Theorem stoweidlem37 41048

Description: This lemma is used to prove the existence of a function p as in Lemma 1 of [BrosowskiDeutsh] p. 90: p is in the subalgebra, such that 0 <= p <= 1, p_(t_0) = 0, and p > 0 on T - U. Z is used for t₀, P is used for p, (𝐺‘𝑖) is used for p_(t_i). (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
stoweidlem37.1	⊢ 𝑄 = {ℎ ∈ 𝐴 ∣ ((ℎ‘𝑍) = 0 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1))}
stoweidlem37.2	⊢ 𝑃 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺‘𝑖)‘𝑡)))
stoweidlem37.3	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
stoweidlem37.4	⊢ (𝜑 → 𝐺:(1...𝑀)⟶𝑄)
stoweidlem37.5	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ)
stoweidlem37.6	⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝑇)

Assertion

Ref	Expression
stoweidlem37	⊢ (𝜑 → (𝑃‘𝑍) = 0)

Distinct variable groups:   𝑓,𝑖,𝑇   𝐴,𝑓   𝑓,𝐺   𝜑,𝑓,𝑖   ℎ,𝑖,𝑡,𝑇   𝐴,ℎ   ℎ,𝐺,𝑡   ℎ,𝑍,𝑖,𝑡   𝑖,𝑀,𝑡

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑡,ℎ)   𝐴(𝑡,𝑖)   𝑃(𝑡,𝑓,ℎ,𝑖)   𝑄(𝑡,𝑓,ℎ,𝑖)   𝐺(𝑖)   𝑀(𝑓,ℎ)   𝑍(𝑓)

Proof of Theorem stoweidlem37

Step	Hyp	Ref	Expression
1		stoweidlem37.6	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝑇)
2		stoweidlem37.1	. . . 4 ⊢ 𝑄 = {ℎ ∈ 𝐴 ∣ ((ℎ‘𝑍) = 0 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1))}
3		stoweidlem37.2	. . . 4 ⊢ 𝑃 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺‘𝑖)‘𝑡)))
4		stoweidlem37.3	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
5		stoweidlem37.4	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐺:(1...𝑀)⟶𝑄)
6		stoweidlem37.5	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ)
7	2, 3, 4, 5, 6	stoweidlem30 41041	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑍 ∈ 𝑇) → (𝑃‘𝑍) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺‘𝑖)‘𝑍)))
8	1, 7	mpdan 680	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘𝑍) = ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺‘𝑖)‘𝑍)))
9	5	ffvelrnda 6608	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → (𝐺‘𝑖) ∈ 𝑄)
10		fveq1 6432	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℎ = (𝐺‘𝑖) → (ℎ‘𝑍) = ((𝐺‘𝑖)‘𝑍))
11	10	eqeq1d 2827	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℎ = (𝐺‘𝑖) → ((ℎ‘𝑍) = 0 ↔ ((𝐺‘𝑖)‘𝑍) = 0))
12		fveq1 6432	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (ℎ = (𝐺‘𝑖) → (ℎ‘𝑡) = ((𝐺‘𝑖)‘𝑡))
13	12	breq2d 4885	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℎ = (𝐺‘𝑖) → (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ↔ 0 ≤ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡)))
14	12	breq1d 4883	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℎ = (𝐺‘𝑖) → ((ℎ‘𝑡) ≤ 1 ↔ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1))
15	13, 14	anbi12d 626	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℎ = (𝐺‘𝑖) → ((0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1) ↔ (0 ≤ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ∧ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1)))
16	15	ralbidv 3195	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℎ = (𝐺‘𝑖) → (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ∧ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1)))
17	11, 16	anbi12d 626	. . . . . . . 8 ⊢ (ℎ = (𝐺‘𝑖) → (((ℎ‘𝑍) = 0 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1)) ↔ (((𝐺‘𝑖)‘𝑍) = 0 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ∧ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1))))
18	17, 2	elrab2 3589	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺‘𝑖) ∈ 𝑄 ↔ ((𝐺‘𝑖) ∈ 𝐴 ∧ (((𝐺‘𝑖)‘𝑍) = 0 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ∧ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1))))
19	9, 18	sylib 210	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝐺‘𝑖) ∈ 𝐴 ∧ (((𝐺‘𝑖)‘𝑍) = 0 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ∧ ((𝐺‘𝑖)‘𝑡) ≤ 1))))
20	19	simprld 790	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑀)) → ((𝐺‘𝑖)‘𝑍) = 0)
21	20	sumeq2dv 14810	. . . 4 ⊢ (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺‘𝑖)‘𝑍) = Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)0)
22		fzfi 13066	. . . . 5 ⊢ (1...𝑀) ∈ Fin
23		olc 901	. . . . 5 ⊢ ((1...𝑀) ∈ Fin → ((1...𝑀) ⊆ (ℤ≥‘1) ∨ (1...𝑀) ∈ Fin))
24		sumz 14830	. . . . 5 ⊢ (((1...𝑀) ⊆ (ℤ≥‘1) ∨ (1...𝑀) ∈ Fin) → Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)0 = 0)
25	22, 23, 24	mp2b 10	. . . 4 ⊢ Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)0 = 0
26	21, 25	syl6eq 2877	. . 3 ⊢ (𝜑 → Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺‘𝑖)‘𝑍) = 0)
27	26	oveq2d 6921	. 2 ⊢ (𝜑 → ((1 / 𝑀) · Σ𝑖 ∈ (1...𝑀)((𝐺‘𝑖)‘𝑍)) = ((1 / 𝑀) · 0))
28	4	nncnd 11368	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
29	4	nnne0d 11401	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ≠ 0)
30	28, 29	reccld 11120	. . 3 ⊢ (𝜑 → (1 / 𝑀) ∈ ℂ)
31	30	mul01d 10554	. 2 ⊢ (𝜑 → ((1 / 𝑀) · 0) = 0)
32	8, 27, 31	3eqtrd 2865	1 ⊢ (𝜑 → (𝑃‘𝑍) = 0)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 386   ∨ wo 880   = wceq 1658   ∈ wcel 2166  ∀wral 3117  {crab 3121   ⊆ wss 3798   class class class wbr 4873   ↦ cmpt 4952  ⟶wf 6119  ‘cfv 6123  (class class class)co 6905  Fincfn 8222  ℝcr 10251  0cc0 10252  1c1 10253   · cmul 10257   ≤ cle 10392   / cdiv 11009  ℕcn 11350  ℤ_≥cuz 11968  ...cfz 12619  Σcsu 14793

