Theorem stoweidlem58 46990

Description: This theorem proves Lemma 2 in [BrosowskiDeutsh] p. 91. Here D is used to represent the set A of Lemma 2, because here the variable A is used for the subalgebra of functions. (Contributed by Glauco Siliprandi, 20-Apr-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
stoweidlem58.1	⊢ Ⅎ𝑡𝐷
stoweidlem58.2	⊢ Ⅎ𝑡𝑈
stoweidlem58.3	⊢ Ⅎ𝑡𝜑
stoweidlem58.4	⊢ 𝐾 = (topGen‘ran (,))
stoweidlem58.5	⊢ 𝑇 = ∪ 𝐽
stoweidlem58.6	⊢ 𝐶 = (𝐽 Cn 𝐾)
stoweidlem58.7	⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Comp)
stoweidlem58.8	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐶)
stoweidlem58.9	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) + (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
stoweidlem58.10	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) · (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
stoweidlem58.11	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑎) ∈ 𝐴)
stoweidlem58.12	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑟 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇 ∧ 𝑟 ≠ 𝑡)) → ∃𝑞 ∈ 𝐴 (𝑞‘𝑟) ≠ (𝑞‘𝑡))
stoweidlem58.13	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (Clsd‘𝐽))
stoweidlem58.14	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (Clsd‘𝐽))
stoweidlem58.15	⊢ (𝜑 → (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅)
stoweidlem58.16	⊢ 𝑈 = (𝑇 ∖ 𝐵)
stoweidlem58.17	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
stoweidlem58.18	⊢ (𝜑 → 𝐸 < (1 / 3))

Assertion

Ref	Expression
stoweidlem58	⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡)))

Distinct variable groups:   𝑓,𝑎,𝑟,𝑡,𝐴,𝑞   𝐷,𝑎,𝑓,𝑟   𝑇,𝑎,𝑓,𝑟,𝑡   𝑈,𝑎,𝑓,𝑟   𝜑,𝑎,𝑓,𝑟   𝑓,𝑔,𝑟,𝑡,𝐴   𝑓,𝐸,𝑔,𝑟,𝑡   𝑥,𝑓,𝑔,𝑡,𝐴   𝐵,𝑓,𝑔,𝑟   𝑓,𝐽,𝑔,𝑟,𝑡   𝑔,𝑞,𝐷   𝑇,𝑔   𝑈,𝑔   𝜑,𝑔   𝐷,𝑞   𝑇,𝑞   𝑈,𝑞   𝜑,𝑞   𝑡,𝐾   𝑥,𝐵   𝑥,𝐷   𝑥,𝐸   𝑥,𝑇

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑡)   𝐵(𝑡, 𝑞, 𝑎)   𝐶(𝑥, 𝑡, 𝑓, 𝑔, 𝑟, 𝑞, 𝑎)   𝐷(𝑡)   𝑈(𝑥, 𝑡)   𝐸(𝑞, 𝑎)   𝐽(𝑥, 𝑞, 𝑎)   𝐾(𝑥, 𝑓, 𝑔, 𝑟, 𝑞, 𝑎)

