Theorem stoweidlem58 46894

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 2939	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑡 𝐷 = ∅
4	2, 3	nfan 1932	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑡(𝜑 ∧ 𝐷 = ∅)
5		eqid 2762	. . 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 46854	. 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 2924	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑡∅
17	1, 16	nfne 3060	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑡 𝐷 ≠ ∅
18	2, 17	nfan 1932	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑡(𝜑 ∧ 𝐷 ≠ ∅)
19		eqid 2762	. . 3 ⊢ {ℎ ∈ 𝐴 ∣ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1)} = {ℎ ∈ 𝐴 ∣ ∀𝑡 ∈ 𝑇 (0 ≤ (ℎ‘𝑡) ∧ (ℎ‘𝑡) ≤ 1)}
20		eqid 2762	. . 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 46893	. 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 3044	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 2909   ≠ wne 2957  ∀wral 3078  ∃wrex 3088  {crab 3414   ∖ cdif 3899   ∩ cin 3901   ⊆ wss 3902  ∅c0 4282  ∪ cuni 4870   class class class wbr 5107   ↦ cmpt 5190  ran crn 5660  ‘cfv 6537  (class class class)co 7417  ℝcr 11127  0cc0 11128  1c1 11129   + caddc 11131   · cmul 11133   < clt 11271   ≤ cle 11272   − cmin 11469   / cdiv 11899  3c3 12324  ℝ⁺crp 13046  (,)cioo 13402  topGenctg 17528  Clsdccld 23247   Cn ccn 23455  Compccmp 23617

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 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-inf2 9624  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205  ax-pre-sup 11206

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 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8163  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-ixp 8909  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-fin 8960  df-fsupp 9336  df-fi 9385  df-sup 9416  df-inf 9417  df-oi 9486  df-card 9948  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-div 11900  df-nn 12262  df-2 12331  df-3 12332  df-4 12333  df-5 12334  df-6 12335  df-7 12336  df-8 12337  df-9 12338  df-n0 12533  df-z 12620  df-dec 12741  df-uz 12892  df-q 13002  df-rp 13047  df-xneg 13167  df-xadd 13168  df-xmul 13169  df-ioo 13406  df-ico 13408  df-icc 13409  df-fz 13566  df-fzo 13714  df-fl 13857  df-seq 14070  df-exp 14130  df-hash 14399  df-cj 15190  df-re 15191  df-im 15192  df-sqrt 15326  df-abs 15327  df-clim 15579  df-rlim 15580  df-sum 15778  df-struct 17245  df-sets 17262  df-slot 17280  df-ndx 17292  df-base 17308  df-ress 17329  df-plusg 17361  df-mulr 17362  df-starv 17363  df-sca 17364  df-vsca 17365  df-ip 17366  df-tset 17367  df-ple 17368  df-ds 17370  df-unif 17371  df-hom 17372  df-cco 17373  df-rest 17513  df-topn 17514  df-0g 17532  df-gsum 17533  df-topgen 17534  df-pt 17535  df-prds 17538  df-xrs 17594  df-qtop 17599  df-imas 17600  df-xps 17602  df-mre 17676  df-mrc 17677  df-acs 17679  df-mgm 18736  df-sgrp 18827  df-mnd 18843  df-submnd 18898  df-mulg 19197  df-cntz 19450  df-cmn 19915  df-psmet 21583  df-xmet 21584  df-met 21585  df-bl 21586  df-mopn 21587  df-cnfld 21592  df-top 23125  df-topon 23142  df-topsp 23164  df-bases 23177  df-cld 23250  df-cn 23458  df-cnp 23459  df-cmp 23618  df-tx 23794  df-hmeo 23987  df-xms 24552  df-ms 24553  df-tms 24554

This theorem is used by:  stoweidlem59  46895