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Theorem stoweidlem22 44728
Description: If a set of real functions from a common domain is closed under addition, multiplication and it contains constants, then it is closed under subtraction. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stoweidlem22.8 β„²π‘‘πœ‘
stoweidlem22.9 Ⅎ𝑑𝐹
stoweidlem22.10 Ⅎ𝑑𝐺
stoweidlem22.1 𝐻 = (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΉβ€˜π‘‘) βˆ’ (πΊβ€˜π‘‘)))
stoweidlem22.2 𝐼 = (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ -1)
stoweidlem22.3 𝐿 = (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΌβ€˜π‘‘) Β· (πΊβ€˜π‘‘)))
stoweidlem22.4 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) β†’ 𝑓:π‘‡βŸΆβ„)
stoweidlem22.5 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((π‘“β€˜π‘‘) + (π‘”β€˜π‘‘))) ∈ 𝐴)
stoweidlem22.6 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((π‘“β€˜π‘‘) Β· (π‘”β€˜π‘‘))) ∈ 𝐴)
stoweidlem22.7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ π‘₯) ∈ 𝐴)
Assertion
Ref Expression
stoweidlem22 ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΉβ€˜π‘‘) βˆ’ (πΊβ€˜π‘‘))) ∈ 𝐴)
Distinct variable groups:   𝑓,𝑔,𝑑,𝐴   𝑓,𝐹,𝑔   𝑓,𝐺,𝑔   𝑓,𝐼,𝑔   𝑇,𝑓,𝑔,𝑑   πœ‘,𝑓,𝑔   𝑔,𝐿   π‘₯,𝑑,𝐴   π‘₯,𝑇   πœ‘,π‘₯
Allowed substitution hints:   πœ‘(𝑑)   𝐹(π‘₯,𝑑)   𝐺(π‘₯,𝑑)   𝐻(π‘₯,𝑑,𝑓,𝑔)   𝐼(π‘₯,𝑑)   𝐿(π‘₯,𝑑,𝑓)

Proof of Theorem stoweidlem22
StepHypRef Expression
1 stoweidlem22.8 . . . 4 β„²π‘‘πœ‘
2 stoweidlem22.9 . . . . 5 Ⅎ𝑑𝐹
32nfel1 2919 . . . 4 Ⅎ𝑑 𝐹 ∈ 𝐴
4 stoweidlem22.10 . . . . 5 Ⅎ𝑑𝐺
54nfel1 2919 . . . 4 Ⅎ𝑑 𝐺 ∈ 𝐴
61, 3, 5nf3an 1904 . . 3 Ⅎ𝑑(πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴)
7 simpr 485 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ 𝑑 ∈ 𝑇)
8 simpl1 1191 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ πœ‘)
9 stoweidlem22.2 . . . . . . . . . . 11 𝐼 = (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ -1)
10 neg1rr 12326 . . . . . . . . . . . 12 -1 ∈ ℝ
11 stoweidlem22.7 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ℝ) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ π‘₯) ∈ 𝐴)
1211stoweidlem4 44710 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ -1 ∈ ℝ) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ -1) ∈ 𝐴)
1310, 12mpan2 689 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ -1) ∈ 𝐴)
149, 13eqeltrid 2837 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ 𝐴)
15 eleq1 2821 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓 = 𝐼 β†’ (𝑓 ∈ 𝐴 ↔ 𝐼 ∈ 𝐴))
1615anbi2d 629 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 = 𝐼 β†’ ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) ↔ (πœ‘ ∧ 𝐼 ∈ 𝐴)))
17 feq1 6698 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 = 𝐼 β†’ (𝑓:π‘‡βŸΆβ„ ↔ 𝐼:π‘‡βŸΆβ„))
1816, 17imbi12d 344 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = 𝐼 β†’ (((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) β†’ 𝑓:π‘‡βŸΆβ„) ↔ ((πœ‘ ∧ 𝐼 ∈ 𝐴) β†’ 𝐼:π‘‡βŸΆβ„)))
19 stoweidlem22.4 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) β†’ 𝑓:π‘‡βŸΆβ„)
2018, 19vtoclg 3556 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∈ 𝐴 β†’ ((πœ‘ ∧ 𝐼 ∈ 𝐴) β†’ 𝐼:π‘‡βŸΆβ„))
2120anabsi7 669 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝐼 ∈ 𝐴) β†’ 𝐼:π‘‡βŸΆβ„)
