MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  amgmlem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem amgmlem 24716
Description: Lemma for amgm 24717. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
amgm.1 𝑀 = (mulGrp‘ℂfld)
amgm.2 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
amgm.3 (𝜑𝐴 ≠ ∅)
amgm.4 (𝜑𝐹:𝐴⟶ℝ+)
Assertion
Ref Expression
amgmlem (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹)↑𝑐(1 / (#‘𝐴))) ≤ ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))

Proof of Theorem amgmlem
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑘 𝑠 𝑢 𝑣 𝑤 𝑥 𝑦 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cnfld0 19770 . . . . . . . 8 0 = (0g‘ℂfld)
2 cnring 19768 . . . . . . . . 9 fld ∈ Ring
3 ringabl 18580 . . . . . . . . 9 (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ Abel)
42, 3mp1i 13 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℂfld ∈ Abel)
5 amgm.2 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
6 resubdrg 19954 . . . . . . . . . 10 (ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ℝfld ∈ DivRing)
76simpli 474 . . . . . . . . 9 ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld)
8 subrgsubg 18786 . . . . . . . . 9 (ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld) → ℝ ∈ (SubGrp‘ℂfld))
97, 8mp1i 13 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ ∈ (SubGrp‘ℂfld))
10 amgm.4 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐹:𝐴⟶ℝ+)
1110ffvelrnda 6359 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ+)
1211relogcld 24369 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → (log‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ)
1312renegcld 10457 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐴) → -(log‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ)
14 eqid 2622 . . . . . . . . 9 (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))) = (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))
1513, 14fmptd 6385 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))):𝐴⟶ℝ)
16 c0ex 10034 . . . . . . . . . 10 0 ∈ V
1716a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ∈ V)
1815, 5, 17fdmfifsupp 8285 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))) finSupp 0)
191, 4, 5, 9, 15, 18gsumsubgcl 18320 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) ∈ ℝ)
2019recnd 10068 . . . . . 6 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) ∈ ℂ)
21 amgm.3 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ≠ ∅)
22 hashnncl 13157 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ Fin → ((#‘𝐴) ∈ ℕ ↔ 𝐴 ≠ ∅))
235, 22syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((#‘𝐴) ∈ ℕ ↔ 𝐴 ≠ ∅))
2421, 23mpbird 247 . . . . . . 7 (𝜑 → (#‘𝐴) ∈ ℕ)
2524nncnd 11036 . . . . . 6 (𝜑 → (#‘𝐴) ∈ ℂ)
2624nnne0d 11065 . . . . . 6 (𝜑 → (#‘𝐴) ≠ 0)
2720, 25, 26divnegd 10814 . . . . 5 (𝜑 → -((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) = (-(ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)))
2812recnd 10068 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → (log‘(𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
295, 28gsumfsum 19813 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (log‘(𝐹𝑘)))) = Σ𝑘𝐴 (log‘(𝐹𝑘)))
3028negnegd 10383 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → --(log‘(𝐹𝑘)) = (log‘(𝐹𝑘)))
3130sumeq2dv 14433 . . . . . . . . 9 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 --(log‘(𝐹𝑘)) = Σ𝑘𝐴 (log‘(𝐹𝑘)))
3213recnd 10068 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → -(log‘(𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
335, 32fsumneg 14519 . . . . . . . . 9 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 --(log‘(𝐹𝑘)) = -Σ𝑘𝐴 -(log‘(𝐹𝑘)))
3429, 31, 333eqtr2rd 2663 . . . . . . . 8 (𝜑 → -Σ𝑘𝐴 -(log‘(𝐹𝑘)) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (log‘(𝐹𝑘)))))
355, 32gsumfsum 19813 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) = Σ𝑘𝐴 -(log‘(𝐹𝑘)))
3635negeqd 10275 . . . . . . . 8 (𝜑 → -(ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) = -Σ𝑘𝐴 -(log‘(𝐹𝑘)))
3710feqmptd 6249 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐹 = (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))
38 relogf1o 24313 . . . . . . . . . . . . 13 (log ↾ ℝ+):ℝ+1-1-onto→ℝ
39 f1of 6137 . . . . . . . . . . . . 13 ((log ↾ ℝ+):ℝ+1-1-onto→ℝ → (log ↾ ℝ+):ℝ+⟶ℝ)
4038, 39mp1i 13 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (log ↾ ℝ+):ℝ+⟶ℝ)
4140feqmptd 6249 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((log ↾ ℝ+)‘𝑥)))
42 fvres 6207 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ+ → ((log ↾ ℝ+)‘𝑥) = (log‘𝑥))
4342mpteq2ia 4740 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((log ↾ ℝ+)‘𝑥)) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥))
4441, 43syl6eq 2672 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)))
