Proof of Theorem ax5seglem5
| Step | Hyp | Ref
| Expression |
| 1 | | fveq1 6190 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝐴 = 𝐶 → (𝐴‘𝑖) = (𝐶‘𝑖)) |
| 2 | 1 | oveq2d 6666 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝐴 = 𝐶 → (𝑇 · (𝐴‘𝑖)) = (𝑇 · (𝐶‘𝑖))) |
| 3 | 2 | oveq2d 6666 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝐴 = 𝐶 → (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖))) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖)))) |
| 4 | 3 | eqeq2d 2632 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐴 = 𝐶 → ((𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖))) ↔ (𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))))) |
| 5 | 4 | ralbidv 2986 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐴 = 𝐶 → (∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖))) ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))))) |
| 6 | 5 | biimparc 504 |
. . . . . . . . . 10
⊢
((∀𝑖 ∈
(1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))) ∧ 𝐴 = 𝐶) → ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖)))) |
| 7 | | simplr1 1103 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) → 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) |
| 8 | | simplr2 1104 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) → 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) |
| 9 | | eqeefv 25783 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴‘𝑖) = (𝐵‘𝑖))) |
| 10 | 7, 8, 9 | syl2anc 693 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴‘𝑖) = (𝐵‘𝑖))) |
| 11 | | fveecn 25782 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑁)) → (𝐴‘𝑖) ∈ ℂ) |
| 12 | 7, 11 | sylan 488 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑁)) → (𝐴‘𝑖) ∈ ℂ) |
| 13 | | 0re 10040 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ 0 ∈
ℝ |
| 14 | | 1re 10039 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ 1 ∈
ℝ |
| 15 | 13, 14 | elicc2i 12239 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑇 ∈ (0[,]1) ↔ (𝑇 ∈ ℝ ∧ 0 ≤
𝑇 ∧ 𝑇 ≤ 1)) |
| 16 | 15 | simp1bi 1076 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (𝑇 ∈ (0[,]1) → 𝑇 ∈
ℝ) |
| 17 | 16 | recnd 10068 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (𝑇 ∈ (0[,]1) → 𝑇 ∈
ℂ) |
| 18 | 17 | ad2antlr 763 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑁)) → 𝑇 ∈ ℂ) |
| 19 | | ax-1cn 9994 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ 1 ∈
ℂ |
| 20 | | npcan 10290 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ 𝑇
∈ ℂ) → ((1 − 𝑇) + 𝑇) = 1) |
| 21 | 19, 20 | mpan 706 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (𝑇 ∈ ℂ → ((1
− 𝑇) + 𝑇) = 1) |
| 22 | 21 | oveq1d 6665 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (((1
− 𝑇) + 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) = (1 · (𝐴‘𝑖))) |
| 23 | | mulid2 10038 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ ((𝐴‘𝑖) ∈ ℂ → (1 · (𝐴‘𝑖)) = (𝐴‘𝑖)) |
| 24 | 22, 23 | sylan9eqr 2678 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝐴‘𝑖) ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ) → (((1 − 𝑇) + 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) = (𝐴‘𝑖)) |
| 25 | | subcl 10280 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
⊢ ((1
∈ ℂ ∧ 𝑇
∈ ℂ) → (1 − 𝑇) ∈ ℂ) |
| 26 | 19, 25 | mpan 706 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
⊢ (𝑇 ∈ ℂ → (1
− 𝑇) ∈
ℂ) |
| 27 | 26 | adantl 482 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (((𝐴‘𝑖) ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ) → (1 − 𝑇) ∈
ℂ) |
| 28 | | simpr 477 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (((𝐴‘𝑖) ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ) → 𝑇 ∈ ℂ) |
| 29 | | simpl 473 |
. . . . . . . . . . . . . . . . 17
⊢ (((𝐴‘𝑖) ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ) → (𝐴‘𝑖) ∈ ℂ) |
| 30 | 27, 28, 29 | adddird 10065 |
. . . . . . . . . . . . . . . 16
