Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  stoweidlem40 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem stoweidlem40 47192
Description: This lemma proves that qn is in the subalgebra, as in the proof of Lemma 1 in [BrosowskiDeutsh] p. 90. Q is used to represent qn in the paper, N is used to represent n in the paper, and M is used to represent k^n in the paper. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
stoweidlem40.1 Ⅎ𝑡𝑃
stoweidlem40.2 Ⅎ𝑡𝜑
stoweidlem40.3 𝑄 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁))↑𝑀))
stoweidlem40.4 𝐹 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ (1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁)))
stoweidlem40.5 𝐺 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1)
stoweidlem40.6 𝐻 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑃‘𝑡)↑𝑁))
stoweidlem40.7 (𝜑 → 𝑃 ∈ 𝐴)
stoweidlem40.8 (𝜑 → 𝑃:𝑇⟶ℝ)
stoweidlem40.9 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ)
stoweidlem40.10 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) + (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
stoweidlem40.11 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) · (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
stoweidlem40.12 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑥) ∈ 𝐴)
stoweidlem40.13 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
stoweidlem40.14 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
stoweidlem40 (𝜑 → 𝑄 ∈ 𝐴)
Distinct variable groups:   𝑓,𝑔,𝑡,𝐴   𝑓,𝐹,𝑔   𝑓,𝐺,𝑔   𝑓,𝐻,𝑔   𝑃,𝑓,𝑔   𝑇,𝑓,𝑔,𝑡   𝜑,𝑓,𝑔   𝑥,𝑡,𝐴   𝑡,𝑀   𝑡,𝑁   𝑥,𝑇   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑡)   𝑃(𝑥, 𝑡)   𝑄(𝑥, 𝑡, 𝑓, 𝑔)   𝐹(𝑥, 𝑡)   𝐺(𝑥, 𝑡)   𝐻(𝑥, 𝑡)   𝑀(𝑥, 𝑓, 𝑔)   𝑁(𝑥, 𝑓, 𝑔)

Proof of Theorem stoweidlem40
StepHypRef Expression
1 stoweidlem40.3 . . 3 𝑄 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁))↑𝑀))
2 stoweidlem40.2 . . . 4 Ⅎ𝑡𝜑
3 simpr 490 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝑡 ∈ 𝑇)
4 1red 11322 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 1 ∈ ℝ)
5 stoweidlem40.8 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑃:𝑇⟶ℝ)
65ffvelcdmda 7095 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝑃‘𝑡) ∈ ℝ)
7 stoweidlem40.13 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
87nnnn0d 12680 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
98adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 𝑁 ∈ ℕ0)
106, 9reexpcld 14319 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → ((𝑃‘𝑡)↑𝑁) ∈ ℝ)
114, 10resubcld 11757 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁)) ∈ ℝ)
12 stoweidlem40.4 . . . . . . . 8 𝐹 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ (1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁)))
1312fvmpt2 7016 . . . . . . 7 ((𝑡 ∈ 𝑇 ∧ (1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁)) ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑡) = (1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁)))
143, 11, 13syl2anc 596 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐹‘𝑡) = (1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁)))
1514eqcomd 2769 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁)) = (𝐹‘𝑡))
1615oveq1d 7445 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → ((1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁))↑𝑀) = ((𝐹‘𝑡)↑𝑀))
172, 16mpteq2da 5200 . . 3 (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁))↑𝑀)) = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐹‘𝑡)↑𝑀)))
181, 17eqtrid 2810 . 2 (𝜑 → 𝑄 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐹‘𝑡)↑𝑀)))
19 nfmpt1 5207 . . . 4 Ⅎ𝑡(𝑡 ∈ 𝑇 ↦ (1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁)))
2012, 19nfcxfr 2924 . . 3 Ⅎ𝑡𝐹
21 stoweidlem40.9 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ)
22 stoweidlem40.11 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) · (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
23 stoweidlem40.12 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑥) ∈ 𝐴)
24 1re 11321 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℝ
25 stoweidlem40.5 . . . . . . . . . . 11 𝐺 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1)