45 fveq2 6191 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐹𝑘) → (log‘𝑥) = (log‘(𝐹𝑘)))
4611, 37, 44, 45fmptco 6396 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹) = (𝑘𝐴 ↦ (log‘(𝐹𝑘))))
4746oveq2d 6666 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (log‘(𝐹𝑘)))))
4834, 36, 473eqtr4d 2666 . . . . . . 7 (𝜑 → -(ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) = (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)))
49 amgm.1 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑀 = (mulGrp‘ℂfld)
5049oveq1i 6660 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀s (ℂ ∖ {0})) = ((mulGrp‘ℂfld) ↾s (ℂ ∖ {0}))
5150rpmsubg 19810 . . . . . . . . . . . . 13 + ∈ (SubGrp‘(𝑀s (ℂ ∖ {0})))
52 subgsubm 17616 . . . . . . . . . . . . 13 (ℝ+ ∈ (SubGrp‘(𝑀s (ℂ ∖ {0}))) → ℝ+ ∈ (SubMnd‘(𝑀s (ℂ ∖ {0}))))
5351, 52ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 + ∈ (SubMnd‘(𝑀s (ℂ ∖ {0})))
54 cnfldbas 19750 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℂ = (Base‘ℂfld)
55 cndrng 19775 . . . . . . . . . . . . . . 15 fld ∈ DivRing
5654, 1, 55drngui 18753 . . . . . . . . . . . . . 14 (ℂ ∖ {0}) = (Unit‘ℂfld)
5756, 49unitsubm 18670 . . . . . . . . . . . . 13 (ℂfld ∈ Ring → (ℂ ∖ {0}) ∈ (SubMnd‘𝑀))
58 eqid 2622 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀s (ℂ ∖ {0})) = (𝑀s (ℂ ∖ {0}))
5958subsubm 17357 . . . . . . . . . . . . 13 ((ℂ ∖ {0}) ∈ (SubMnd‘𝑀) → (ℝ+ ∈ (SubMnd‘(𝑀s (ℂ ∖ {0}))) ↔ (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0}))))
602, 57, 59mp2b 10 . . . . . . . . . . . 12 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘(𝑀s (ℂ ∖ {0}))) ↔ (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0})))
6153, 60mpbi 220 . . . . . . . . . . 11 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0}))
6261simpli 474 . . . . . . . . . 10 + ∈ (SubMnd‘𝑀)
63 eqid 2622 . . . . . . . . . . 11 (𝑀s+) = (𝑀s+)
6463submbas 17355 . . . . . . . . . 10 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) → ℝ+ = (Base‘(𝑀s+)))
6562, 64ax-mp 5 . . . . . . . . 9 + = (Base‘(𝑀s+))
66 cnfld1 19771 . . . . . . . . . . . 12 1 = (1r‘ℂfld)
6749, 66ringidval 18503 . . . . . . . . . . 11 1 = (0g𝑀)
6863, 67subm0 17356 . . . . . . . . . 10 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) → 1 = (0g‘(𝑀s+)))
6962, 68ax-mp 5 . . . . . . . . 9 1 = (0g‘(𝑀s+))
70 cncrng 19767 . . . . . . . . . . 11 fld ∈ CRing
7149crngmgp 18555 . . . . . . . . . . 11 (ℂfld ∈ CRing → 𝑀 ∈ CMnd)
7270, 71mp1i 13 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ∈ CMnd)
7363submmnd 17354 . . . . . . . . . . 11 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) → (𝑀s+) ∈ Mnd)
7462, 73mp1i 13 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑀s+) ∈ Mnd)
7563subcmn 18242 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ CMnd ∧ (𝑀s+) ∈ Mnd) → (𝑀s+) ∈ CMnd)
7672, 74, 75syl2anc 693 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀s+) ∈ CMnd)
77 df-refld 19951 . . . . . . . . . . . 12 fld = (ℂflds ℝ)
7877subrgring 18783 . . . . . . . . . . 11 (ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld) → ℝfld ∈ Ring)
797, 78ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 fld ∈ Ring
80 ringmnd 18556 . . . . . . . . . 10 (ℝfld ∈ Ring → ℝfld ∈ Mnd)
8179, 80mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ℝfld ∈ Mnd)
8249oveq1i 6660 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀s+) = ((mulGrp‘ℂfld) ↾s+)
8382reloggim 24345 . . . . . . . . . . 11 (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) GrpIso ℝfld)
84 gimghm 17706 . . . . . . . . . . 11 ((log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) GrpIso ℝfld) → (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) GrpHom ℝfld))
8583, 84ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) GrpHom ℝfld)
86 ghmmhm 17670 . . . . . . . . . 10 ((log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) GrpHom ℝfld) → (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) MndHom ℝfld))
8785, 86mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) MndHom ℝfld))
88 1ex 10035 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ V
8988a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ V)
9010, 5, 89fdmfifsupp 8285 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 finSupp 1)
9165, 69, 76, 81, 5, 87, 10, 90gsummhm 18338 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℝfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = ((log ↾ ℝ+)‘((𝑀s+) Σg 𝐹)))
92 subgsubm 17616 . . . . . . . . . 10 (ℝ ∈ (SubGrp‘ℂfld) → ℝ ∈ (SubMnd‘ℂfld))
939, 92syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ℝ ∈ (SubMnd‘ℂfld))
94 fco 6058 . . . . . . . . . 10 (((log ↾ ℝ+):ℝ+⟶ℝ ∧ 𝐹:𝐴⟶ℝ+) → ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹):𝐴⟶ℝ)
9540, 10, 94syl2anc 693 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹):𝐴⟶ℝ)
