘𝑥))
117 fvres 6935 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) → (((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐶))‘𝑥) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑥))
118117adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵)) → (((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐶))‘𝑥) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑥))
119116, 118sylan9eq 2818 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → ((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)))‘𝑥) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑥))
12013rexrd 11398 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ*)
121 ubicc2 13636 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐶))
122106, 120, 90, 121syl3anc 1399 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐶))
123122fvresd 6936 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) = (𝐹‘𝐶))
124 lbicc2 13635 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶) → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐶))
125106, 120, 90, 124syl3anc 1399 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐶))
126125fvresd 6936 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴) = (𝐹‘𝐴))
127123, 126oveq12d 7469 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) = ((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)))
128127oveq1d 7466 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) = (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)))
129128adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → ((((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) = (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)))
130119, 129eqeq12d 2779 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → (((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)))‘𝑥) = ((((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ↔ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥) = (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴))))
131103fveq1d 6918 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)))‘𝑦) = (((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐶(,)𝐵))‘𝑦))
132 fvres 6935 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵) → (((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐶(,)𝐵))‘𝑦) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑦))
133132adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵)) → (((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐶(,)𝐵))‘𝑦) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑦))
134131, 133sylan9eq 2818 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → ((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)))‘𝑦) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑦))
135 ubicc2 13636 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝐶[,]𝐵))
136120, 77, 51, 135syl3anc 1399 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐵 ∈ (𝐶[,]𝐵))
137136fvresd 6936 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) = (𝐹‘𝐵))
138 lbicc2 13635 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐶 ∈ (𝐶[,]𝐵))
139120, 77, 51, 138syl3anc 1399 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐶[,]𝐵))
140139fvresd 6936 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶) = (𝐹‘𝐶))
141137, 140oveq12d 7469 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) = ((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)))
142141oveq1d 7466 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)) = (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)))
143142adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → ((((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)) = (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)))
144134, 143eqeq12d 2779 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → (((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)))‘𝑦) = ((((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)) ↔ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))))
145130, 144anbi12d 644 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → ((((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)))‘𝑥) = ((((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ∧ ((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)))‘𝑦) = ((((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))) ↔ (((ℝ D 𝐹)‘𝑥) = (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)))))
146 elioore 13546 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) → 𝑥 ∈ ℝ)
147146ad2antrl 741 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → 𝑥 ∈ ℝ)
14813adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → 𝐶 ∈ ℝ)
149 elioore 13546 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵) → 𝑦 ∈ ℝ)
150149ad2antll 742 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → 𝑦 ∈ ℝ)
151 eliooord 13576 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) → (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐶))
152151ad2antrl 741 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐶))
153152simprd 501 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → 𝑥 < 𝐶)
154 eliooord 13576 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵) → (𝐶 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵))
155154ad2antll 742 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → (𝐶 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵))
156155simpld 500 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → 𝐶 < 𝑦)
157147, 148, 150, 153, 156lttrd 11510 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → 𝑥 < 𝑦)
15880adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → (ℝ D 𝐹) Isom < , < ((𝐴(,)𝐵), 𝑊))
15979sselda 3913 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶)) → 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵))
