Metamath Proof Explorer


Theorem dvcvx

Description: A real function with strictly increasing derivative is strictly convex. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses dvcvx.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
dvcvx.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
dvcvx.l ⊢ φ → A < B
dvcvx.f ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℝ
dvcvx.d ⊢ φ → F ℝ ′ Isom < , < A B W
dvcvx.t ⊢ φ → T ∈ 0 1
dvcvx.c ⊢ C = T ⁢ A + 1 − T ⁢ B
Assertion dvcvx ⊢ φ → F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvcvx.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
2 dvcvx.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
3 dvcvx.l ⊢ φ → A < B
4 dvcvx.f ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℝ
5 dvcvx.d ⊢ φ → F ℝ ′ Isom < , < A B W
6 dvcvx.t ⊢ φ → T ∈ 0 1
7 dvcvx.c ⊢ C = T ⁢ A + 1 − T ⁢ B
8 elioore ⊢ T ∈ 0 1 → T ∈ ℝ
9 6 8 syl ⊢ φ → T ∈ ℝ
10 9 1 remulcld ⊢ φ → T ⁢ A ∈ ℝ
11 1re ⊢ 1 ∈ ℝ
12 resubcl ⊢ 1 ∈ ℝ ∧ T ∈ ℝ → 1 − T ∈ ℝ
13 11 9 12 sylancr ⊢ φ → 1 − T ∈ ℝ
14 13 2 remulcld ⊢ φ → 1 − T ⁢ B ∈ ℝ
15 10 14 readdcld ⊢ φ → T ⁢ A + 1 − T ⁢ B ∈ ℝ
16 7 15 eqeltrid ⊢ φ → C ∈ ℝ
17 1cnd ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
18 9 recnd ⊢ φ → T ∈ ℂ
19 1 recnd ⊢ φ → A ∈ ℂ
20 17 18 19 subdird ⊢ φ → 1 − T ⁢ A = 1 ⁢ A − T ⁢ A
21 19 mullidd ⊢ φ → 1 ⁢ A = A
22 21 oveq1d ⊢ φ → 1 ⁢ A − T ⁢ A = A − T ⁢ A
23 20 22 eqtrd ⊢ φ → 1 − T ⁢ A = A − T ⁢ A
24 eliooord ⊢ T ∈ 0 1 → 0 < T ∧ T < 1
25 6 24 syl ⊢ φ → 0 < T ∧ T < 1
26 25 simprd ⊢ φ → T < 1
27 posdif ⊢ T ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ → T < 1 ↔ 0 < 1 − T
28 9 11 27 sylancl ⊢ φ → T < 1 ↔ 0 < 1 − T
29 26 28 mpbid ⊢ φ → 0 < 1 − T
30 ltmul2 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ 1 − T ∈ ℝ ∧ 0 < 1 − T → A < B ↔ 1 − T ⁢ A < 1 − T ⁢ B
31 1 2 13 29 30 syl112anc ⊢ φ → A < B ↔ 1 − T ⁢ A < 1 − T ⁢ B
32 3 31 mpbid ⊢ φ → 1 − T ⁢ A < 1 − T ⁢ B
33 23 32 eqbrtrrd ⊢ φ → A − T ⁢ A < 1 − T ⁢ B
34 1 10 14 ltsubadd2d ⊢ φ → A − T ⁢ A < 1 − T ⁢ B ↔ A < T ⁢ A + 1 − T ⁢ B
35 33 34 mpbid ⊢ φ → A < T ⁢ A + 1 − T ⁢ B
36 35 7 breqtrrdi ⊢ φ → A < C
37 1 leidd ⊢ φ → A ≤ A
38 2 recnd ⊢ φ → B ∈ ℂ
39 17 18 38 subdird ⊢ φ → 1 − T ⁢ B = 1 ⁢ B − T ⁢ B
40 38 mullidd ⊢ φ → 1 ⁢ B = B
41 40 oveq1d ⊢ φ → 1 ⁢ B − T ⁢ B = B − T ⁢ B
42 39 41 eqtrd ⊢ φ → 1 − T ⁢ B = B − T ⁢ B
43 9 2 remulcld ⊢ φ → T ⁢ B ∈ ℝ
44 25 simpld ⊢ φ → 0 < T
45 ltmul2 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ T ∈ ℝ ∧ 0 < T → A < B ↔ T ⁢ A < T ⁢ B
46 1 2 9 44 45 syl112anc ⊢ φ → A < B ↔ T ⁢ A < T ⁢ B
47 3 46 mpbid ⊢ φ → T ⁢ A < T ⁢ B
48 10 43 2 47 ltsub2dd ⊢ φ → B − T ⁢ B < B − T ⁢ A
49 42 48 eqbrtrd ⊢ φ → 1 − T ⁢ B < B − T ⁢ A
50 10 14 2 ltaddsub2d ⊢ φ → T ⁢ A + 1 − T ⁢ B < B ↔ 1 − T ⁢ B < B − T ⁢ A