965, 93, 95, 77gsumsubm 17373 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = (ℝfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)))
9762a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀))
985, 97, 10, 63gsumsubm 17373 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) = ((𝑀s+) Σg 𝐹))
9998fveq2d 6195 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)) = ((log ↾ ℝ+)‘((𝑀s+) Σg 𝐹)))
10091, 96, 993eqtr4d 2666 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)))
10167, 72, 5, 97, 10, 90gsumsubmcl 18319 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ∈ ℝ+)
102 fvres 6207 . . . . . . . 8 ((𝑀 Σg 𝐹) ∈ ℝ+ → ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)) = (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))
103101, 102syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)) = (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))
10448, 100, 1033eqtrd 2660 . . . . . 6 (𝜑 → -(ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) = (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))
105104oveq1d 6665 . . . . 5 (𝜑 → (-(ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) = ((log‘(𝑀 Σg 𝐹)) / (#‘𝐴)))
106101relogcld 24369 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(𝑀 Σg 𝐹)) ∈ ℝ)
107106recnd 10068 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘(𝑀 Σg 𝐹)) ∈ ℂ)
108107, 25, 26divrec2d 10805 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘(𝑀 Σg 𝐹)) / (#‘𝐴)) = ((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))))
10927, 105, 1083eqtrd 2660 . . . 4 (𝜑 → -((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) = ((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))))
11037oveq2d 6666 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))))
11111rpcnd 11874 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
1125, 111gsumfsum 19813 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))) = Σ𝑘𝐴 (𝐹𝑘))
113110, 112eqtrd 2656 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) = Σ𝑘𝐴 (𝐹𝑘))
1145, 21, 11fsumrpcl 14468 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ∈ ℝ+)
115113, 114eqeltrd 2701 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) ∈ ℝ+)
11624nnrpd 11870 . . . . . . 7 (𝜑 → (#‘𝐴) ∈ ℝ+)
117115, 116rpdivcld 11889 . . . . . 6 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) ∈ ℝ+)
118117relogcld 24369 . . . . 5 (𝜑 → (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ∈ ℝ)
11919, 24nndivred 11069 . . . . 5 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) ∈ ℝ)
120 rpssre 11843 . . . . . . . . 9 + ⊆ ℝ
121120a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ+ ⊆ ℝ)
122 relogcl 24322 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ ℝ+ → (log‘𝑤) ∈ ℝ)
123122adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ+) → (log‘𝑤) ∈ ℝ)
124123renegcld 10457 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ+) → -(log‘𝑤) ∈ ℝ)
125 eqid 2622 . . . . . . . . 9 (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) = (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))
126124, 125fmptd 6385 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)):ℝ+⟶ℝ)
127 ioorp 12251 . . . . . . . . . . . 12 (0(,)+∞) = ℝ+
128127eleq2i 2693 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∈ (0(,)+∞) ↔ 𝑎 ∈ ℝ+)
129127eleq2i 2693 . . . . . . . . . . 11 (𝑏 ∈ (0(,)+∞) ↔ 𝑏 ∈ ℝ+)
130 iccssioo2 12246 . . . . . . . . . . 11 ((𝑎 ∈ (0(,)+∞) ∧ 𝑏 ∈ (0(,)+∞)) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ (0(,)+∞))
131128, 129, 130syl2anbr 497 . . . . . . . . . 10 ((𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℝ+) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ (0(,)+∞))
132131, 127syl6sseq 3651 . . . . . . . . 9 ((𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℝ+) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ ℝ+)
133132adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℝ+)) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ ℝ+)
13424nnrecred 11066 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℝ)
135116rpreccld 11882 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℝ+)
136135rpge0d 11876 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ (1 / (#‘𝐴)))
137 elrege0 12278 . . . . . . . . . 10 ((1 / (#‘𝐴)) ∈ (0[,)+∞) ↔ ((1 / (#‘𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (1 / (#‘𝐴))))
138134, 136, 137sylanbrc 698 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 / (#‘𝐴)) ∈ (0[,)+∞))
139 fconst6g 6094 . . . . . . . . 9 ((1 / (#‘𝐴)) ∈ (0[,)+∞) → (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}):𝐴⟶(0[,)+∞))
140138, 139syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}):𝐴⟶(0[,)+∞))
141 0lt1 10550 . . . . . . . . 9 0 < 1
142 fconstmpt 5163 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) = (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴)))