Proof of Theorem stoweidlem58

Dummy variables 𝑒 ℎ 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		stoweidlem58.1	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑡𝐷
2		stoweidlem58.3	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑡𝜑
3	1	nfeq1 2937	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑡 𝐷 = ∅
4	2, 3	nfan 1932	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑡(𝜑 ∧ 𝐷 = ∅)
5		eqid 2760	. . 3 ⊢ (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1) = (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 1)
6		stoweidlem58.5	. . 3 ⊢ 𝑇 = ∪ 𝐽
7		stoweidlem58.11	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑎) ∈ 𝐴)
8	7	adantlr 728	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐷 = ∅) ∧ 𝑎 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑎) ∈ 𝐴)
9		stoweidlem58.13	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (Clsd‘𝐽))
10	9	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 = ∅) → 𝐵 ∈ (Clsd‘𝐽))
11		stoweidlem58.17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
12	11	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 = ∅) → 𝐸 ∈ ℝ+)
13		simpr 490	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 = ∅) → 𝐷 = ∅)
14	1, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 13	stoweidlem18 46950	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 = ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡)))
15		stoweidlem58.2	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑡𝑈
16		nfcv 2922	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡∅
17	1, 16	nfne 3058	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑡 𝐷 ≠ ∅
18	2, 17	nfan 1932	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑡(𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅)
19		eqid 2760	. . 3 ⊢ {ℎ ∈ 𝐴 ∣ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1)} = {ℎ ∈ 𝐴 ∣ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1)}
20		eqid 2760	. . 3 ⊢ {𝑤 ∈ 𝐽 ∣ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃ℎ ∈ 𝐴 (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝑤 (ℎ‘𝑡) < 𝑒 ∧ ∀𝑡 ∈ (𝑇 ∖ 𝑈)(1 − 𝑒) < (ℎ‘𝑡))} = {𝑤 ∈ 𝐽 ∣ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃ℎ ∈ 𝐴 (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝑤 (ℎ‘𝑡) < 𝑒 ∧ ∀𝑡 ∈ (𝑇 ∖ 𝑈)(1 − 𝑒) < (ℎ‘𝑡))}
21		stoweidlem58.4	. . 3 ⊢ 𝐾 = (topGen‘ran (,))
22		stoweidlem58.6	. . 3 ⊢ 𝐶 = (𝐽 Cn 𝐾)
23		stoweidlem58.16	. . 3 ⊢ 𝑈 = (𝑇 ∖ 𝐵)
24		stoweidlem58.7	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Comp)
25	24	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) → 𝐽 ∈ Comp)
26		stoweidlem58.8	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐶)
27	26	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) → 𝐴 ⊆ 𝐶)
28		stoweidlem58.9	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) + (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
29	28	3adant1r 1196	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) + (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
30		stoweidlem58.10	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) · (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
31	30	3adant1r 1196	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) ∧ 𝑓 ∈ 𝐴 ∧ 𝑔 ∈ 𝐴) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ ((𝑓‘𝑡) · (𝑔‘𝑡))) ∈ 𝐴)
32	7	adantlr 728	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) ∧ 𝑎 ∈ ℝ) → (𝑡 ∈ 𝑇 ↦ 𝑎) ∈ 𝐴)
33		stoweidlem58.12	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑟 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇 ∧ 𝑟 ≠ 𝑡)) → ∃𝑞 ∈ 𝐴 (𝑞‘𝑟) ≠ (𝑞‘𝑡))
34	33	adantlr 728	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) ∧ (𝑟 ∈ 𝑇 ∧ 𝑡 ∈ 𝑇 ∧ 𝑟 ≠ 𝑡)) → ∃𝑞 ∈ 𝐴 (𝑞‘𝑟) ≠ (𝑞‘𝑡))
35	9	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) → 𝐵 ∈ (Clsd‘𝐽))
36		stoweidlem58.14	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (Clsd‘𝐽))
37	36	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) → 𝐷 ∈ (Clsd‘𝐽))
38		stoweidlem58.15	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅)
39	38	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) → (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅)
40		simpr 490	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) → 𝐷 ≠ ∅)
41	11	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) → 𝐸 ∈ ℝ+)
42		stoweidlem58.18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐸 < (1 / 3))
43	42	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) → 𝐸 < (1 / 3))
44	1, 15, 18, 19, 20, 21, 6, 22, 23, 25, 27, 29, 31, 32, 34, 35, 37, 39, 40, 41, 43	stoweidlem57 46989	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡)))
45	14, 44	pm2.61dane 3042	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (𝑥‘𝑡) ∧ (𝑥‘𝑡) ≤ 1) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝑡) < 𝐸 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝐵 (1 − 𝐸) < (𝑥‘𝑡)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  Ⅎwnf 1816   ∈ wcel 2145  Ⅎwnfc 2907   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  {crab 3412   ∖ cdif 3895   ∩ cin 3897   ⊆ wss 3898  ∅c0 4278  ∪ cuni 4866   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  ran crn 5648  ‘cfv 6527  (class class class)co 7408  ℝcr 11170  0cc0 11171  1c1 11172   + caddc 11174   · cmul 11176   < clt 11314   ≤ cle 11315   − cmin 11512   / cdiv 11942  3c3 12367  ℝ⁺crp 13089  (,)cioo 13445  topGenctg 17569  Clsdccld 23295   Cn ccn 23503  Compccmp 23665