51 49 50 mpbird ⊢ φ → T ⁢ A + 1 − T ⁢ B < B
52 7 51 eqbrtrid ⊢ φ → C < B
53 16 2 52 ltled ⊢ φ → C ≤ B
54 iccss ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ A ≤ A ∧ C ≤ B → A C ⊆ A B
55 1 2 37 53 54 syl22anc ⊢ φ → A C ⊆ A B
56 rescncf ⊢ A C ⊆ A B → F : A B ⟶cn ℝ → F ↾ A C : A C ⟶cn ℝ
57 55 4 56 sylc ⊢ φ → F ↾ A C : A C ⟶cn ℝ
58 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
59 58 a1i ⊢ φ → ℝ ⊆ ℂ
60 cncff ⊢ F : A B ⟶cn ℝ → F : A B ⟶ ℝ
61 4 60 syl ⊢ φ → F : A B ⟶ ℝ
62 fss ⊢ F : A B ⟶ ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ → F : A B ⟶ ℂ
63 61 58 62 sylancl ⊢ φ → F : A B ⟶ ℂ
64 iccssre ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → A B ⊆ ℝ
65 1 2 64 syl2anc ⊢ φ → A B ⊆ ℝ
66 iccssre ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A C ⊆ ℝ
67 1 16 66 syl2anc ⊢ φ → A C ⊆ ℝ
68 eqid ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld = TopOpen ⁡ ℂ fld
69 tgioo4 ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
70 68 69 dvres ⊢ ℝ ⊆ ℂ ∧ F : A B ⟶ ℂ ∧ A B ⊆ ℝ ∧ A C ⊆ ℝ → ℝ D F ↾ A C = F ℝ ′ ↾ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A C
71 59 63 65 67 70 syl22anc ⊢ φ → ℝ D F ↾ A C = F ℝ ′ ↾ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A C
72 iccntr ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A C = A C
73 1 16 72 syl2anc ⊢ φ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A C = A C
74 73 reseq2d ⊢ φ → F ℝ ′ ↾ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A C = F ℝ ′ ↾ A C
75 71 74 eqtrd ⊢ φ → ℝ D F ↾ A C = F ℝ ′ ↾ A C
76 75 dmeqd ⊢ φ → dom ⁡ F ↾ A C ℝ ′ = dom ⁡ F ℝ ′ ↾ A C
77 dmres ⊢ dom ⁡ F ℝ ′ ↾ A C = A C ∩ dom ⁡ F ℝ ′
78 2 rexrd ⊢ φ → B ∈ ℝ *
79 iooss2 ⊢ B ∈ ℝ * ∧ C ≤ B → A C ⊆ A B
80 78 53 79 syl2anc ⊢ φ → A C ⊆ A B
81 isof1o ⊢ F ℝ ′ Isom < , < A B W → F ℝ ′ : A B ⟶ 1-1 onto W
82 f1odm ⊢ F ℝ ′ : A B ⟶ 1-1 onto W → dom ⁡ F ℝ ′ = A B
83 5 81 82 3syl ⊢ φ → dom ⁡ F ℝ ′ = A B
84 80 83 sseqtrrd ⊢ φ → A C ⊆ dom ⁡ F ℝ ′
85 dfss2 ⊢ A C ⊆ dom ⁡ F ℝ ′ ↔ A C ∩ dom ⁡ F ℝ ′ = A C
86 84 85 sylib ⊢ φ → A C ∩ dom ⁡ F ℝ ′ = A C
87 77 86 eqtrid ⊢ φ → dom ⁡ F ℝ ′ ↾ A C = A C
88 76 87 eqtrd ⊢ φ → dom ⁡ F ↾ A C ℝ ′ = A C
89 1 16 36 57 88 mvth ⊢ φ → ∃ x ∈ A C F ↾ A C ℝ ′ ⁡ x = F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A C − A
90 1 16 36 ltled ⊢ φ → A ≤ C
91 2 leidd ⊢ φ → B ≤ B
92 iccss ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ A ≤ C ∧ B ≤ B → C B ⊆ A B
93 1 2 90 91 92 syl22anc ⊢ φ → C B ⊆ A B
94 rescncf ⊢ C B ⊆ A B → F : A B ⟶cn ℝ → F ↾ C B : C B ⟶cn ℝ
95 93 4 94 sylc ⊢ φ → F ↾ C B : C B ⟶cn ℝ
96 iccssre ⊢ C ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → C B ⊆ ℝ
97 16 2 96 syl2anc ⊢ φ → C B ⊆ ℝ