228, 14, 21syl2anc2 585 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ 𝐼:π‘‡βŸΆβ„)
2322, 7ffvelcdmd 7087 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ (πΌβ€˜π‘‘) ∈ ℝ)
24 simpl3 1193 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ 𝐺 ∈ 𝐴)
25 eleq1 2821 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑓 = 𝐺 β†’ (𝑓 ∈ 𝐴 ↔ 𝐺 ∈ 𝐴))
2625anbi2d 629 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓 = 𝐺 β†’ ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) ↔ (πœ‘ ∧ 𝐺 ∈ 𝐴)))
27 feq1 6698 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓 = 𝐺 β†’ (𝑓:π‘‡βŸΆβ„ ↔ 𝐺:π‘‡βŸΆβ„))
2826, 27imbi12d 344 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 = 𝐺 β†’ (((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) β†’ 𝑓:π‘‡βŸΆβ„) ↔ ((πœ‘ ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ 𝐺:π‘‡βŸΆβ„)))
2928, 19vtoclg 3556 . . . . . . . . . . . 12 (𝐺 ∈ 𝐴 β†’ ((πœ‘ ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ 𝐺:π‘‡βŸΆβ„))
3029anabsi7 669 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ 𝐺:π‘‡βŸΆβ„)
31303adant3 1132 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝐺 ∈ 𝐴 ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ 𝐺:π‘‡βŸΆβ„)
32 simp3 1138 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝐺 ∈ 𝐴 ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ 𝑑 ∈ 𝑇)
3331, 32ffvelcdmd 7087 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝐺 ∈ 𝐴 ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ (πΊβ€˜π‘‘) ∈ ℝ)
348, 24, 7, 33syl3anc 1371 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ (πΊβ€˜π‘‘) ∈ ℝ)
3523, 34remulcld 11243 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ ((πΌβ€˜π‘‘) Β· (πΊβ€˜π‘‘)) ∈ ℝ)
36 stoweidlem22.3 . . . . . . . 8 𝐿 = (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΌβ€˜π‘‘) Β· (πΊβ€˜π‘‘)))
3736fvmpt2 7009 . . . . . . 7 ((𝑑 ∈ 𝑇 ∧ ((πΌβ€˜π‘‘) Β· (πΊβ€˜π‘‘)) ∈ ℝ) β†’ (πΏβ€˜π‘‘) = ((πΌβ€˜π‘‘) Β· (πΊβ€˜π‘‘)))
387, 35, 37syl2anc 584 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ (πΏβ€˜π‘‘) = ((πΌβ€˜π‘‘) Β· (πΊβ€˜π‘‘)))
399fvmpt2 7009 . . . . . . . . 9 ((𝑑 ∈ 𝑇 ∧ -1 ∈ ℝ) β†’ (πΌβ€˜π‘‘) = -1)
4010, 39mpan2 689 . . . . . . . 8 (𝑑 ∈ 𝑇 β†’ (πΌβ€˜π‘‘) = -1)
4140adantl 482 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ (πΌβ€˜π‘‘) = -1)
4241oveq1d 7423 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ ((πΌβ€˜π‘‘) Β· (πΊβ€˜π‘‘)) = (-1 Β· (πΊβ€˜π‘‘)))
4334recnd 11241 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ (πΊβ€˜π‘‘) ∈ β„‚)
4443mulm1d 11665 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ (-1 Β· (πΊβ€˜π‘‘)) = -(πΊβ€˜π‘‘))
4538, 42, 443eqtrd 2776 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ (πΏβ€˜π‘‘) = -(πΊβ€˜π‘‘))
4645oveq2d 7424 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ ((πΉβ€˜π‘‘) + (πΏβ€˜π‘‘)) = ((πΉβ€˜π‘‘) + -(πΊβ€˜π‘‘)))
47 simpl2 1192 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ 𝐹 ∈ 𝐴)
48 eleq1 2821 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = 𝐹 β†’ (𝑓 ∈ 𝐴 ↔ 𝐹 ∈ 𝐴))
4948anbi2d 629 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = 𝐹 β†’ ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) ↔ (πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴)))
