Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  stoweidlem22 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem stoweidlem22 47031
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 Ⅎ𝑡𝜑
stoweidlem22.9 Ⅎ𝑡𝐹
stoweidlem22.10 Ⅎ𝑡𝐺
stoweidlem22.1 𝐻 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐹‘𝑡) − (𝐺‘𝑡)))
stoweidlem22.2 𝐼 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ -1)
stoweidlem22.3 𝐿 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐼‘𝑡) · (𝐺‘𝑡)))
stoweidlem22.4 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ)
stoweidlem22.5 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) + (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
stoweidlem22.6 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) · (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
stoweidlem22.7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑥) ∈ 𝐴)
Assertion
Ref Expression
stoweidlem22 ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐹‘𝑡) − (𝐺‘𝑡))) ∈ 𝐴)
Distinct variable groups:   𝑓,𝑔,𝑡,𝐴   𝑓,𝐹,𝑔   𝑓,𝐺,𝑔   𝑓,𝐼,𝑔   𝑇,𝑓,𝑔,𝑡   𝜑,𝑓,𝑔   𝑔,𝐿   𝑥,𝑡,𝐴   𝑥,𝑇   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑡)   𝐹(𝑥, 𝑡)   𝐺(𝑥, 𝑡)   𝐻(𝑥, 𝑡, 𝑓, 𝑔)   𝐼(𝑥, 𝑡)   𝐿(𝑥, 𝑡, 𝑓)

Proof of Theorem stoweidlem22
StepHypRef Expression
1 stoweidlem22.8 . . . 4 Ⅎ𝑡𝜑
2 stoweidlem22.9 . . . . 5 Ⅎ𝑡𝐹
32nfel1 2939 . . . 4 Ⅎ𝑡 𝐹 ∈ 𝐴
4 stoweidlem22.10 . . . . 5 Ⅎ𝑡𝐺
54nfel1 2939 . . . 4 Ⅎ𝑡 𝐺 ∈ 𝐴
61, 3, 5nf3an 1934 . . 3 Ⅎ𝑡(𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴)
7 simpr 490 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝑡 ∈ 𝑇)
8 simpl1 1210 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝜑)
9 stoweidlem22.2 . . . . . . . . . . 11 𝐼 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ -1)
10 neg1rr 12306 . . . . . . . . . . . 12 -1 ∈ ℝ
11 stoweidlem22.7 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑥) ∈ 𝐴)
1211stoweidlem4 47013 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ -1 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ -1) ∈ 𝐴)
1310, 12mpan2 704 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ -1) ∈ 𝐴)
149, 13eqeltrid 2865 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝐴)
15 eleq1 2849 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓 = 𝐼 → (𝑓 ∈ 𝐴 ↔ 𝐼 ∈ 𝐴))
1615anbi2d 642 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 = 𝐼 → ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 ∧ 𝐼 ∈ 𝐴)))
17 feq1 6687 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 = 𝐼 → (𝑓:𝑇⟶ℝ ↔ 𝐼:𝑇⟶ℝ))
1816, 17imbi12d 347 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = 𝐼 → (((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ) ↔ ((𝜑 ∧ 𝐼 ∈ 𝐴) → 𝐼:𝑇⟶ℝ)))
19 stoweidlem22.4 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ)
2018, 19vtoclg 3518 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∈ 𝐴 → ((𝜑 ∧ 𝐼 ∈ 𝐴) → 𝐼:𝑇⟶ℝ))
2120anabsi7 684 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝐼 ∈ 𝐴) → 𝐼:𝑇⟶ℝ)
228, 14, 21syl2anc2 597 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝐼:𝑇⟶ℝ)
2322, 7ffvelcdmd 7085 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐼‘𝑡) ∈ ℝ)
24 simpl3 1212 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝐺 ∈ 𝐴)
25 eleq1 2849 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑓 = 𝐺 → (𝑓 ∈ 𝐴 ↔ 𝐺 ∈ 𝐴))
2625anbi2d 642 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓 = 𝐺 → ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴)))
27 feq1 6687 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓 = 𝐺 → (𝑓:𝑇⟶ℝ ↔ 𝐺:𝑇⟶ℝ))
2826, 27imbi12d 347 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 = 𝐺 → (((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ) ↔ ((𝜑 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → 𝐺:𝑇⟶ℝ)))
2928, 19vtoclg 3518 . . . . . . . . . . . 12 (𝐺 ∈ 𝐴 → ((𝜑 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → 𝐺:𝑇⟶ℝ))
3029anabsi7 684 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → 𝐺:𝑇⟶ℝ)
31303adant3 1150 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝐺:𝑇⟶ℝ)
32 simp3 1156 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝑡 ∈ 𝑇)
3331, 32ffvelcdmd 7085 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐺‘𝑡) ∈ ℝ)
348, 24, 7, 33syl3anc 1398 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐺‘𝑡) ∈ ℝ)
3523, 34remulcld 11339 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → ((𝐼‘𝑡) · (𝐺‘𝑡)) ∈ ℝ)
36 stoweidlem22.3 . . . . . . . 8 𝐿 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐼‘𝑡) · (𝐺‘𝑡)))