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1896  ax-4 1910  ax-5 2011  ax-6 2077  ax-7 2114  ax-8 2168  ax-9 2175  ax-10 2194  ax-11 2209  ax-12 2222  ax-13 2391  ax-ext 2803  ax-rep 4994  ax-sep 5005  ax-nul 5013  ax-pow 5065  ax-pr 5127  ax-un 7209  ax-inf2 8815  ax-cnex 10308  ax-resscn 10309  ax-1cn 10310  ax-icn 10311  ax-addcl 10312  ax-addrcl 10313  ax-mulcl 10314  ax-mulrcl 10315  ax-mulcom 10316  ax-addass 10317  ax-mulass 10318  ax-distr 10319  ax-i2m1 10320  ax-1ne0 10321  ax-1rid 10322  ax-rnegex 10323  ax-rrecex 10324  ax-cnre 10325  ax-pre-lttri 10326  ax-pre-lttrn 10327  ax-pre-ltadd 10328  ax-pre-mulgt0 10329  ax-pre-sup 10330

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 881  df-3or 1114  df-3an 1115  df-tru 1662  df-fal 1672  df-ex 1881  df-nf 1885  df-sb 2070  df-mo 2605  df-eu 2640  df-clab 2812  df-cleq 2818  df-clel 2821  df-nfc 2958  df-ne 3000  df-nel 3103  df-ral 3122  df-rex 3123  df-reu 3124  df-rmo 3125  df-rab 3126  df-v 3416  df-sbc 3663  df-csb 3758  df-dif 3801  df-un 3803  df-in 3805  df-ss 3812  df-pss 3814  df-nul 4145  df-if 4307  df-pw 4380  df-sn 4398  df-pr 4400  df-tp 4402  df-op 4404  df-uni 4659  df-int 4698  df-iun 4742  df-br 4874  df-opab 4936  df-mpt 4953  df-tr 4976  df-id 5250  df-eprel 5255  df-po 5263  df-so 5264  df-fr 5301  df-se 5302  df-we 5303  df-xp 5348  df-rel 5349  df-cnv 5350  df-co 5351  df-dm 5352  df-rn 5353  df-res 5354  df-ima 5355  df-pred 5920  df-ord 5966  df-on 5967  df-lim 5968  df-suc 5969  df-iota 6086  df-fun 6125  df-fn 6126  df-f 6127  df-f1 6128  df-fo 6129  df-f1o 6130  df-fv 6131  df-isom 6132  df-riota 6866  df-ov 6908  df-oprab 6909  df-mpt2 6910  df-om 7327  df-1st 7428  df-2nd 7429  df-wrecs 7672  df-recs 7734  df-rdg 7772  df-1o 7826  df-oadd 7830  df-er 8009  df-en 8223  df-dom 8224  df-sdom 8225  df-fin 8226  df-sup 8617  df-oi 8684  df-card 9078  df-pnf 10393  df-mnf 10394  df-xr 10395  df-ltxr 10396  df-le 10397  df-sub 10587  df-neg 10588  df-div 11010  df-nn 11351  df-2 11414  df-3 11415  df-n0 11619  df-z 11705  df-uz 11969  df-rp 12113  df-fz 12620  df-fzo 12761  df-seq 13096  df-exp 13155  df-hash 13411  df-cj 14216  df-re 14217  df-im 14218  df-sqrt 14352  df-abs 14353  df-clim 14596  df-sum 14794

This theorem is referenced by:  stoweidlem44  41055