160159adantrr 730 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵))
161108sselda 3913 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵))
162161adantrl 729 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵))
163 isorel 7365 . . . . . . . . 9 (((ℝ D 𝐹) Isom < , < ((𝐴(,)𝐵), 𝑊) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → (𝑥 < 𝑦 ↔ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥) < ((ℝ D 𝐹)‘𝑦)))
164158, 160, 162, 163syl12anc 850 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → (𝑥 < 𝑦 ↔ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥) < ((ℝ D 𝐹)‘𝑦)))
165157, 164mpbid 235 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑥) < ((ℝ D 𝐹)‘𝑦))
166 breq12 5113 . . . . . . 7 ((((ℝ D 𝐹)‘𝑥) = (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑥) < ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ↔ (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))))
167165, 166syl5ibcom 248 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → ((((ℝ D 𝐹)‘𝑥) = (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))) → (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))))
16853, 122sseldd 3914 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
16960, 168ffvelcdmd 7117 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐹‘𝐶) ∈ ℝ)
17053, 125sseldd 3914 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
17160, 170ffvelcdmd 7117 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐹‘𝐴) ∈ ℝ)
172169, 171resubcld 11783 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) ∈ ℝ)
17327gt0ne0d 11920 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 − 𝑇) ≠ 0)
174172, 9, 173redivcld 12185 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) ∈ ℝ)
17593, 136sseldd 3914 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵))
17660, 175ffvelcdmd 7117 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐹‘𝐵) ∈ ℝ)
177176, 169resubcld 11783 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) ∈ ℝ)
17842gt0ne0d 11920 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑇 ≠ 0)
179177, 5, 178redivcld 12185 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇) ∈ ℝ)
18010, 1resubcld 11783 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ)
1811, 10posdifd 11943 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ 0 < (𝐵 − 𝐴)))
18221, 181mpbid 235 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 < (𝐵 − 𝐴))
183 ltdiv1 12221 . . . . . . . . 9 (((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) ∈ ℝ ∧ (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇) ∈ ℝ ∧ ((𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵 − 𝐴))) → ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇) ↔ ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) / (𝐵 − 𝐴)) < ((((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇) / (𝐵 − 𝐴))))
184174, 179, 180, 182, 183syl112anc 1402 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇) ↔ ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) / (𝐵 − 𝐴)) < ((((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇) / (𝐵 − 𝐴))))
185172recnd 11376 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) ∈ ℂ)
186185, 15mulcomd 11369 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) · 𝑇) = (𝑇 · ((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴))))
187169recnd 11376 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐹‘𝐶) ∈ ℂ)
188171recnd 11376 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐹‘𝐴) ∈ ℂ)
18915, 187, 188subdid 11811 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑇 · ((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴))) = ((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))))
190186, 189eqtrd 2798 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) · 𝑇) = ((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))))
191177recnd 11376 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) ∈ ℂ)
1929recnd 11376 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (1 − 𝑇) ∈ ℂ)
193191, 192mulcomd 11369 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) · (1 − 𝑇)) = ((1 − 𝑇) · ((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶))))
194176recnd 11376 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐹‘𝐵) ∈ ℂ)
195192, 194, 187subdid 11811 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · ((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶))) = (((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)) − ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))))
196193, 195eqtrd 2798 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) · (1 − 𝑇)) = (((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)) − ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))))
197190, 196breq12d 5121 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) · 𝑇) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) · (1 − 𝑇)) ↔ ((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) < (((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)) − ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶)))))
1985, 42jca 521 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑇 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑇))
1999, 27jca 521 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((1 − 𝑇) ∈ ℝ ∧ 0 < (1 − 𝑇)))
200 lt2mul2div 12235 . . . . . . . . . 10 (((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) ∈ ℝ ∧ (𝑇 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑇)) ∧ (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) ∈ ℝ ∧ ((1 − 𝑇) ∈ ℝ ∧ 0 < (1 − 𝑇)))) → ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) · 𝑇) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) · (1 − 𝑇)) ↔ (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇)))