98 68 69 dvres ⊢ ℝ ⊆ ℂ ∧ F : A B ⟶ ℂ ∧ A B ⊆ ℝ ∧ C B ⊆ ℝ → ℝ D F ↾ C B = F ℝ ′ ↾ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ C B
99 59 63 65 97 98 syl22anc ⊢ φ → ℝ D F ↾ C B = F ℝ ′ ↾ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ C B
100 iccntr ⊢ C ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ C B = C B
101 16 2 100 syl2anc ⊢ φ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ C B = C B
102 101 reseq2d ⊢ φ → F ℝ ′ ↾ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ C B = F ℝ ′ ↾ C B
103 99 102 eqtrd ⊢ φ → ℝ D F ↾ C B = F ℝ ′ ↾ C B
104 103 dmeqd ⊢ φ → dom ⁡ F ↾ C B ℝ ′ = dom ⁡ F ℝ ′ ↾ C B
105 dmres ⊢ dom ⁡ F ℝ ′ ↾ C B = C B ∩ dom ⁡ F ℝ ′
106 1 rexrd ⊢ φ → A ∈ ℝ *
107 iooss1 ⊢ A ∈ ℝ * ∧ A ≤ C → C B ⊆ A B
108 106 90 107 syl2anc ⊢ φ → C B ⊆ A B
109 108 83 sseqtrrd ⊢ φ → C B ⊆ dom ⁡ F ℝ ′
110 dfss2 ⊢ C B ⊆ dom ⁡ F ℝ ′ ↔ C B ∩ dom ⁡ F ℝ ′ = C B
111 109 110 sylib ⊢ φ → C B ∩ dom ⁡ F ℝ ′ = C B
112 105 111 eqtrid ⊢ φ → dom ⁡ F ℝ ′ ↾ C B = C B
113 104 112 eqtrd ⊢ φ → dom ⁡ F ↾ C B ℝ ′ = C B
114 16 2 52 95 113 mvth ⊢ φ → ∃ y ∈ C B F ↾ C B ℝ ′ ⁡ y = F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C B − C
115 reeanv ⊢ ∃ x ∈ A C ∃ y ∈ C B F ↾ A C ℝ ′ ⁡ x = F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A C − A ∧ F ↾ C B ℝ ′ ⁡ y = F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C B − C ↔ ∃ x ∈ A C F ↾ A C ℝ ′ ⁡ x = F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A C − A ∧ ∃ y ∈ C B F ↾ C B ℝ ′ ⁡ y = F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C B − C
116 75 fveq1d ⊢ φ → F ↾ A C ℝ ′ ⁡ x = F ℝ ′ ↾ A C ⁡ x
117 fvres ⊢ x ∈ A C → F ℝ ′ ↾ A C ⁡ x = F ℝ ′ ⁡ x
118 117 adantr ⊢ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ℝ ′ ↾ A C ⁡ x = F ℝ ′ ⁡ x
119 116 118 sylan9eq ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ↾ A C ℝ ′ ⁡ x = F ℝ ′ ⁡ x
120 16 rexrd ⊢ φ → C ∈ ℝ *
121 ubicc2 ⊢ A ∈ ℝ * ∧ C ∈ ℝ * ∧ A ≤ C → C ∈ A C
122 106 120 90 121 syl3anc ⊢ φ → C ∈ A C
123 122 fvresd ⊢ φ → F ↾ A C ⁡ C = F ⁡ C
124 lbicc2 ⊢ A ∈ ℝ * ∧ C ∈ ℝ * ∧ A ≤ C → A ∈ A C
125 106 120 90 124 syl3anc ⊢ φ → A ∈ A C
126 125 fvresd ⊢ φ → F ↾ A C ⁡ A = F ⁡ A
127 123 126 oveq12d ⊢ φ → F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A = F ⁡ C − F ⁡ A
128 127 oveq1d ⊢ φ → F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A C − A = F ⁡ C − F ⁡ A C − A
129 128 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A C − A = F ⁡ C − F ⁡ A C − A
130 119 129 eqeq12d ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ↾ A C ℝ ′ ⁡ x = F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A C − A ↔ F ℝ ′ ⁡ x = F ⁡ C − F ⁡ A C − A
131 103 fveq1d ⊢ φ → F ↾ C B ℝ ′ ⁡ y = F ℝ ′ ↾ C B ⁡ y
132 fvres ⊢ y ∈ C B → F ℝ ′ ↾ C B ⁡ y = F ℝ ′ ⁡ y
133 132 adantl ⊢ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ℝ ′ ↾ C B ⁡ y = F ℝ ′ ⁡ y