143142oveq2i 6661 . . . . . . . . . 10 (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴))))
144 ringmnd 18556 . . . . . . . . . . . . 13 (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ Mnd)
1452, 144mp1i 13 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ℂfld ∈ Mnd)
146134recnd 10068 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℂ)
147 eqid 2622 . . . . . . . . . . . . 13 (.g‘ℂfld) = (.g‘ℂfld)
14854, 147gsumconst 18334 . . . . . . . . . . . 12 ((ℂfld ∈ Mnd ∧ 𝐴 ∈ Fin ∧ (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℂ) → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴)))) = ((#‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (#‘𝐴))))
149145, 5, 146, 148syl3anc 1326 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴)))) = ((#‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (#‘𝐴))))
15024nnzd 11481 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (#‘𝐴) ∈ ℤ)
151 cnfldmulg 19778 . . . . . . . . . . . 12 (((#‘𝐴) ∈ ℤ ∧ (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℂ) → ((#‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (#‘𝐴))) = ((#‘𝐴) · (1 / (#‘𝐴))))
152150, 146, 151syl2anc 693 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((#‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (#‘𝐴))) = ((#‘𝐴) · (1 / (#‘𝐴))))
15325, 26recidd 10796 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((#‘𝐴) · (1 / (#‘𝐴))) = 1)
154149, 152, 1533eqtrd 2660 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴)))) = 1)
155143, 154syl5eq 2668 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})) = 1)
156141, 155syl5breqr 4691 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))
157 logccv 24409 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) < (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
1581573adant1 1079 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) < (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
159 ioossre 12235 . . . . . . . . . . . . . . 15 (0(,)1) ⊆ ℝ
160 simp3 1063 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ (0(,)1))
161159, 160sseldi 3601 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ ℝ)
162 simp21 1094 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑥 ∈ ℝ+)
163162relogcld 24369 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑥) ∈ ℝ)
164161, 163remulcld 10070 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · (log‘𝑥)) ∈ ℝ)
165 1re 10039 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 ∈ ℝ
166 resubcl 10345 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (1 − 𝑡) ∈ ℝ)
167165, 161, 166sylancr 695 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (1 − 𝑡) ∈ ℝ)
168 simp22 1095 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
169168relogcld 24369 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑦) ∈ ℝ)
170167, 169remulcld 10070 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)) ∈ ℝ)
171164, 170readdcld 10069 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) ∈ ℝ)
172 simp1 1061 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝜑)
173 ioossicc 12259 . . . . . . . . . . . . . . 15 (0(,)1) ⊆ (0[,]1)
174173, 160sseldi 3601 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ (0[,]1))
175121, 133cvxcl 24711 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑡 ∈ (0[,]1))) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ+)
176172, 162, 168, 174, 175syl13anc 1328 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ+)
177176relogcld 24369 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) ∈ ℝ)
178171, 177ltnegd 10605 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) < (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) ↔ -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) < -((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)))))
179158, 178mpbid 222 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) < -((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))))
180 fveq2 6191 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) → (log‘𝑤) = (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
181180negeqd 10275 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) → -(log‘𝑤) = -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
182 negex 10279 . . . . . . . . . . . 12 -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) ∈ V
183181, 125, 182fvmpt 6282 . . . . . . . . . . 11 (((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) = -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
184176, 183syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) = -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
185 fveq2 6191 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 = 𝑥 → (log‘𝑤) = (log‘𝑥))
