Theorem stoweidlem18 47231

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 11332	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℝ
3		stoweidlem18.5	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑎) ∈ 𝐴)
4	3	stoweidlem4 47217	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1) ∈ 𝐴)
5	2, 4	mpan2 704	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1) ∈ 𝐴)
6	1, 5	eqeltrid 2868	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐴)
7		stoweidlem18.2	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑡𝜑
8		0le1 11863	. . . . . 6 ⊢ 0 ≤ 1
9		simpr 490	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝑡 ∈ 𝑇)
10	1	fvmpt2 7025	. . . . . . 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 5146	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 0 ≤ (𝐹‘𝑡))
13		1le1 11968	. . . . . 6 ⊢ 1 ≤ 1
14	11, 13	eqbrtrdi 5147	. . . . 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 3264	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1))
18		stoweidlem18.8	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 = ∅)
19		stoweidlem18.1	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡𝐷
20		nfcv 2926	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡∅
21	19, 20	nfeq 2939	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑡 𝐷 = ∅
22	21	rzalf 46237	. . 3 ⊢ (𝐷 = ∅ → ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸)
23	18, 22	syl 18	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸)
24		1red 11333	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
25		stoweidlem18.7	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
26	24, 25	ltsubrpd 13220	. . . . . 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 23374	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ (Clsd‘𝐽) → 𝐵 ⊆ 𝑇)
31	28, 30	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ⊆ 𝑇)
32	31	sselda 3913	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵) → 𝑡 ∈ 𝑇)
33	32, 2, 10	sylancl 598	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵) → (𝐹‘𝑡) = 1)
34	27, 33	breqtrrd 5136	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵) → (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡))
35	34	ex 418	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝐵 → (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡)))
36	7, 35	ralrimi 3264	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡))
37		nfcv 2926	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑡𝑥
38		nfmpt1 5207	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑡(𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1)
39	1, 38	nfcxfr 2924	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑡𝐹
40	37, 39	nfeq 2939	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡 𝑥 = 𝐹
41		fveq1 6904	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (𝑥‘𝑡) = (𝐹‘𝑡))
42	41	breq2d 5118	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ↔ 0 ≤ (𝐹‘𝑡)))
43	41	breq1d 5116	. . . . . 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 3279	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1)))
46	41	breq1d 5116	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → ((𝑥‘𝑡) < 𝐸 ↔ (𝐹‘𝑡) < 𝐸))
47	40, 46	ralbid 3279	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ↔ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸))
48	41	breq2d 5118	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → ((1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡) ↔ (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡)))
49	40, 48	ralbid 3279	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡)))
50	45, 47, 49	3anbi123d 1465	. . 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 3580	. 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 1400	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 1570  Ⅎwnf 1816   ∈ wcel 2147  Ⅎwnfc 2911  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281  ∪ cuni 4870   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440  ℝcr 11223  0cc0 11224  1c1 11225   < clt 11367   ≤ cle 11368   − cmin 11565  ℝ⁺crp 13144  Clsdccld 23361

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-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301

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-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  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-op 4839  df-uni 4871  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-id 5550  df-po 5563  df-so 5564  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-er 8742  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-rp 13145  df-top 23239  df-cld 23364

This theorem is used by:  stoweidlem58  47271