134 131 133 sylan9eq ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ↾ C B ℝ ′ ⁡ y = F ℝ ′ ⁡ y
135 ubicc2 ⊢ C ∈ ℝ * ∧ B ∈ ℝ * ∧ C ≤ B → B ∈ C B
136 120 78 53 135 syl3anc ⊢ φ → B ∈ C B
137 136 fvresd ⊢ φ → F ↾ C B ⁡ B = F ⁡ B
138 lbicc2 ⊢ C ∈ ℝ * ∧ B ∈ ℝ * ∧ C ≤ B → C ∈ C B
139 120 78 53 138 syl3anc ⊢ φ → C ∈ C B
140 139 fvresd ⊢ φ → F ↾ C B ⁡ C = F ⁡ C
141 137 140 oveq12d ⊢ φ → F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C = F ⁡ B − F ⁡ C
142 141 oveq1d ⊢ φ → F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C B − C = F ⁡ B − F ⁡ C B − C
143 142 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C B − C = F ⁡ B − F ⁡ C B − C
144 134 143 eqeq12d ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ↾ C B ℝ ′ ⁡ y = F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C B − C ↔ F ℝ ′ ⁡ y = F ⁡ B − F ⁡ C B − C
145 130 144 anbi12d ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ↾ A C ℝ ′ ⁡ x = F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A C − A ∧ F ↾ C B ℝ ′ ⁡ y = F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C B − C ↔ F ℝ ′ ⁡ x = F ⁡ C − F ⁡ A C − A ∧ F ℝ ′ ⁡ y = F ⁡ B − F ⁡ C B − C
146 elioore ⊢ x ∈ A C → x ∈ ℝ
147 146 ad2antrl ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → x ∈ ℝ
148 16 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → C ∈ ℝ
149 elioore ⊢ y ∈ C B → y ∈ ℝ
150 149 ad2antll ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → y ∈ ℝ
151 eliooord ⊢ x ∈ A C → A < x ∧ x < C
152 151 ad2antrl ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → A < x ∧ x < C
153 152 simprd ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → x < C
154 eliooord ⊢ y ∈ C B → C < y ∧ y < B
155 154 ad2antll ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → C < y ∧ y < B
156 155 simpld ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → C < y
157 147 148 150 153 156 lttrd ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → x < y
158 5 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ℝ ′ Isom < , < A B W
159 80 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ A C → x ∈ A B
160 159 adantrr ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → x ∈ A B
161 108 sselda ⊢ φ ∧ y ∈ C B → y ∈ A B
162 161 adantrl ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → y ∈ A B
163 isorel ⊢ F ℝ ′ Isom < , < A B W ∧ x ∈ A B ∧ y ∈ A B → x < y ↔ F ℝ ′ ⁡ x < F ℝ ′ ⁡ y
164 158 160 162 163 syl12anc ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → x < y ↔ F ℝ ′ ⁡ x < F ℝ ′ ⁡ y
165 157 164 mpbid ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ℝ ′ ⁡ x < F ℝ ′ ⁡ y
166 breq12 ⊢ F ℝ ′ ⁡ x = F ⁡ C − F ⁡ A C − A ∧ F ℝ ′ ⁡ y = F ⁡ B − F ⁡ C B − C → F ℝ ′ ⁡ x < F ℝ ′ ⁡ y ↔ F ⁡ C − F ⁡ A C − A < F ⁡ B − F ⁡ C B − C
