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 43471
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 𝑡𝑃
stoweidlem40.2 𝑡𝜑
stoweidlem40.3 𝑄 = (𝑡𝑇 ↦ ((1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁))↑𝑀))
stoweidlem40.4 𝐹 = (𝑡𝑇 ↦ (1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁)))
stoweidlem40.5 𝐺 = (𝑡𝑇 ↦ 1)
stoweidlem40.6 𝐻 = (𝑡𝑇 ↦ ((𝑃𝑡)↑𝑁))
stoweidlem40.7 (𝜑𝑃𝐴)
stoweidlem40.8 (𝜑𝑃:𝑇⟶ℝ)
stoweidlem40.9 ((𝜑𝑓𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ)
stoweidlem40.10 ((𝜑𝑓𝐴𝑔𝐴) → (𝑡𝑇 ↦ ((𝑓𝑡) + (𝑔𝑡))) ∈ 𝐴)
stoweidlem40.11 ((𝜑𝑓𝐴𝑔𝐴) → (𝑡𝑇 ↦ ((𝑓𝑡) · (𝑔𝑡))) ∈ 𝐴)
stoweidlem40.12 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝑡𝑇𝑥) ∈ 𝐴)
stoweidlem40.13 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
stoweidlem40.14 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
stoweidlem40 (𝜑𝑄𝐴)
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 = (𝑡𝑇 ↦ ((1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁))↑𝑀))
2 stoweidlem40.2 . . . 4 𝑡𝜑
3 simpr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡𝑇) → 𝑡𝑇)
4 1red 10907 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡𝑇) → 1 ∈ ℝ)
5 stoweidlem40.8 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑃:𝑇⟶ℝ)
65ffvelrnda 6943 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑡𝑇) → (𝑃𝑡) ∈ ℝ)
7 stoweidlem40.13 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
87nnnn0d 12223 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
98adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑡𝑇) → 𝑁 ∈ ℕ0)
106, 9reexpcld 13809 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡𝑇) → ((𝑃𝑡)↑𝑁) ∈ ℝ)
114, 10resubcld 11333 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡𝑇) → (1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁)) ∈ ℝ)
12 stoweidlem40.4 . . . . . . . 8 𝐹 = (𝑡𝑇 ↦ (1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁)))
1312fvmpt2 6868 . . . . . . 7 ((𝑡𝑇 ∧ (1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁)) ∈ ℝ) → (𝐹𝑡) = (1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁)))
143, 11, 13syl2anc 583 . . . . . 6 ((𝜑𝑡𝑇) → (𝐹𝑡) = (1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁)))
1514eqcomd 2744 . . . . 5 ((𝜑𝑡𝑇) → (1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁)) = (𝐹𝑡))
1615oveq1d 7270 . . . 4 ((𝜑𝑡𝑇) → ((1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁))↑𝑀) = ((𝐹𝑡)↑𝑀))
172, 16mpteq2da 5168 . . 3 (𝜑 → (𝑡𝑇 ↦ ((1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁))↑𝑀)) = (𝑡𝑇 ↦ ((𝐹𝑡)↑𝑀)))
181, 17syl5eq 2791 . 2 (𝜑𝑄 = (𝑡𝑇 ↦ ((𝐹𝑡)↑𝑀)))
19 nfmpt1 5178 . . . 4 𝑡(𝑡𝑇 ↦ (1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁)))
2012, 19nfcxfr 2904 . . 3 𝑡𝐹
21 stoweidlem40.9 . . 3 ((𝜑𝑓𝐴) → 𝑓:𝑇⟶ℝ)
22 stoweidlem40.11 . . 3 ((𝜑𝑓𝐴𝑔𝐴) → (𝑡𝑇 ↦ ((𝑓𝑡) · (𝑔𝑡))) ∈ 𝐴)
