Theorem stoweidlem18 46833

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 11235	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℝ
3		stoweidlem18.5	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑎) ∈ 𝐴)
4	3	stoweidlem4 46819	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1) ∈ 𝐴)
5	2, 4	mpan2 704	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1) ∈ 𝐴)
6	1, 5	eqeltrid 2866	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐴)
7		stoweidlem18.2	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑡𝜑
8		0le1 11764	. . . . . 6 ⊢ 0 ≤ 1
9		simpr 490	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝑡 ∈ 𝑇)
10	1	fvmpt2 7002	. . . . . . 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 5147	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 0 ≤ (𝐹‘𝑡))
13		1le1 11869	. . . . . 6 ⊢ 1 ≤ 1
14	11, 13	eqbrtrdi 5148	. . . . 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 3262	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1))
18		stoweidlem18.8	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 = ∅)
19		stoweidlem18.1	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡𝐷
20		nfcv 2924	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡∅
21	19, 20	nfeq 2937	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑡 𝐷 = ∅
22	21	rzalf 45838	. . 3 ⊢ (𝐷 = ∅ → ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸)
23	18, 22	syl 18	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸)
24		1red 11236	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
25		stoweidlem18.7	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
26	24, 25	ltsubrpd 13120	. . . . . 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 23255	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ (Clsd‘𝐽) → 𝐵 ⊆ 𝑇)
31	28, 30	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ⊆ 𝑇)
32	31	sselda 3934	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵) → 𝑡 ∈ 𝑇)
33	32, 2, 10	sylancl 598	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵) → (𝐹‘𝑡) = 1)
34	27, 33	breqtrrd 5137	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵) → (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡))
35	34	ex 418	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝐵 → (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡)))
36	7, 35	ralrimi 3262	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡))
37		nfcv 2924	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑡𝑥
38		nfmpt1 5208	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑡(𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1)
39	1, 38	nfcxfr 2922	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑡𝐹
40	37, 39	nfeq 2937	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡 𝑥 = 𝐹
41		fveq1 6881	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (𝑥‘𝑡) = (𝐹‘𝑡))
42	41	breq2d 5119	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ↔ 0 ≤ (𝐹‘𝑡)))
43	41	breq1d 5117	. . . . . 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 3277	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝐹‘𝑡) ∧ (𝐹‘𝑡) ≤ 1)))
46	41	breq1d 5117	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → ((𝑥‘𝑡) < 𝐸 ↔ (𝐹‘𝑡) < 𝐸))
47	40, 46	ralbid 3277	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ↔ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝐹‘𝑡) < 𝐸))
48	41	breq2d 5119	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → ((1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡) ↔ (1 − 𝐸) < (𝐹‘𝑡)))
49	40, 48	ralbid 3277	. . . 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 3579	. 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 1570  Ⅎwnf 1816   ∈ wcel 2145  Ⅎwnfc 2909  ∀wral 3078  ∃wrex 3088   ⊆ wss 3902  ∅c0 4282  ∪ cuni 4870   class class class wbr 5107   ↦ cmpt 5190  ‘cfv 6537  (class class class)co 7416  ℝcr 11126  0cc0 11127  1c1 11128   < clt 11270   ≤ cle 11271   − cmin 11468  ℝ⁺crp 13044  Clsdccld 23242

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 2215  ax-ext 2734  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204

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 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-id 5554  df-po 5567  df-so 5568  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  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-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-er 8699  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-rp 13045  df-top 23120  df-cld 23245

This theorem is used by:  stoweidlem58  46873