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

Theorem jensenlem1 27326
Description: Lemma for jensen 27328. (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 21694 . . . 4 ℂ = (Base‘ℂfld)
2 cnfldadd 21696 . . . 4 + = (+g‘ℂfld)
3 cnring 21712 . . . . 5 ℂfld ∈ Ring
4 ringcmn 20523 . . . . 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 4193 . . . . 5 (𝜑 → 𝐵 ⊆ 𝐴)
96, 8ssfid 9271 . . . 4 (𝜑 → 𝐵 ∈ Fin)
10 rge0ssre 13597 . . . . . 6 (0[,)+∞) ⊆ ℝ
11 ax-resscn 11267 . . . . . 6 ℝ ⊆ ℂ
1210, 11sstri 3921 . . . . 5 (0[,)+∞) ⊆ ℂ
138sselda 3912 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐴)
14 jensen.5 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑇:𝐴⟶(0[,)+∞))
1514ffvelcdmda 7092 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑇‘𝑥) ∈ (0[,)+∞))
1613, 15syldan 603 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑇‘𝑥) ∈ (0[,)+∞))
1712, 16sselid 3910 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑇‘𝑥) ∈ ℂ)
187unssbd 4194 . . . . 5 (𝜑 → {𝑧} ⊆ 𝐴)
19 vex 3457 . . . . . 6 𝑧 ∈ V
2019snss 4744 . . . . 5 (𝑧 ∈ 𝐴 ↔ {𝑧} ⊆ 𝐴)
2118, 20sylibr 237 . . . 4 (𝜑 → 𝑧 ∈ 𝐴)
22 jensenlem.1 . . . 4 (𝜑 → ¬ 𝑧 ∈ 𝐵)
2314, 21ffvelcdmd 7093 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇‘𝑧) ∈ (0[,)+∞))
2412, 23sselid 3910 . . . 4 (𝜑 → (𝑇‘𝑧) ∈ ℂ)
25 fveq2 6893 . . . 4 (𝑥 = 𝑧 → (𝑇‘𝑥) = (𝑇‘𝑧))
261, 2, 5, 9, 17, 21, 22, 24, 25gsumunsn 20186 . . 3 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐵 ∪ {𝑧}) ↦ (𝑇‘𝑥))) = ((ℂfld Σg (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑇‘𝑥))) + (𝑇‘𝑧)))
2714, 7feqresmpt 6962 . . . 4 (𝜑 → (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧})) = (𝑥 ∈ (𝐵 ∪ {𝑧}) ↦ (𝑇‘𝑥)))
2827oveq2d 7443 . . 3 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑇 ↾ (𝐵 ∪ {𝑧}))) = (ℂfld Σg (𝑥 ∈ (𝐵 ∪ {𝑧}) ↦ (𝑇‘𝑥))))
2914, 8feqresmpt 6962 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇 ↾ 𝐵) = (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑇‘𝑥)))
3029oveq2d 7443 . . . 4 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑇 ↾ 𝐵)) = (ℂfld Σg (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑇‘𝑥))))
3130oveq1d 7442 . . 3 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑇 ↾ 𝐵)) + (𝑇‘𝑧)) = ((ℂfld Σg (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑇‘𝑥))) + (𝑇‘𝑧)))
3226, 28, 313eqtr4d 2808 . 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 7437 . 2 (𝑆 + (𝑇‘𝑧)) = ((ℂfld Σg (𝑇 ↾ 𝐵)) + (𝑇‘𝑧))
3632, 33, 353eqtr4g 2823 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 1569   ∈ wcel 2146   ⊆ wss 3899   ∪ cun 4151  {csn 4587   class class class wbr 5105   ↦ cmpt 5188   ↾ cres 5656  ⟶wf 6542  ‘cfv 6546  (class class class)co 7427  Fincfn 8984  ℂcc 11208  ℝcr 11209  0cc0 11210  1c1 11211   + caddc 11213   · cmul 11215  +∞cpnf 11350   < clt 11353   ≤ cle 11354   − cmin 11551  [,)cico 13488  [,]cicc 13489   Σg cgsu 17623  CMndccmn 20006  Ringcrg 20471  ℂfldccnfld 21690
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5262  ax-pow 5330  ax-pr 5394  ax-un 7758  ax-cnex 11266  ax-resscn 11267  ax-1cn 11268  ax-icn 11269  ax-addcl 11270  ax-addrcl 11271  ax-mulcl 11272  ax-mulrcl 11273  ax-mulcom 11274  ax-addass 11275  ax-mulass 11276  ax-distr 11277  ax-i2m1 11278  ax-1ne0 11279  ax-1rid 11280  ax-rnegex 11281  ax-rrecex 11282  ax-cnre 11283  ax-pre-lttri 11284  ax-pre-lttrn 11285  ax-pre-ltadd 11286  ax-pre-mulgt0 11287  ax-addf 11289
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3455  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-ss 3900  df-pss 4016  df-dif 4049  df-in 4093  df-un 4153  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4838  df-uni 4870  df-int 4910  df-iun 4955  df-iin 4956  df-br 5106  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5549  df-eprel 5554  df-po 5562  df-so 5563  df-fr 5607  df-se 5608  df-we 5609  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6310  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6500  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-isom 6555  df-riota 7384  df-ov 7430  df-oprab 7431  df-mpo 7432  df-of 7700  df-om 7885  df-1st 8008  df-2nd 8009  df-supp 8188  df-frecs 8310  df-wrecs 8341  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8487  df-2o 8488  df-er 8728  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fsupp 9365  df-oi 9514  df-card 10030  df-pnf 11355  df-mnf 11356  df-xr 11357  df-ltxr 11358  df-le 11359  df-sub 11553  df-neg 11554  df-nn 12346  df-2 12415  df-3 12416  df-4 12417  df-5 12418  df-6 12419  df-7 12420  df-8 12421  df-9 12422  df-n0 12617  df-z 12704  df-dec 12825  df-uz 12976  df-ico 13492  df-fz 13650  df-fzo 13799  df-seq 14155  df-hash 14485  df-struct 17337  df-sets 17354  df-slot 17372  df-ndx 17384  df-base 17400  df-ress 17421  df-plusg 17453  df-mulr 17454  df-starv 17455  df-tset 17459  df-ple 17460  df-ds 17462  df-unif 17463  df-0g 17624  df-gsum 17625  df-mre 17768  df-mrc 17769  df-acs 17771  df-mgm 18828  df-sgrp 18920  df-mnd 18936  df-submnd 18991  df-grp 19159  df-minusg 19160  df-mulg 19290  df-cntz 19543  df-cmn 20008  df-abl 20009  df-mgp 20373  df-ur 20420  df-ring 20473  df-cring 20474  df-cnfld 21691
This theorem is used by:  jensenlem2  27327
  Copyright terms: Public domain W3C validator