⊢ (((𝐴‘𝑖) ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ) → (((1 − 𝑇) + 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖)))) |
| 31 | 24, 30 | eqtr3d 2658 |
. . . . . . . . . . . . . . 15
⊢ (((𝐴‘𝑖) ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ) → (𝐴‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖)))) |
| 32 | 31 | eqeq1d 2624 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (((𝐴‘𝑖) ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ) → ((𝐴‘𝑖) = (𝐵‘𝑖) ↔ (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖))) = (𝐵‘𝑖))) |
| 33 | 12, 18, 32 | syl2anc 693 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑁)) → ((𝐴‘𝑖) = (𝐵‘𝑖) ↔ (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖))) = (𝐵‘𝑖))) |
| 34 | | eqcom 2629 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((((1
− 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖))) = (𝐵‘𝑖) ↔ (𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖)))) |
| 35 | 33, 34 | syl6bb 276 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝑁)) → ((𝐴‘𝑖) = (𝐵‘𝑖) ↔ (𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖))))) |
| 36 | 35 | ralbidva 2985 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) → (∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴‘𝑖) = (𝐵‘𝑖) ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖))))) |
| 37 | 10, 36 | bitrd 268 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) → (𝐴 = 𝐵 ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐴‘𝑖))))) |
| 38 | 6, 37 | syl5ibr 236 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) → ((∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))) ∧ 𝐴 = 𝐶) → 𝐴 = 𝐵)) |
| 39 | 38 | expd 452 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1)) → (∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))) → (𝐴 = 𝐶 → 𝐴 = 𝐵))) |
| 40 | 39 | impr 649 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑇 ∈ (0[,]1) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))))) → (𝐴 = 𝐶 → 𝐴 = 𝐵)) |
| 41 | 40 | necon3d 2815 |
. . . . . 6
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑇 ∈ (0[,]1) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))))) → (𝐴 ≠ 𝐵 → 𝐴 ≠ 𝐶)) |
| 42 | 41 | ex 450 |
. . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝑇 ∈ (0[,]1) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖)))) → (𝐴 ≠ 𝐵 → 𝐴 ≠ 𝐶))) |
| 43 | 42 | com23 86 |
. . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 ≠ 𝐵 → ((𝑇 ∈ (0[,]1) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖)))) → 𝐴 ≠ 𝐶))) |
| 44 | 43 | exp4a 633 |
. . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 ≠ 𝐵 → (𝑇 ∈ (0[,]1) → (∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))) → 𝐴 ≠ 𝐶)))) |
| 45 | 44 | 3imp2 1282 |
. 2
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))))) → 𝐴 ≠ 𝐶) |
| 46 | | simplr1 1103 |
. . . 4
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))))) → 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) |
| 47 | | simplr3 1105 |
. . . 4
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))))) → 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) |
| 48 | | eqeelen 25784 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (𝐴 = 𝐶 ↔ Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)(((𝐴‘𝑗) − (𝐶‘𝑗))↑2) = 0)) |
| 49 | 46, 47, 48 | syl2anc 693 |
. . 3
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))))) → (𝐴 = 𝐶 ↔ Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)(((𝐴‘𝑗) − (𝐶‘𝑗))↑2) = 0)) |
| 50 | 49 | necon3bid 2838 |
. 2
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))))) → (𝐴 ≠ 𝐶 ↔ Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)(((𝐴‘𝑗) − (𝐶‘𝑗))↑2) ≠ 0)) |
| 51 | 45, 50 | mpbid 222 |
1
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ (0[,]1) ∧ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐵‘𝑖) = (((1 − 𝑇) · (𝐴‘𝑖)) + (𝑇 · (𝐶‘𝑖))))) → Σ𝑗 ∈ (1...𝑁)(((𝐴‘𝑗) − (𝐶‘𝑗))↑2) ≠ 0) |