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

Theorem jensenlem1 27307
Description: Lemma for jensen 27309. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Jun-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
jensen.1 (𝜑 → 𝐷 ⊆ ℝ)
jensen.2 (𝜑 → 𝐹:𝐷⟶ℝ)
jensen.3 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝐷 ∧ 𝑏 ∈ 𝐷)) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ 𝐷)
jensen.4 (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
jensen.5 (𝜑 → 𝑇:𝐴⟶(0[,)+∞))
jensen.6 (𝜑 → 𝑋:𝐴⟶𝐷)
jensen.7 (𝜑 → 0 < (ℂfld Σg 𝑇))
jensen.8 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑡 ∈ (0[,]1))) → (𝐹‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) ≤ ((𝑡 · (𝐹‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (𝐹‘𝑦))))
jensenlem.1 (𝜑 → ¬ 𝑧 ∈ 𝐵)
jensenlem.2 (𝜑 → (𝐵 ∪ {𝑧}) ⊆ 𝐴)
jensenlem.s 𝑆 = (ℂfld Σg (𝑇 ↾ 𝐵))
jensenlem.l 𝐿 = (ℂfld Σg (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧})))
Assertion
Ref Expression
jensenlem1 (𝜑 → 𝐿 = (𝑆 + (𝑇‘𝑧)))
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 21675 . . . 4 ℂ = (Base‘ℂfld)
2 cnfldadd 21677 . . . 4 + = (+g‘ℂfld)
3 cnring 21693 . . . . 5 ℂfld ∈ Ring
4 ringcmn 20504 . . . . 5 (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ CMnd)
53, 4mp1i 14 . . . 4 (𝜑 → ℂfld ∈ CMnd)
6 jensen.4 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
7 jensenlem.2 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ∪ {𝑧}) ⊆ 𝐴)
87unssad 4139 . . . . 5 (𝜑 → 𝐵 ⊆ 𝐴)
96, 8ssfid 9253 . . . 4 (𝜑 → 𝐵 ∈ Fin)
10 rge0ssre 13580 . . . . . 6 (0[,)+∞) ⊆ ℝ
11 ax-resscn 11250 . . . . . 6 ℝ ⊆ ℂ
1210, 11sstri 3940 . . . . 5 (0[,)+∞) ⊆ ℂ
138sselda 3931 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐴)
14 jensen.5 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑇:𝐴⟶(0[,)+∞))
1514ffvelcdmda 7082 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑇‘𝑥) ∈ (0[,)+∞))
1613, 15syldan 603 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑇‘𝑥) ∈ (0[,)+∞))
1712, 16sselid 3929 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑇‘𝑥) ∈ ℂ)
187unssbd 4140 . . . . 5 (𝜑 → {𝑧} ⊆ 𝐴)
19 vex 3455 . . . . . 6 𝑧 ∈ V
2019snss 4745 . . . . 5 (𝑧 ∈ 𝐴 ↔ {𝑧} ⊆ 𝐴)
2118, 20sylibr 237 . . . 4 (𝜑 → 𝑧 ∈ 𝐴)
22 jensenlem.1 . . . 4 (𝜑 → ¬ 𝑧 ∈ 𝐵)
2314, 21ffvelcdmd 7083 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇‘𝑧) ∈ (0[,)+∞))
2412, 23sselid 3929 . . . 4 (𝜑 → (𝑇‘𝑧) ∈ ℂ)
25 fveq2 6883 . . . 4 (𝑥 = 𝑧 → (𝑇‘𝑥) = (𝑇‘𝑧))
261, 2, 5, 9, 17, 21, 22, 24, 25gsumunsn 20167 . . 3 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐵 ∪ {𝑧}) ↦ (𝑇‘𝑥))) = ((ℂfld Σg (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑇‘𝑥))) + (𝑇‘𝑧)))
2714, 7feqresmpt 6952 . . . 4 (𝜑 → (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧})) = (𝑥 ∈ (𝐵 ∪ {𝑧}) ↦ (𝑇‘𝑥)))
2827oveq2d 7434 . . 3 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧}))) = (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐵 ∪ {𝑧}) ↦ (𝑇‘𝑥))))
2914, 8feqresmpt 6952 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇 ↾ 𝐵) = (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑇‘𝑥)))
3029oveq2d 7434 . . . 4 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑇 ↾ 𝐵)) = (ℂfld Σg (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑇‘𝑥))))
3130oveq1d 7433 . . 3 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑇 ↾ 𝐵)) + (𝑇‘𝑧)) = ((ℂfld Σg (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑇‘𝑥))) + (𝑇‘𝑧)))
3226, 28, 313eqtr4d 2806 . 2 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧}))) = ((ℂfld Σg (𝑇 ↾ 𝐵)) + (𝑇‘𝑧)))
33 jensenlem.l . 2 𝐿 = (ℂfld Σg (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧})))
34 jensenlem.s . . 3 𝑆 = (ℂfld Σg (𝑇 ↾ 𝐵))
3534oveq1i 7428 . 2 (𝑆 + (𝑇‘𝑧)) = ((ℂfld Σg (𝑇 ↾ 𝐵)) + (𝑇‘𝑧))
3632, 33, 353eqtr4g 2821 1 (𝜑 → 𝐿 = (𝑆 + (𝑇‘𝑧)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ∪ cun 3897   ⊆ wss 3899  {csn 4584   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186   ↾ cres 5653  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  Fincfn 8966  ℂcc 11191  ℝcr 11192  0cc0 11193  1c1 11194   + caddc 11196   · cmul 11198  +∞cpnf 11333   < clt 11336   ≤ cle 11337   − cmin 11534  [,)cico 13471  [,]cicc 13472   Σg cgsu 17604  CMndccmn 19987  Ringcrg 20452  ℂfldccnfld 21671
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-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-addf 11272
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-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-2o 8470  df-er 8710  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-fsupp 9347  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-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-ico 13475  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-seq 14138  df-hash 14468  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-tset 17440  df-ple 17441  df-ds 17443  df-unif 17444  df-0g 17605  df-gsum 17606  df-mre 17749  df-mrc 17750  df-acs 17752  df-mgm 18809  df-sgrp 18901  df-mnd 18917  df-submnd 18972  df-grp 19140  df-minusg 19141  df-mulg 19271  df-cntz 19524  df-cmn 19989  df-abl 19990  df-mgp 20354  df-ur 20401  df-ring 20454  df-cring 20455  df-cnfld 21672
This theorem is used by:  jensenlem2  27308
  Copyright terms: Public domain W3C validator