186185negeqd 10275 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 = 𝑥 → -(log‘𝑤) = -(log‘𝑥))
187 negex 10279 . . . . . . . . . . . . . . . 16 -(log‘𝑥) ∈ V
188186, 125, 187fvmpt 6282 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥) = -(log‘𝑥))
189162, 188syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥) = -(log‘𝑥))
190189oveq2d 6666 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) = (𝑡 · -(log‘𝑥)))
191161recnd 10068 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ ℂ)
192163recnd 10068 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
193191, 192mulneg2d 10484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · -(log‘𝑥)) = -(𝑡 · (log‘𝑥)))
194190, 193eqtrd 2656 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) = -(𝑡 · (log‘𝑥)))
195 fveq2 6191 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 = 𝑦 → (log‘𝑤) = (log‘𝑦))
196195negeqd 10275 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 = 𝑦 → -(log‘𝑤) = -(log‘𝑦))
197 negex 10279 . . . . . . . . . . . . . . . 16 -(log‘𝑦) ∈ V
198196, 125, 197fvmpt 6282 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦) = -(log‘𝑦))
199168, 198syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦) = -(log‘𝑦))
200199oveq2d 6666 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦)) = ((1 − 𝑡) · -(log‘𝑦)))
201167recnd 10068 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (1 − 𝑡) ∈ ℂ)
202169recnd 10068 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑦) ∈ ℂ)
203201, 202mulneg2d 10484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · -(log‘𝑦)) = -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)))
204200, 203eqtrd 2656 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦)) = -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)))
205194, 204oveq12d 6668 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦))) = (-(𝑡 · (log‘𝑥)) + -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))))
206164recnd 10068 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · (log‘𝑥)) ∈ ℂ)
207170recnd 10068 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)) ∈ ℂ)
208206, 207negdid 10405 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → -((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) = (-(𝑡 · (log‘𝑥)) + -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))))
209205, 208eqtr4d 2659 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦))) = -((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))))
210179, 184, 2093brtr4d 4685 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) < ((𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦))))
211121, 126, 133, 210scvxcvx 24712 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ ℝ+𝑣 ∈ ℝ+𝑠 ∈ (0[,]1))) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((𝑠 · 𝑢) + ((1 − 𝑠) · 𝑣))) ≤ ((𝑠 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑢)) + ((1 − 𝑠) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑣))))
212121, 126, 133, 5, 140, 10, 156, 211jensen 24715 . . . . . . 7 (𝜑 → (((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))) ∈ ℝ+ ∧ ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))) ≤ ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))))
213212simprd 479 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))) ≤ ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))))
214134adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘𝐴) → (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℝ)
215142a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) = (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴))))
2165, 214, 11, 215, 37offval2 6914 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹) = (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · (𝐹𝑘))))
217216oveq2d 6666 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · (𝐹𝑘)))))
218 cnfldadd 19751 . . . . . . . . . . . 12 + = (+g‘ℂfld)
219 cnfldmul 19752 . . . . . . . . . . . 12 · = (.r‘ℂfld)
2202a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ℂfld ∈ Ring)
221 eqid 2622 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) = (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))
222111, 221fmptd 6385 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)):𝐴⟶ℂ)
223222, 5, 17fdmfifsupp 8285 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) finSupp 0)
22454, 1, 218, 219, 220, 5, 146, 111, 223gsummulc2 18607 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · (𝐹𝑘)))) = ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))))
225 fss 6056 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐹:𝐴⟶ℝ+ ∧ ℝ+ ⊆ ℝ) → 𝐹:𝐴⟶ℝ)
22610, 120, 225sylancl 694 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐹:𝐴⟶ℝ)
22710, 5, 17fdmfifsupp 8285 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐹 finSupp 0)