167 165 166 syl5ibcom ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ℝ ′ ⁡ x = F ⁡ C − F ⁡ A C − A ∧ F ℝ ′ ⁡ y = F ⁡ B − F ⁡ C B − C → F ⁡ C − F ⁡ A C − A < F ⁡ B − F ⁡ C B − C
168 55 122 sseldd ⊢ φ → C ∈ A B
169 61 168 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ C ∈ ℝ
170 55 125 sseldd ⊢ φ → A ∈ A B
171 61 170 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ A ∈ ℝ
172 169 171 resubcld ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A ∈ ℝ
173 29 gt0ne0d ⊢ φ → 1 − T ≠ 0
174 172 13 173 redivcld ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T ∈ ℝ
175 93 136 sseldd ⊢ φ → B ∈ A B
176 61 175 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ B ∈ ℝ
177 176 169 resubcld ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ C ∈ ℝ
178 44 gt0ne0d ⊢ φ → T ≠ 0
179 177 9 178 redivcld ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ C T ∈ ℝ
180 2 1 resubcld ⊢ φ → B − A ∈ ℝ
181 1 2 posdifd ⊢ φ → A < B ↔ 0 < B − A
182 3 181 mpbid ⊢ φ → 0 < B − A
183 ltdiv1 ⊢ F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T ∈ ℝ ∧ F ⁡ B − F ⁡ C T ∈ ℝ ∧ B − A ∈ ℝ ∧ 0 < B − A → F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T < F ⁡ B − F ⁡ C T ↔ F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T B − A < F ⁡ B − F ⁡ C T B − A
184 174 179 180 182 183 syl112anc ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T < F ⁡ B − F ⁡ C T ↔ F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T B − A < F ⁡ B − F ⁡ C T B − A
185 172 recnd ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A ∈ ℂ
186 185 18 mulcomd ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A ⁢ T = T ⁢ F ⁡ C − F ⁡ A
187 169 recnd ⊢ φ → F ⁡ C ∈ ℂ
188 171 recnd ⊢ φ → F ⁡ A ∈ ℂ
189 18 187 188 subdid ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C − F ⁡ A = T ⁢ F ⁡ C − T ⁢ F ⁡ A
190 186 189 eqtrd ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A ⁢ T = T ⁢ F ⁡ C − T ⁢ F ⁡ A
191 177 recnd ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ C ∈ ℂ
192 13 recnd ⊢ φ → 1 − T ∈ ℂ
193 191 192 mulcomd ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ C ⁢ 1 − T = 1 − T ⁢ F ⁡ B − F ⁡ C
194 176 recnd ⊢ φ → F ⁡ B ∈ ℂ
195 192 194 187 subdid ⊢ φ → 1 − T ⁢ F ⁡ B − F ⁡ C = 1 − T ⁢ F ⁡ B − 1 − T ⁢ F ⁡ C
196 193 195 eqtrd ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ C ⁢ 1 − T = 1 − T ⁢ F ⁡ B − 1 − T ⁢ F ⁡ C
197 190 196 breq12d ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A ⁢ T < F ⁡ B − F ⁡ C ⁢ 1 − T ↔ T ⁢ F ⁡ C − T ⁢ F ⁡ A < 1 − T ⁢ F ⁡ B − 1 − T ⁢ F ⁡ C
198 9 44 jca ⊢ φ → T ∈ ℝ ∧ 0 < T
199 13 29 jca ⊢ φ → 1 − T ∈ ℝ ∧ 0 < 1 − T