2625fvmpt2 7016 . . . . . . . . . 10 ((𝑡 ∈ 𝑇 ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝐺‘𝑡) = 1)
2724, 26mpan2 704 . . . . . . . . 9 (𝑡 ∈ 𝑇 → (𝐺‘𝑡) = 1)
2827eqcomd 2769 . . . . . . . 8 (𝑡 ∈ 𝑇 → 1 = (𝐺‘𝑡))
2928adantl 487 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → 1 = (𝐺‘𝑡))
30 stoweidlem40.6 . . . . . . . . . 10 𝐻 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑃‘𝑡)↑𝑁))
3130fvmpt2 7016 . . . . . . . . 9 ((𝑡 ∈ 𝑇 ∧ ((𝑃‘𝑡)↑𝑁) ∈ ℝ) → (𝐻‘𝑡) = ((𝑃‘𝑡)↑𝑁))
323, 10, 31syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (𝐻‘𝑡) = ((𝑃‘𝑡)↑𝑁))
3332eqcomd 2769 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → ((𝑃‘𝑡)↑𝑁) = (𝐻‘𝑡))
3429, 33oveq12d 7448 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇) → (1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁)) = ((𝐺‘𝑡) − (𝐻‘𝑡)))
352, 34mpteq2da 5200 . . . . 5 (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ (1 − ((𝑃‘𝑡)↑𝑁))) = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐺‘𝑡) − (𝐻‘𝑡))))
3612, 35eqtrid 2810 . . . 4 (𝜑 → 𝐹 = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐺‘𝑡) − (𝐻‘𝑡))))
3723stoweidlem4 47156 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1) ∈ 𝐴)
3824, 37mpan2 704 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1) ∈ 𝐴)
3925, 38eqeltrid 2868 . . . . 5 (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐴)
40 stoweidlem40.1 . . . . . . 7 Ⅎ𝑡𝑃
41 stoweidlem40.7 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑃 ∈ 𝐴)
4240, 2, 21, 22, 23, 41, 8stoweidlem19 47171 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑃‘𝑡)↑𝑁)) ∈ 𝐴)
4330, 42eqeltrid 2868 . . . . 5 (𝜑 → 𝐻 ∈ 𝐴)
44 nfmpt1 5207 . . . . . . 7 Ⅎ𝑡(𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1)
4525, 44nfcxfr 2924 . . . . . 6 Ⅎ𝑡𝐺
46 nfmpt1 5207 . . . . . . 7 Ⅎ𝑡(𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑃‘𝑡)↑𝑁))
4730, 46nfcxfr 2924 . . . . . 6 Ⅎ𝑡𝐻
48 stoweidlem40.10 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) + (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
4945, 47, 2, 21, 48, 22, 23stoweidlem33 47185 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐺 ∈ 𝐴 ∧ 𝐻 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐺‘𝑡) − (𝐻‘𝑡))) ∈ 𝐴)
5039, 43, 49mpd3an23 1492 . . . 4 (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐺‘𝑡) − (𝐻‘𝑡))) ∈ 𝐴)
5136, 50eqeltrd 2864 . . 3 (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐴)
52 stoweidlem40.14 . . . 4 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
5352nnnn0d 12680 . . 3 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ0)
5420, 2, 21, 22, 23, 51, 53stoweidlem19 47171 . 2 (𝜑 → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝐹‘𝑡)↑𝑀)) ∈ 𝐴)
5518, 54eqeltrd 2864 1 (𝜑 → 𝑄 ∈ 𝐴)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569  Ⅎwnf 1815   ∈ wcel 2146  Ⅎwnfc 2911   ↦ cmpt 5189  ⟶wf 6543  ‘cfv 6547  (class class class)co 7430  ℝcr 11212  1c1 11214   + caddc 11216   · cmul 11218   − cmin 11554  ℕcn 12348  ℕ0cn0 12619  ↑cexp 14217
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7761  ax-cnex 11269  ax-resscn 11270  ax-1cn 11271  ax-icn 11272  ax-addcl 11273  ax-addrcl 11274  ax-mulcl 11275  ax-mulrcl 11276  ax-mulcom 11277  ax-addass 11278  ax-mulass 11279  ax-distr 11280  ax-i2m1 11281  ax-1ne0 11282  ax-1rid 11283  ax-rnegex 11284  ax-rrecex 11285  ax-cnre 11286  ax-pre-lttri 11287  ax-pre-lttrn 11288  ax-pre-ltadd 11289  ax-pre-mulgt0 11290
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  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-pss 4017  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-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  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-pred 6311  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6501  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7888  df-2nd 8012  df-frecs 8313  df-wrecs 8344  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-er 8731  df-en 8988  df-dom 8989  df-sdom 8990  df-pnf 11358  df-mnf 11359  df-xr 11360  df-ltxr 11361  df-le 11362  df-sub 11556  df-neg 11557  df-nn 12349  df-n0 12620  df-z 12707  df-uz 12979  df-seq 14158  df-exp 14218
This theorem is used by:  stoweidlem45  47197
  Copyright terms: Public domain W3C validator