2281, 4, 5, 9, 226, 227gsumsubgcl 18320 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) ∈ ℝ)
229228recnd 10068 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) ∈ ℂ)
230229, 25, 26divrec2d 10805 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) = ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg 𝐹)))
231110oveq2d 6666 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg 𝐹)) = ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))))
232230, 231eqtr2d 2657 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
233217, 224, 2323eqtrd 2660 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
234233, 155oveq12d 6668 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))) = (((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) / 1))
235228, 24nndivred 11069 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) ∈ ℝ)
236235recnd 10068 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) ∈ ℂ)
237236div1d 10793 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) / 1) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
238234, 237eqtrd 2656 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
239238fveq2d 6195 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))) = ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
240 fveq2 6191 . . . . . . . . . 10 (𝑤 = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) → (log‘𝑤) = (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
241240negeqd 10275 . . . . . . . . 9 (𝑤 = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) → -(log‘𝑤) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
242 negex 10279 . . . . . . . . 9 -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ∈ V
243241, 125, 242fvmpt 6282 . . . . . . . 8 (((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
244117, 243syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
245239, 244eqtrd 2656 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
24654, 1, 218, 219, 220, 5, 146, 32, 18gsummulc2 18607 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · -(log‘(𝐹𝑘))))) = ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))))))
247 negex 10279 . . . . . . . . . . . 12 -(log‘(𝐹𝑘)) ∈ V
248247a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝐴) → -(log‘(𝐹𝑘)) ∈ V)
249 eqidd 2623 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) = (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)))
250 fveq2 6191 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = (𝐹𝑘) → (log‘𝑤) = (log‘(𝐹𝑘)))
251250negeqd 10275 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = (𝐹𝑘) → -(log‘𝑤) = -(log‘(𝐹𝑘)))
25211, 37, 249, 251fmptco 6396 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹) = (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))))
2535, 214, 248, 215, 252offval2 6914 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹)) = (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · -(log‘(𝐹𝑘)))))
254253oveq2d 6666 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · -(log‘(𝐹𝑘))))))
25520, 25, 26divrec2d 10805 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) = ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))))))
256246, 254, 2553eqtr4d 2666 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) = ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)))
257256, 155oveq12d 6668 . . . . . . 7 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))) = (((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) / 1))
258119recnd 10068 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) ∈ ℂ)
259258div1d 10793 . . . . . . 7 (𝜑 → (((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) / 1) = ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)))
260257, 259eqtrd 2656 . . . . . 6 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))) = ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)))
261213, 245, 2603brtr3d 4684 . . . . 5 (𝜑 → -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ≤ ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)))
262118, 119, 261lenegcon1d 10609 . . . 4 (𝜑 → -((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
263109, 262eqbrtrrd 4677 . . 3 (𝜑 → ((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
264134, 106remulcld 10070 . . . 4 (𝜑 → ((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ∈ ℝ)
265 efle 14848 . . . 4 ((((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ∈ ℝ ∧ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ∈ ℝ) → (((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ↔ (exp‘((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))) ≤ (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))))
266264, 118, 265syl2anc 693 . . 3 (𝜑 → (((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ↔ (exp‘((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))) ≤ (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))))