200 lt2mul2div ⊢ F ⁡ C − F ⁡ A ∈ ℝ ∧ T ∈ ℝ ∧ 0 < T ∧ F ⁡ B − F ⁡ C ∈ ℝ ∧ 1 − T ∈ ℝ ∧ 0 < 1 − T → F ⁡ C − F ⁡ A ⁢ T < F ⁡ B − F ⁡ C ⁢ 1 − T ↔ F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T < F ⁡ B − F ⁡ C T
201 172 198 177 199 200 syl22anc ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A ⁢ T < F ⁡ B − F ⁡ C ⁢ 1 − T ↔ F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T < F ⁡ B − F ⁡ C T
202 9 169 remulcld ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C ∈ ℝ
203 202 recnd ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C ∈ ℂ
204 13 169 remulcld ⊢ φ → 1 − T ⁢ F ⁡ C ∈ ℝ
205 204 recnd ⊢ φ → 1 − T ⁢ F ⁡ C ∈ ℂ
206 9 171 remulcld ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ A ∈ ℝ
207 206 recnd ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ A ∈ ℂ
208 203 205 207 addsubd ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C + 1 − T ⁢ F ⁡ C - T ⁢ F ⁡ A = T ⁢ F ⁡ C - T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ C
209 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
210 pncan3 ⊢ T ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ → T + 1 - T = 1
211 18 209 210 sylancl ⊢ φ → T + 1 - T = 1
212 211 oveq1d ⊢ φ → T + 1 - T ⁢ F ⁡ C = 1 ⁢ F ⁡ C
213 18 192 187 adddird ⊢ φ → T + 1 - T ⁢ F ⁡ C = T ⁢ F ⁡ C + 1 − T ⁢ F ⁡ C
214 187 mullidd ⊢ φ → 1 ⁢ F ⁡ C = F ⁡ C
215 212 213 214 3eqtr3d ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C + 1 − T ⁢ F ⁡ C = F ⁡ C
216 215 oveq1d ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C + 1 − T ⁢ F ⁡ C - T ⁢ F ⁡ A = F ⁡ C − T ⁢ F ⁡ A
217 208 216 eqtr3d ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C - T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ C = F ⁡ C − T ⁢ F ⁡ A
218 217 breq1d ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C - T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ C < 1 − T ⁢ F ⁡ B ↔ F ⁡ C − T ⁢ F ⁡ A < 1 − T ⁢ F ⁡ B
219 202 206 resubcld ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C − T ⁢ F ⁡ A ∈ ℝ
220 13 176 remulcld ⊢ φ → 1 − T ⁢ F ⁡ B ∈ ℝ
221 219 204 220 ltaddsubd ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C - T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ C < 1 − T ⁢ F ⁡ B ↔ T ⁢ F ⁡ C − T ⁢ F ⁡ A < 1 − T ⁢ F ⁡ B − 1 − T ⁢ F ⁡ C
222 169 206 220 ltsubadd2d ⊢ φ → F ⁡ C − T ⁢ F ⁡ A < 1 − T ⁢ F ⁡ B ↔ F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B
223 218 221 222 3bitr3d ⊢ φ → T ⁢ F ⁡ C − T ⁢ F ⁡ A < 1 − T ⁢ F ⁡ B − 1 − T ⁢ F ⁡ C ↔ F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B
224 197 201 223 3bitr3d ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T < F ⁡ B − F ⁡ C T ↔ F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B
225 180 recnd ⊢ φ → B − A ∈ ℂ
226 182 gt0ne0d ⊢ φ → B − A ≠ 0
227 185 192 225 173 226 divdiv1d ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T B − A = F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T ⁢ B − A