3736fvmpt2 7005 . . . . . . 7 ((𝑡 ∈ 𝑇 ∧ ((𝐼‘𝑡) · (𝐺‘𝑡)) ∈ ℝ) → (𝐿‘𝑡) = ((𝐼‘𝑡) · (𝐺‘𝑡)))
387, 35, 37syl2anc 596 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐿‘𝑡) = ((𝐼‘𝑡) · (𝐺‘𝑡)))
399fvmpt2 7005 . . . . . . . . 9 ((𝑡 ∈ 𝑇 ∧ -1 ∈ ℝ) → (𝐼‘𝑡) = -1)
4010, 39mpan2 704 . . . . . . . 8 (𝑡 ∈ 𝑇 → (𝐼‘𝑡) = -1)
4140adantl 487 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐼‘𝑡) = -1)
4241oveq1d 7435 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → ((𝐼‘𝑡) · (𝐺‘𝑡)) = ( -1 · (𝐺‘𝑡)))
4334recnd 11337 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐺‘𝑡) ∈ ℂ)
4443mulm1d 11768 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → ( -1 · (𝐺‘𝑡)) = -(𝐺‘𝑡))
4538, 42, 443eqtrd 2800 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐿‘𝑡) = -(𝐺‘𝑡))
4645oveq2d 7436 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → ((𝐹‘𝑡) + (𝐿‘𝑡)) = ((𝐹‘𝑡) + -(𝐺‘𝑡)))
47 simpl2 1211 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝐹 ∈ 𝐴)
48 eleq1 2849 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = 𝐹 → (𝑓 ∈ 𝐴 ↔ 𝐹 ∈ 𝐴))
4948anbi2d 642 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = 𝐹 → ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴)))
50 feq1 6687 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = 𝐹 → (𝑓:𝑇⟶ℝ ↔ 𝐹:𝑇⟶ℝ))
5149, 50imbi12d 347 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = 𝐹 → (((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ) ↔ ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴) → 𝐹:𝑇⟶ℝ)))
5251, 19vtoclg 3518 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ 𝐴 → ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴) → 𝐹:𝑇⟶ℝ))
5352anabsi7 684 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴) → 𝐹:𝑇⟶ℝ)
548, 47, 53syl2anc 596 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝐹:𝑇⟶ℝ)
5554, 7ffvelcdmd 7085 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐹‘𝑡) ∈ ℝ)
5655recnd 11337 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐹‘𝑡) ∈ ℂ)
5756, 43negsubd 11675 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → ((𝐹‘𝑡) + -(𝐺‘𝑡)) = ((𝐹‘𝑡) − (𝐺‘𝑡)))
5846, 57eqtr2d 2797 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → ((𝐹‘𝑡) − (𝐺‘𝑡)) = ((𝐹‘𝑡) + (𝐿‘𝑡)))
596, 58mpteq2da 5197 . 2 ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐹‘𝑡) − (𝐺‘𝑡))) = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐹‘𝑡) + (𝐿‘𝑡))))
60143ad2ant1 1151 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → 𝐼 ∈ 𝐴)
61 nfmpt1 5204 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑡(𝑡 ∈ 𝑇 ↦ -1)
629, 61nfcxfr 2921 . . . . . . 7 Ⅎ𝑡𝐼
6362nfeq2 2940 . . . . . 6 Ⅎ𝑡 𝑓 = 𝐼
644nfeq2 2940 . . . . . 6 Ⅎ𝑡 𝑔 = 𝐺
65 stoweidlem22.6 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) · (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
6663, 64, 65stoweidlem6 47015 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐼 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐼‘𝑡) · (𝐺‘𝑡))) ∈ 𝐴)
6760, 66syld3an2 1438 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐼‘𝑡) · (𝐺‘𝑡))) ∈ 𝐴)
6836, 67eqeltrid 2865 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → 𝐿 ∈ 𝐴)
69 stoweidlem22.5 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) + (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
70 nfmpt1 5204 . . . . 5 Ⅎ𝑡(𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐼‘𝑡) · (𝐺‘𝑡)))
7136, 70nfcxfr 2921 . . . 4 Ⅎ𝑡𝐿
7269, 2, 71stoweidlem8 47017 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐿 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐹‘𝑡) + (𝐿‘𝑡))) ∈ 𝐴)
7368, 72syld3an3 1436 . 2 ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐹‘𝑡) + (𝐿‘𝑡))) ∈ 𝐴)
7459, 73eqeltrd 2861 1 ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐹‘𝑡) − (𝐺‘𝑡))) ∈ 𝐴)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  Ⅎwnf 1816   ∈ wcel 2145  Ⅎwnfc 2908   ↦ cmpt 5186  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℝcr 11199  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205   − cmin 11541   -cneg 11542
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 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  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
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-id 5546  df-po 5559  df-so 5560  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  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-ltxr 11348  df-sub 11543  df-neg 11544
This theorem is used by:  stoweidlem33  47042
  Copyright terms: Public domain W3C validator