Theorem stoweidlem18 47028

Description: This theorem proves Lemma 2 in [BrosowskiDeutsh] p. 92 when A is empty, the trivial case. Here D is used to denote the set A of Lemma 2, because the variable A is used for the subalgebra. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
stoweidlem18.1	⊢ Ⅎ𝑡𝐷
stoweidlem18.2	⊢ Ⅎ𝑡𝜑
stoweidlem18.3	⊢ 𝐹 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1)
stoweidlem18.4	⊢ 𝑇 = ∪ 𝐽
stoweidlem18.5	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑎) ∈ 𝐴)
stoweidlem18.6	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (Clsd‘𝐽))
stoweidlem18.7	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
stoweidlem18.8	⊢ (𝜑 → 𝐷 = ∅)

Assertion

Ref	Expression
stoweidlem18	⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡)))

Distinct variable groups:   𝑡,𝑎,𝑇   𝐴,𝑎   𝜑,𝑎   𝑥,𝑡   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐷   𝑥,𝐸   𝑥,𝐹   𝑥,𝑇

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑡)   𝐴(𝑡)   𝐵(𝑡, 𝑎)   𝐷(𝑡, 𝑎)   𝐸(𝑡, 𝑎)   𝐹(𝑡, 𝑎)   𝐽(𝑥, 𝑡, 𝑎)

Proof of Theorem stoweidlem18

Step	Hyp	Ref	Expression
1		stoweidlem18.3	. . 3 ⊢ 𝐹 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1)
2		1re 11308	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℝ
3		stoweidlem18.5	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑎) ∈ 𝐴)
4	3	stoweidlem4 47014	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1) ∈ 𝐴)
5	2, 4	mpan2 704	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1) ∈ 𝐴)
6	1, 5	eqeltrid 2864	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐴)
7		stoweidlem18.2	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑡𝜑
8		0le1 11839	. . . . . 6 ⊢ 0 ≤ 1
9		simpr 490	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝑡 ∈ 𝑇)
10	1	fvmpt2 7005	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑡 ∈ 𝑇 ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑡) = 1)
11	9, 2, 10	sylancl 598	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐹‘𝑡) = 1)
12	8, 11	breqtrrid 5142	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 0 ≤ (𝐹‘𝑡))
13		1le1 11944	. . . . . 6 ⊢ 1 ≤ 1
14	11, 13	eqbrtrdi 5143	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐹‘𝑡) ≤ 1)
15	12, 14	jca 521	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1))
16	15	ex 418	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 → (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1)))
17	7, 16	ralrimi 3260	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1))
18		stoweidlem18.8	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 = ∅)
19		stoweidlem18.1	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡𝐷
20		nfcv 2922	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡∅
21	19, 20	nfeq 2935	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑡 𝐷 = ∅
22	21	rzalf 46034	. . 3 ⊢ (𝐷 = ∅ → ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸)
23	18, 22	syl 18	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸)
24		1red 11309	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
25		stoweidlem18.7	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
26	24, 25	ltsubrpd 13196	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (1 − 𝐸) < 1)
27	26	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵) → (1 − 𝐸) < 1)
28		stoweidlem18.6	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (Clsd‘𝐽))
29		stoweidlem18.4	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑇 = ∪ 𝐽
30	29	cldss 23347	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ (Clsd‘𝐽) → 𝐵 ⊆ 𝑇)
31	28, 30	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ⊆ 𝑇)
32	31	sselda 3908	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵) → 𝑡 ∈ 𝑇)
33	32, 2, 10	sylancl 598	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵) → (𝐹‘𝑡) = 1)
34	27, 33	breqtrrd 5132	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵) → (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡))
35	34	ex 418	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝐵 → (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡)))
36	7, 35	ralrimi 3260	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡))
37		nfcv 2922	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑡𝑥
38		nfmpt1 5203	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑡(𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1)
39	1, 38	nfcxfr 2920	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑡𝐹
40	37, 39	nfeq 2935	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡 𝑥 = 𝐹
41		fveq1 6884	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (𝑥‘𝑡) = (𝐹‘𝑡))
42	41	breq2d 5114	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ↔ 0 ≤ (𝐹‘𝑡)))
43	41	breq1d 5112	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → ((𝑥‘𝑡) ≤ 1 ↔ (𝐹‘𝑡) ≤ 1))
44	42, 43	anbi12d 644	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → ((0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ↔ (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1)))
45	40, 44	ralbid 3275	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1)))
46	41	breq1d 5112	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → ((𝑥‘𝑡) < 𝐸 ↔ (𝐹‘𝑡) < 𝐸))
47	40, 46	ralbid 3275	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ↔ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸))
48	41	breq2d 5114	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → ((1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡) ↔ (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡)))
49	40, 48	ralbid 3275	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡)))
50	45, 47, 49	3anbi123d 1464	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → ((∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡)) ↔ (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡))))
51	50	rspcev 3576	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝐴 ∧ (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡))) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡)))
52	6, 17, 23, 36, 51	syl13anc 1399	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569  Ⅎwnf 1815   ∈ wcel 2144  Ⅎwnfc 2907  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   ⊆ wss 3895  ∅c0 4278  ∪ cuni 4866   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   < clt 11343   ≤ cle 11344   − cmin 11541  ℝ⁺crp 13120  Clsdccld 23334

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 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277

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 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-id 5545  df-po 5558  df-so 5559  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-rp 13121  df-top 23212  df-cld 23337

This theorem is used by:  stoweidlem58  47068