50 feq1 6698 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = 𝐹 β†’ (𝑓:π‘‡βŸΆβ„ ↔ 𝐹:π‘‡βŸΆβ„))
5149, 50imbi12d 344 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = 𝐹 β†’ (((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) β†’ 𝑓:π‘‡βŸΆβ„) ↔ ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴) β†’ 𝐹:π‘‡βŸΆβ„)))
5251, 19vtoclg 3556 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ 𝐴 β†’ ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴) β†’ 𝐹:π‘‡βŸΆβ„))
5352anabsi7 669 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴) β†’ 𝐹:π‘‡βŸΆβ„)
548, 47, 53syl2anc 584 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ 𝐹:π‘‡βŸΆβ„)
5554, 7ffvelcdmd 7087 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ (πΉβ€˜π‘‘) ∈ ℝ)
5655recnd 11241 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ (πΉβ€˜π‘‘) ∈ β„‚)
5756, 43negsubd 11576 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ ((πΉβ€˜π‘‘) + -(πΊβ€˜π‘‘)) = ((πΉβ€˜π‘‘) βˆ’ (πΊβ€˜π‘‘)))
5846, 57eqtr2d 2773 . . 3 (((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑑 ∈ 𝑇) β†’ ((πΉβ€˜π‘‘) βˆ’ (πΊβ€˜π‘‘)) = ((πΉβ€˜π‘‘) + (πΏβ€˜π‘‘)))
596, 58mpteq2da 5246 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΉβ€˜π‘‘) βˆ’ (πΊβ€˜π‘‘))) = (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΉβ€˜π‘‘) + (πΏβ€˜π‘‘))))
60143ad2ant1 1133 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ 𝐼 ∈ 𝐴)
61 nfmpt1 5256 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑑(𝑑 ∈ 𝑇 ↦ -1)
629, 61nfcxfr 2901 . . . . . . 7 Ⅎ𝑑𝐼
6362nfeq2 2920 . . . . . 6 Ⅎ𝑑 𝑓 = 𝐼
644nfeq2 2920 . . . . . 6 Ⅎ𝑑 𝑔 = 𝐺
65 stoweidlem22.6 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((π‘“β€˜π‘‘) Β· (π‘”β€˜π‘‘))) ∈ 𝐴)
6663, 64, 65stoweidlem6 44712 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝐼 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΌβ€˜π‘‘) Β· (πΊβ€˜π‘‘))) ∈ 𝐴)
6760, 66syld3an2 1411 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΌβ€˜π‘‘) Β· (πΊβ€˜π‘‘))) ∈ 𝐴)
6836, 67eqeltrid 2837 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ 𝐿 ∈ 𝐴)
69 stoweidlem22.5 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((π‘“β€˜π‘‘) + (π‘”β€˜π‘‘))) ∈ 𝐴)
70 nfmpt1 5256 . . . . 5 Ⅎ𝑑(𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΌβ€˜π‘‘) Β· (πΊβ€˜π‘‘)))
7136, 70nfcxfr 2901 . . . 4 Ⅎ𝑑𝐿
7269, 2, 71stoweidlem8 44714 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐿 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΉβ€˜π‘‘) + (πΏβ€˜π‘‘))) ∈ 𝐴)
7368, 72syld3an3 1409 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΉβ€˜π‘‘) + (πΏβ€˜π‘‘))) ∈ 𝐴)
7459, 73eqeltrd 2833 1 ((πœ‘ ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) β†’ (𝑑 ∈ 𝑇 ↦ ((πΉβ€˜π‘‘) βˆ’ (πΊβ€˜π‘‘))) ∈ 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541  β„²wnf 1785   ∈ wcel 2106  β„²wnfc 2883   ↦ cmpt 5231  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7408  β„cr 11108  1c1 11110   + caddc 11112   Β· cmul 11114   βˆ’ cmin 11443  -cneg 11444
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5574  df-po 5588  df-so 5589  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-ltxr 11252  df-sub 11445  df-neg 11446
This theorem is referenced by:  stoweidlem33  44739
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