MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  jensenlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem jensenlem1 25169
Description: Lemma for jensen 25171. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Jun-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
jensen.1 (𝜑𝐷 ⊆ ℝ)
jensen.2 (𝜑𝐹:𝐷⟶ℝ)
jensen.3 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐷𝑏𝐷)) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ 𝐷)
jensen.4 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
jensen.5 (𝜑𝑇:𝐴⟶(0[,)+∞))
jensen.6 (𝜑𝑋:𝐴𝐷)
jensen.7 (𝜑 → 0 < (ℂfld Σg 𝑇))
jensen.8 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐷𝑦𝐷𝑡 ∈ (0[,]1))) → (𝐹‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) ≤ ((𝑡 · (𝐹𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (𝐹𝑦))))
jensenlem.1 (𝜑 → ¬ 𝑧𝐵)
jensenlem.2 (𝜑 → (𝐵 ∪ {𝑧}) ⊆ 𝐴)
jensenlem.s 𝑆 = (ℂfld Σg (𝑇𝐵))
jensenlem.l 𝐿 = (ℂfld Σg (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧})))
Assertion
Ref Expression
jensenlem1 (𝜑𝐿 = (𝑆 + (𝑇𝑧)))
Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝑡,𝑥,𝑦,𝐴   𝐷,𝑎,𝑏,𝑡,𝑥,𝑦   𝜑,𝑎,𝑏,𝑡,𝑥,𝑦   𝐹,𝑎,𝑏,𝑡,𝑥,𝑦   𝑇,𝑎,𝑏,𝑡,𝑥,𝑦   𝑋,𝑎,𝑏,𝑡,𝑥,𝑦   𝑧,𝑎,𝐵,𝑏,𝑡,𝑥,𝑦   𝑡,𝐿,𝑥,𝑦   𝑆,𝑎,𝑏,𝑡,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧)   𝐴(𝑧)   𝐷(𝑧)   𝑆(𝑧)   𝑇(𝑧)   𝐹(𝑧)   𝐿(𝑧,𝑎,𝑏)   𝑋(𝑧)

Proof of Theorem jensenlem1
StepHypRef Expression
1 cnfldbas 20150 . . . 4 ℂ = (Base‘ℂfld)
2 cnfldadd 20151 . . . 4 + = (+g‘ℂfld)
3 cnring 20168 . . . . 5 fld ∈ Ring
4 ringcmn 18972 . . . . 5 (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ CMnd)
53, 4mp1i 13 . . . 4 (𝜑 → ℂfld ∈ CMnd)
6 jensen.4 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
7 jensenlem.2 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ∪ {𝑧}) ⊆ 𝐴)
87unssad 4013 . . . . 5 (𝜑𝐵𝐴)
9 ssfi 8470 . . . . 5 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵𝐴) → 𝐵 ∈ Fin)
106, 8, 9syl2anc 579 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ Fin)
11 rge0ssre 12598 . . . . . 6 (0[,)+∞) ⊆ ℝ
12 ax-resscn 10331 . . . . . 6 ℝ ⊆ ℂ
1311, 12sstri 3830 . . . . 5 (0[,)+∞) ⊆ ℂ
148sselda 3821 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐵) → 𝑥𝐴)
15 jensen.5 . . . . . . 7 (𝜑𝑇:𝐴⟶(0[,)+∞))
1615ffvelrnda 6625 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑇𝑥) ∈ (0[,)+∞))
1714, 16syldan 585 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐵) → (𝑇𝑥) ∈ (0[,)+∞))
1813, 17sseldi 3819 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐵) → (𝑇𝑥) ∈ ℂ)
197unssbd 4014 . . . . 5 (𝜑 → {𝑧} ⊆ 𝐴)
20 vex 3401 . . . . . 6 𝑧 ∈ V
2120snss 4549 . . . . 5 (𝑧𝐴 ↔ {𝑧} ⊆ 𝐴)
2219, 21sylibr 226 . . . 4 (𝜑𝑧𝐴)
23 jensenlem.1 . . . 4 (𝜑 → ¬ 𝑧𝐵)
2415, 22ffvelrnd 6626 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇𝑧) ∈ (0[,)+∞))
2513, 24sseldi 3819 . . . 4 (𝜑 → (𝑇𝑧) ∈ ℂ)
26 fveq2 6448 . . . 4 (𝑥 = 𝑧 → (𝑇𝑥) = (𝑇𝑧))
271, 2, 5, 10, 18, 22, 23, 25, 26gsumunsn 18749 . . 3 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐵 ∪ {𝑧}) ↦ (𝑇𝑥))) = ((ℂfld Σg (𝑥𝐵 ↦ (𝑇𝑥))) + (𝑇𝑧)))
2815, 7feqresmpt 6512 . . . 4 (𝜑 → (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧})) = (𝑥 ∈ (𝐵 ∪ {𝑧}) ↦ (𝑇𝑥)))
2928oveq2d 6940 . . 3 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧}))) = (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐵 ∪ {𝑧}) ↦ (𝑇𝑥))))
3015, 8feqresmpt 6512 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇𝐵) = (𝑥𝐵 ↦ (𝑇𝑥)))
3130oveq2d 6940 . . . 4 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑇𝐵)) = (ℂfld Σg (𝑥𝐵 ↦ (𝑇𝑥))))