267263, 266mpbid 222 . 2 (𝜑 → (exp‘((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))) ≤ (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))))
268101rpcnd 11874 . . 3 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ∈ ℂ)
269101rpne0d 11877 . . 3 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ≠ 0)
270268, 269, 146cxpefd 24458 . 2 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹)↑𝑐(1 / (#‘𝐴))) = (exp‘((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))))
271117reeflogd 24370 . . 3 (𝜑 → (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
272271eqcomd 2628 . 2 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) = (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))))
273267, 270, 2723brtr4d 4685 1 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹)↑𝑐(1 / (#‘𝐴))) ≤ ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1037   = wceq 1483  wcel 1990  wne 2794  Vcvv 3200  cdif 3571  wss 3574  c0 3915  {csn 4177   class class class wbr 4653  cmpt 4729   × cxp 5112  cres 5116  ccom 5118  wf 5884  1-1-ontowf1o 5887  cfv 5888  (class class class)co 6650  𝑓 cof 6895  Fincfn 7955  cc 9934  cr 9935  0cc0 9936  1c1 9937   + caddc 9939   · cmul 9941  +∞cpnf 10071   < clt 10074  cle 10075  cmin 10266  -cneg 10267   / cdiv 10684  cn 11020  cz 11377  +crp 11832  (,)cioo 12175  [,)cico 12177  [,]cicc 12178  #chash 13117  Σcsu 14416  expce 14792  Basecbs 15857  s cress 15858  0gc0g 16100   Σg cgsu 16101  Mndcmnd 17294   MndHom cmhm 17333  SubMndcsubmnd 17334  .gcmg 17540  SubGrpcsubg 17588   GrpHom cghm 17657   GrpIso cgim 17699  CMndccmn 18193  Abelcabl 18194  mulGrpcmgp 18489  Ringcrg 18547  CRingccrg 18548  DivRingcdr 18747  SubRingcsubrg 18776  fldccnfld 19746  fldcrefld 19950  logclog 24301  𝑐ccxp 24302
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-inf2 8538  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014  ax-addf 10015  ax-mulf 10016
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-fal 1489  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-iin 4523  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-se 5074  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-isom 5897  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-of 6897  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-supp 7296  df-tpos 7352  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-2o 7561  df-oadd 7564  df-er 7742  df-map 7859  df-pm 7860  df-ixp 7909  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-fsupp 8276  df-fi 8317  df-sup 8348  df-inf 8349  df-oi 8415  df-card 8765  df-cda 8990  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-4 11081  df-5 11082  df-6 11083  df-7 11084  df-8 11085  df-9 11086  df-n0 11293  df-z 11378  df-dec 11494  df-uz 11688  df-q 11789  df-rp 11833  df-xneg 11946  df-xadd 11947  df-xmul 11948  df-ioo 12179  df-ioc 12180  df-ico 12181  df-icc 12182  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-fl 12593  df-mod 12669  df-seq 12802  df-exp 12861  df-fac 13061  df-bc 13090  df-hash 13118  df-shft 13807  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-limsup 14202  df-clim 14219  df-rlim 14220  df-sum 14417  df-ef 14798  df-sin 14800  df-cos 14801  df-pi 14803  df-struct 15859  df-ndx 15860  df-slot 15861  df-base 15863  df-sets 15864  df-ress 15865  df-plusg 15954  df-mulr 15955  df-starv 15956  df-sca 15957  df-vsca 15958  df-ip 15959  df-tset 15960  df-ple 15961  df-ds 15964  df-unif 15965  df-hom 15966  df-cco 15967  df-rest 16083  df-topn 16084  df-0g 16102  df-gsum 16103  df-topgen 16104  df-pt 16105  df-prds 16108  df-xrs 16162  df-qtop 16167  df-imas 16168  df-xps 16170  df-mre 16246  df-mrc 16247  df-acs 16249  df-mgm 17242  df-sgrp 17284  df-mnd 17295  df-mhm 17335  df-submnd 17336  df-grp 17425  df-minusg 17426  df-mulg 17541  df-subg 17591  df-ghm 17658  df-gim 17701  df-cntz 17750  df-cmn 18195  df-abl 18196  df-mgp 18490  df-ur 18502  df-ring 18549  df-cring 18550  df-oppr 18623  df-dvdsr 18641  df-unit 18642  df-invr 18672  df-dvr 18683  df-drng 18749  df-subrg 18778  df-psmet 19738  df-xmet 19739  df-met 19740  df-bl 19741  df-mopn 19742  df-fbas 19743  df-fg 19744  df-cnfld 19747  df-refld 19951  df-top 20699  df-topon 20716  df-topsp 20737  df-bases 20750  df-cld 20823  df-ntr 20824  df-cls 20825  df-nei 20902  df-lp 20940  df-perf 20941  df-cn 21031  df-cnp 21032  df-haus 21119  df-cmp 21190  df-tx 21365  df-hmeo 21558  df-fil 21650  df-fm 21742  df-flim 21743  df-flf 21744  df-xms 22125  df-ms 22126  df-tms 22127  df-cncf 22681  df-limc 23630  df-dv 23631  df-log 24303  df-cxp 24304
This theorem is referenced by:  amgm  24717  amgm2d  38501  amgm3d  38502  amgm4d  38503
  Copyright terms: Public domain W3C validator