201172, 198, 177, 199, 200syl22anc 852 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) · 𝑇) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) · (1 − 𝑇)) ↔ (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇)))
2025, 169remulcld 11378 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑇 · (𝐹‘𝐶)) ∈ ℝ)
203202recnd 11376 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑇 · (𝐹‘𝐶)) ∈ ℂ)
2049, 169remulcld 11378 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶)) ∈ ℝ)
205204recnd 11376 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶)) ∈ ℂ)
2065, 171remulcld 11378 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑇 · (𝐹‘𝐴)) ∈ ℝ)
207206recnd 11376 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑇 · (𝐹‘𝐴)) ∈ ℂ)
208203, 205, 207addsubd 11729 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) = (((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))))
209 ax-1cn 11297 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 ∈ ℂ
210 pncan3 11604 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑇 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑇 + (1 − 𝑇)) = 1)
21115, 209, 210sylancl 598 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑇 + (1 − 𝑇)) = 1)
212211oveq1d 7466 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝑇 + (1 − 𝑇)) · (𝐹‘𝐶)) = (1 · (𝐹‘𝐶)))
21315, 192, 187adddird 11373 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝑇 + (1 − 𝑇)) · (𝐹‘𝐶)) = ((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))))
214187mullidd 11366 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (1 · (𝐹‘𝐶)) = (𝐹‘𝐶))
215212, 213, 2143eqtr3d 2806 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))) = (𝐹‘𝐶))
216215oveq1d 7466 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) = ((𝐹‘𝐶) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))))
217208, 216eqtr3d 2800 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))) = ((𝐹‘𝐶) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))))
218217breq1d 5118 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))) < ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)) ↔ ((𝐹‘𝐶) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) < ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵))))
219202, 206resubcld 11783 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) ∈ ℝ)
2209, 176remulcld 11378 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)) ∈ ℝ)
221219, 204, 220ltaddsubd 11956 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))) < ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)) ↔ ((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) < (((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)) − ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶)))))
222169, 206, 220ltsubadd2d 11954 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐹‘𝐶) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) < ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)) ↔ (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)))))
223218, 221, 2223bitr3d 312 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝑇 · (𝐹‘𝐶)) − (𝑇 · (𝐹‘𝐴))) < (((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)) − ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐶))) ↔ (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)))))
224197, 201, 2233bitr3d 312 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇) ↔ (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)))))
225180recnd 11376 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐵 − 𝐴) ∈ ℂ)
226182gt0ne0d 11920 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐵 − 𝐴) ≠ 0)
227185, 192, 225, 173, 226divdiv1d 12164 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) / (𝐵 − 𝐴)) = (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / ((1 − 𝑇) · (𝐵 − 𝐴))))
22820oveq2d 7467 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (((1 − 𝑇) · 𝐵) − ((1 − 𝑇) · 𝐴)) = (((1 − 𝑇) · 𝐵) − (𝐴 − (𝑇 · 𝐴))))
22911recnd 11376 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · 𝐵) ∈ ℂ)
2306recnd 11376 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑇 · 𝐴) ∈ ℂ)
231229, 16, 230subsub3d 11738 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (((1 − 𝑇) · 𝐵) − (𝐴 − (𝑇 · 𝐴))) = ((((1 − 𝑇) · 𝐵) + (𝑇 · 𝐴)) − 𝐴))
232228, 231eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (((1 − 𝑇) · 𝐵) − ((1 − 𝑇) · 𝐴)) = ((((1 − 𝑇) · 𝐵) + (𝑇 · 𝐴)) − 𝐴))
233192, 36, 16subdid 11811 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · (𝐵 − 𝐴)) = (((1 − 𝑇) · 𝐵) − ((1 − 𝑇) · 𝐴)))
234230, 229addcomd 11551 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝑇 · 𝐴) + ((1 − 𝑇) · 𝐵)) = (((1 − 𝑇) · 𝐵) + (𝑇 · 𝐴)))
2352, 234eqtrid 2810 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐶 = (((1 − 𝑇) · 𝐵) + (𝑇 · 𝐴)))
236235oveq1d 7466 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐶 − 𝐴) = ((((1 − 𝑇) · 𝐵) + (𝑇 · 𝐴)) − 𝐴))
237232, 233, 2363eqtr4d 2808 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((1 − 𝑇) · (𝐵 − 𝐴)) = (𝐶 − 𝐴))
238237oveq2d 7467 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / ((1 − 𝑇) · (𝐵 − 𝐴))) = (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)))
239227, 238eqtrd 2798 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) / (𝐵 − 𝐴)) = (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)))
240191, 15, 225, 178, 226divdiv1d 12164 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇) / (𝐵 − 𝐴)) = (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝑇 · (𝐵 − 𝐴))))
24136, 229, 230subsub4d 11739 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐵 − ((1 − 𝑇) · 𝐵)) − (𝑇 · 𝐴)) = (𝐵 − (((1 − 𝑇) · 𝐵) + (𝑇 · 𝐴))))