23 stoweidlem40.12 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝑡𝑇𝑥) ∈ 𝐴)
24 1re 10906 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℝ
25 stoweidlem40.5 . . . . . . . . . . 11 𝐺 = (𝑡𝑇 ↦ 1)
2625fvmpt2 6868 . . . . . . . . . 10 ((𝑡𝑇 ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝐺𝑡) = 1)
2724, 26mpan2 687 . . . . . . . . 9 (𝑡𝑇 → (𝐺𝑡) = 1)
2827eqcomd 2744 . . . . . . . 8 (𝑡𝑇 → 1 = (𝐺𝑡))
2928adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡𝑇) → 1 = (𝐺𝑡))
30 stoweidlem40.6 . . . . . . . . . 10 𝐻 = (𝑡𝑇 ↦ ((𝑃𝑡)↑𝑁))
3130fvmpt2 6868 . . . . . . . . 9 ((𝑡𝑇 ∧ ((𝑃𝑡)↑𝑁) ∈ ℝ) → (𝐻𝑡) = ((𝑃𝑡)↑𝑁))
323, 10, 31syl2anc 583 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡𝑇) → (𝐻𝑡) = ((𝑃𝑡)↑𝑁))
3332eqcomd 2744 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡𝑇) → ((𝑃𝑡)↑𝑁) = (𝐻𝑡))
3429, 33oveq12d 7273 . . . . . 6 ((𝜑𝑡𝑇) → (1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁)) = ((𝐺𝑡) − (𝐻𝑡)))
352, 34mpteq2da 5168 . . . . 5 (𝜑 → (𝑡𝑇 ↦ (1 − ((𝑃𝑡)↑𝑁))) = (𝑡𝑇 ↦ ((𝐺𝑡) − (𝐻𝑡))))
3612, 35syl5eq 2791 . . . 4 (𝜑𝐹 = (𝑡𝑇 ↦ ((𝐺𝑡) − (𝐻𝑡))))
3723stoweidlem4 43435 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 1 ∈ ℝ) → (𝑡𝑇 ↦ 1) ∈ 𝐴)
3824, 37mpan2 687 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑡𝑇 ↦ 1) ∈ 𝐴)
3925, 38eqeltrid 2843 . . . . 5 (𝜑𝐺𝐴)
40 stoweidlem40.1 . . . . . . 7 𝑡𝑃
41 stoweidlem40.7 . . . . . . 7 (𝜑𝑃𝐴)
4240, 2, 21, 22, 23, 41, 8stoweidlem19 43450 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑡𝑇 ↦ ((𝑃𝑡)↑𝑁)) ∈ 𝐴)
4330, 42eqeltrid 2843 . . . . 5 (𝜑𝐻𝐴)
44 nfmpt1 5178 . . . . . . 7 𝑡(𝑡𝑇 ↦ 1)
4525, 44nfcxfr 2904 . . . . . 6 𝑡𝐺
46 nfmpt1 5178 . . . . . . 7 𝑡(𝑡𝑇 ↦ ((𝑃𝑡)↑𝑁))
4730, 46nfcxfr 2904 . . . . . 6 𝑡𝐻
48 stoweidlem40.10 . . . . . 6 ((𝜑𝑓𝐴𝑔𝐴) → (𝑡𝑇 ↦ ((𝑓𝑡) + (𝑔𝑡))) ∈ 𝐴)
4945, 47, 2, 21, 48, 22, 23stoweidlem33 43464 . . . . 5 ((𝜑𝐺𝐴𝐻𝐴) → (𝑡𝑇 ↦ ((𝐺𝑡) − (𝐻𝑡))) ∈ 𝐴)
5039, 43, 49mpd3an23 1461 . . . 4 (𝜑 → (𝑡𝑇 ↦ ((𝐺𝑡) − (𝐻𝑡))) ∈ 𝐴)
5136, 50eqeltrd 2839 . . 3 (𝜑𝐹𝐴)
52 stoweidlem40.14 . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ ℕ)
5352nnnn0d 12223 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
5420, 2, 21, 22, 23, 51, 53stoweidlem19 43450 . 2 (𝜑 → (𝑡𝑇 ↦ ((𝐹𝑡)↑𝑀)) ∈ 𝐴)
5518, 54eqeltrd 2839 1 (𝜑𝑄𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1085   = wceq 1539  wnf 1787  wcel 2108  wnfc 2886  cmpt 5153  wf 6414  cfv 6418  (class class class)co 7255  cr 10801  1c1 10803   + caddc 10805   · cmul 10807  cmin 11135  cn 11903  0cn0 12163  cexp 13710
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-er 8456  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-n0 12164  df-z 12250  df-uz 12512  df-seq 13650  df-exp 13711
This theorem is referenced by:  stoweidlem45  43476
  Copyright terms: Public domain W3C validator