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 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7734  ax-inf2 9620  ax-cnex 11227  ax-resscn 11228  ax-1cn 11229  ax-icn 11230  ax-addcl 11231  ax-addrcl 11232  ax-mulcl 11233  ax-mulrcl 11234  ax-mulcom 11235  ax-addass 11236  ax-mulass 11237  ax-distr 11238  ax-i2m1 11239  ax-1ne0 11240  ax-1rid 11241  ax-rnegex 11242  ax-rrecex 11243  ax-cnre 11244  ax-pre-lttri 11245  ax-pre-lttrn 11246  ax-pre-ltadd 11247  ax-pre-mulgt0 11248  ax-pre-sup 11249

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 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-se 5601  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6293  df-ord 6354  df-on 6355  df-lim 6356  df-suc 6357  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-isom 6536  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7676  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-supp 8156  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8454  df-2o 8455  df-er 8695  df-map 8827  df-pm 8828  df-ixp 8904  df-en 8952  df-dom 8953  df-sdom 8954  df-fin 8955  df-fsupp 9332  df-fi 9381  df-sup 9412  df-inf 9413  df-oi 9482  df-card 9991  df-pnf 11316  df-mnf 11317  df-xr 11318  df-ltxr 11319  df-le 11320  df-sub 11514  df-neg 11515  df-div 11943  df-nn 12305  df-2 12374  df-3 12375  df-4 12376  df-5 12377  df-6 12378  df-7 12379  df-8 12380  df-9 12381  df-n0 12576  df-z 12663  df-dec 12784  df-uz 12935  df-q 13045  df-rp 13090  df-xneg 13210  df-xadd 13211  df-xmul 13212  df-ioo 13449  df-ico 13451  df-icc 13452  df-fz 13609  df-fzo 13757  df-fl 13900  df-seq 14113  df-exp 14173  df-hash 14442  df-cj 15233  df-re 15234  df-im 15235  df-sqrt 15369  df-abs 15370  df-clim 15622  df-rlim 15623  df-sum 15821  df-struct 17286  df-sets 17303  df-slot 17321  df-ndx 17333  df-base 17349  df-ress 17370  df-plusg 17402  df-mulr 17403  df-starv 17404  df-sca 17405  df-vsca 17406  df-ip 17407  df-tset 17408  df-ple 17409  df-ds 17411  df-unif 17412  df-hom 17413  df-cco 17414  df-rest 17554  df-topn 17555  df-0g 17573  df-gsum 17574  df-topgen 17575  df-pt 17576  df-prds 17579  df-xrs 17635  df-qtop 17640  df-imas 17641  df-xps 17643  df-mre 17717  df-mrc 17718  df-acs 17720  df-mgm 18777  df-sgrp 18869  df-mnd 18885  df-submnd 18940  df-mulg 19239  df-cntz 19492  df-cmn 19957  df-psmet 21631  df-xmet 21632  df-met 21633  df-bl 21634  df-mopn 21635  df-cnfld 21640  df-top 23173  df-topon 23190  df-topsp 23212  df-bases 23225  df-cld 23298  df-cn 23506  df-cnp 23507  df-cmp 23666  df-tx 23842  df-hmeo 24035  df-xms 24600  df-ms 24601  df-tms 24602

This theorem is used by:  stoweidlem59  46991