24240oveq2d 7467 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝐵 − ((1 − 𝑇) · 𝐵)) = (𝐵 − (𝐵 − (𝑇 · 𝐵))))
24341recnd 11376 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (𝑇 · 𝐵) ∈ ℂ)
24436, 243nncand 11713 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝐵 − (𝐵 − (𝑇 · 𝐵))) = (𝑇 · 𝐵))
245242, 244eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐵 − ((1 − 𝑇) · 𝐵)) = (𝑇 · 𝐵))
246245oveq1d 7466 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((𝐵 − ((1 − 𝑇) · 𝐵)) − (𝑇 · 𝐴)) = ((𝑇 · 𝐵) − (𝑇 · 𝐴)))
247241, 246eqtr3d 2800 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐵 − (((1 − 𝑇) · 𝐵) + (𝑇 · 𝐴))) = ((𝑇 · 𝐵) − (𝑇 · 𝐴)))
248235oveq2d 7467 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐵 − 𝐶) = (𝐵 − (((1 − 𝑇) · 𝐵) + (𝑇 · 𝐴))))
24915, 36, 16subdid 11811 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑇 · (𝐵 − 𝐴)) = ((𝑇 · 𝐵) − (𝑇 · 𝐴)))
250247, 248, 2493eqtr4d 2808 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐵 − 𝐶) = (𝑇 · (𝐵 − 𝐴)))
251250oveq2d 7467 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)) = (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝑇 · (𝐵 − 𝐴))))
252240, 251eqtr4d 2801 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇) / (𝐵 − 𝐴)) = (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)))
253239, 252breq12d 5121 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (1 − 𝑇)) / (𝐵 − 𝐴)) < ((((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / 𝑇) / (𝐵 − 𝐴)) ↔ (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))))
254184, 224, 2533bitr3rd 313 . . . . . . 7 (𝜑 → ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)) ↔ (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)))))
255254adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → ((((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) < (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶)) ↔ (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)))))
256167, 255sylibd 242 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → ((((ℝ D 𝐹)‘𝑥) = (((𝐹‘𝐶) − (𝐹‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = (((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))) → (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)))))
257145, 256sylbid 243 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶) ∧ 𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵))) → ((((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)))‘𝑥) = ((((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ∧ ((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)))‘𝑦) = ((((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))) → (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)))))
258257rexlimdvva 3223 . . 3 (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶)∃𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵)(((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)))‘𝑥) = ((((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ∧ ((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)))‘𝑦) = ((((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))) → (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)))))
259115, 258biimtrrid 246 . 2 (𝜑 → ((∃𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐶)((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶)))‘𝑥) = ((((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐶) − ((𝐹 ↾ (𝐴[,]𝐶))‘𝐴)) / (𝐶 − 𝐴)) ∧ ∃𝑦 ∈ (𝐶(,)𝐵)((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵)))‘𝑦) = ((((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐵) − ((𝐹 ↾ (𝐶[,]𝐵))‘𝐶)) / (𝐵 − 𝐶))) → (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵)))))
26089, 114, 259mp2and 712 1 (𝜑 → (𝐹‘𝐶) < ((𝑇 · (𝐹‘𝐴)) + ((1 − 𝑇) · (𝐹‘𝐵))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∃wrex 3090   ⊆ wss 3900   ∩ cin 4092   class class class wbr 5108  dom cdm 5658  ran crn 5659   ↾ cres 5660  ⟶wf 6562  ⟶1-1ontowf1o 6565  ‘cfv 6566   Isom wiso 6567  (class class class)co 7451  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240   + caddc 11242   · cmul 11244  ℝ*cxr 11381   < clt 11382   ≤ cle 11383   − cmin 11580   / cdiv 12013  (,)cioo 13516  [,]cicc 13519  TopOpenctopn 17642  topGenctg 17658  ℂfldccnfld 21729  intcnt 23390  –cn→ccncf 25252   D cdv 26238
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317  ax-addf 11318
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-fi 9440  df-sup 9471  df-inf 9472  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-q 13116  df-rp 13161  df-xneg 13281  df-xadd 13282  df-xmul 13283  df-ioo 13520  df-ico 13522  df-icc 13523  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-seq 14185  df-exp 14245  df-hash 14516  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-starv 17488  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-unif 17496  df-hom 17497  df-cco 17498  df-euf 17499  df-rest 17643  df-topn 17644  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-topgen 17664  df-pt 17665  df-prds 17668  df-xrs 17724  df-qtop 17729  df-imas 17730  df-xps 17732  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-submnd 19029  df-mulg 19328  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-psmet 21721  df-xmet 21722  df-met 21723  df-bl 21724  df-mopn 21725  df-fbas 21726  df-fg 21727  df-cnfld 21730  df-top 23267  df-topon 23284  df-topsp 23306  df-bases 23319  df-cld 23392  df-ntr 23393  df-cls 23394  df-nei 23471  df-lp 23509  df-perf 23510  df-cn 23600  df-cnp 23601  df-haus 23688  df-cmp 23760  df-tx 23936  df-hmeo 24129  df-fil 24220  df-fm 24312  df-flim 24313  df-flf 24314  df-xms 24694  df-ms 24695  df-tms 24696  df-cncf 25254  df-limc 26241  df-dv 26242
This theorem is used by:  efcvx  26833  logccv  27048
  Copyright terms: Public domain W3C validator