3231oveq1d 6939 . . 3 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑇𝐵)) + (𝑇𝑧)) = ((ℂfld Σg (𝑥𝐵 ↦ (𝑇𝑥))) + (𝑇𝑧)))
3327, 29, 323eqtr4d 2824 . 2 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧}))) = ((ℂfld Σg (𝑇𝐵)) + (𝑇𝑧)))
34 jensenlem.l . 2 𝐿 = (ℂfld Σg (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧})))
35 jensenlem.s . . 3 𝑆 = (ℂfld Σg (𝑇𝐵))
3635oveq1i 6934 . 2 (𝑆 + (𝑇𝑧)) = ((ℂfld Σg (𝑇𝐵)) + (𝑇𝑧))
3733, 34, 363eqtr4g 2839 1 (𝜑𝐿 = (𝑆 + (𝑇𝑧)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 386  w3a 1071   = wceq 1601  wcel 2107  cun 3790  wss 3792  {csn 4398   class class class wbr 4888  cmpt 4967  cres 5359  wf 6133  cfv 6137  (class class class)co 6924  Fincfn 8243  cc 10272  cr 10273  0cc0 10274  1c1 10275   + caddc 10277   · cmul 10279  +∞cpnf 10410   < clt 10413  cle 10414  cmin 10608  [,)cico 12493  [,]cicc 12494   Σg cgsu 16491  CMndccmn 18583  Ringcrg 18938  fldccnfld 20146
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-rep 5008  ax-sep 5019  ax-nul 5027  ax-pow 5079  ax-pr 5140  ax-un 7228  ax-inf2 8837  ax-cnex 10330  ax-resscn 10331  ax-1cn 10332  ax-icn 10333  ax-addcl 10334  ax-addrcl 10335  ax-mulcl 10336  ax-mulrcl 10337  ax-mulcom 10338  ax-addass 10339  ax-mulass 10340  ax-distr 10341  ax-i2m1 10342  ax-1ne0 10343  ax-1rid 10344  ax-rnegex 10345  ax-rrecex 10346  ax-cnre 10347  ax-pre-lttri 10348  ax-pre-lttrn 10349  ax-pre-ltadd 10350  ax-pre-mulgt0 10351  ax-addf 10353  ax-mulf 10354
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-nel 3076  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rmo 3098  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-csb 3752  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-pss 3808  df-nul 4142  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-tp 4403  df-op 4405  df-uni 4674  df-int 4713  df-iun 4757  df-iin 4758  df-br 4889  df-opab 4951  df-mpt 4968  df-tr 4990  df-id 5263  df-eprel 5268  df-po 5276  df-so 5277  df-fr 5316  df-se 5317  df-we 5318  df-xp 5363  df-rel 5364  df-cnv 5365  df-co 5366  df-dm 5367  df-rn 5368  df-res 5369  df-ima 5370  df-pred 5935  df-ord 5981  df-on 5982  df-lim 5983  df-suc 5984  df-iota 6101  df-fun 6139  df-fn 6140  df-f 6141  df-f1 6142  df-fo 6143  df-f1o 6144  df-fv 6145  df-isom 6146  df-riota 6885  df-ov 6927  df-oprab 6928  df-mpt2 6929  df-of 7176  df-om 7346  df-1st 7447  df-2nd 7448  df-supp 7579  df-wrecs 7691  df-recs 7753  df-rdg 7791  df-1o 7845  df-oadd 7849  df-er 8028  df-en 8244  df-dom 8245  df-sdom 8246  df-fin 8247  df-fsupp 8566  df-oi 8706  df-card 9100  df-pnf 10415  df-mnf 10416  df-xr 10417  df-ltxr 10418  df-le 10419  df-sub 10610  df-neg 10611  df-nn 11379  df-2 11442  df-3 11443  df-4 11444  df-5 11445  df-6 11446  df-7 11447  df-8 11448  df-9 11449  df-n0 11647  df-z 11733  df-dec 11850  df-uz 11997  df-ico 12497  df-fz 12648  df-fzo 12789  df-seq 13124  df-hash 13440  df-struct 16261  df-ndx 16262  df-slot 16263  df-base 16265  df-sets 16266  df-ress 16267  df-plusg 16355  df-mulr 16356  df-starv 16357  df-tset 16361  df-ple 16362  df-ds 16364  df-unif 16365  df-0g 16492  df-gsum 16493  df-mre 16636  df-mrc 16637  df-acs 16639  df-mgm 17632  df-sgrp 17674  df-mnd 17685  df-submnd 17726  df-grp 17816  df-minusg 17817  df-mulg 17932  df-cntz 18137  df-cmn 18585  df-abl 18586  df-mgp 18881  df-ur 18893  df-ring 18940  df-cring 18941  df-cnfld 20147
This theorem is referenced by:  jensenlem2  25170
  Copyright terms: Public domain W3C validator