228 23 oveq2d ⊢ φ → 1 − T ⁢ B − 1 − T ⁢ A = 1 − T ⁢ B − A − T ⁢ A
229 14 recnd ⊢ φ → 1 − T ⁢ B ∈ ℂ
230 10 recnd ⊢ φ → T ⁢ A ∈ ℂ
231 229 19 230 subsub3d ⊢ φ → 1 − T ⁢ B − A − T ⁢ A = 1 − T ⁢ B + T ⁢ A - A
232 228 231 eqtrd ⊢ φ → 1 − T ⁢ B − 1 − T ⁢ A = 1 − T ⁢ B + T ⁢ A - A
233 192 38 19 subdid ⊢ φ → 1 − T ⁢ B − A = 1 − T ⁢ B − 1 − T ⁢ A
234 230 229 addcomd ⊢ φ → T ⁢ A + 1 − T ⁢ B = 1 − T ⁢ B + T ⁢ A
235 7 234 eqtrid ⊢ φ → C = 1 − T ⁢ B + T ⁢ A
236 235 oveq1d ⊢ φ → C − A = 1 − T ⁢ B + T ⁢ A - A
237 232 233 236 3eqtr4d ⊢ φ → 1 − T ⁢ B − A = C − A
238 237 oveq2d ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T ⁢ B − A = F ⁡ C − F ⁡ A C − A
239 227 238 eqtrd ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T B − A = F ⁡ C − F ⁡ A C − A
240 191 18 225 178 226 divdiv1d ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ C T B − A = F ⁡ B − F ⁡ C T ⁢ B − A
241 38 229 230 subsub4d ⊢ φ → B - 1 − T ⁢ B - T ⁢ A = B − 1 − T ⁢ B + T ⁢ A
242 42 oveq2d ⊢ φ → B − 1 − T ⁢ B = B − B − T ⁢ B
243 43 recnd ⊢ φ → T ⁢ B ∈ ℂ
244 38 243 nncand ⊢ φ → B − B − T ⁢ B = T ⁢ B
245 242 244 eqtrd ⊢ φ → B − 1 − T ⁢ B = T ⁢ B
246 245 oveq1d ⊢ φ → B - 1 − T ⁢ B - T ⁢ A = T ⁢ B − T ⁢ A
247 241 246 eqtr3d ⊢ φ → B − 1 − T ⁢ B + T ⁢ A = T ⁢ B − T ⁢ A
248 235 oveq2d ⊢ φ → B − C = B − 1 − T ⁢ B + T ⁢ A
249 18 38 19 subdid ⊢ φ → T ⁢ B − A = T ⁢ B − T ⁢ A
250 247 248 249 3eqtr4d ⊢ φ → B − C = T ⁢ B − A
251 250 oveq2d ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ C B − C = F ⁡ B − F ⁡ C T ⁢ B − A
252 240 251 eqtr4d ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ C T B − A = F ⁡ B − F ⁡ C B − C
253 239 252 breq12d ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A 1 − T B − A < F ⁡ B − F ⁡ C T B − A ↔ F ⁡ C − F ⁡ A C − A < F ⁡ B − F ⁡ C B − C
254 184 224 253 3bitr3rd ⊢ φ → F ⁡ C − F ⁡ A C − A < F ⁡ B − F ⁡ C B − C ↔ F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B
255 254 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ⁡ C − F ⁡ A C − A < F ⁡ B − F ⁡ C B − C ↔ F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B
256 167 255 sylibd ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ℝ ′ ⁡ x = F ⁡ C − F ⁡ A C − A ∧ F ℝ ′ ⁡ y = F ⁡ B − F ⁡ C B − C → F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B
257 145 256 sylbid ⊢ φ ∧ x ∈ A C ∧ y ∈ C B → F ↾ A C ℝ ′ ⁡ x = F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A C − A ∧ F ↾ C B ℝ ′ ⁡ y = F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C B − C → F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B
258 257 rexlimdvva ⊢ φ → ∃ x ∈ A C ∃ y ∈ C B F ↾ A C ℝ ′ ⁡ x = F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A C − A ∧ F ↾ C B ℝ ′ ⁡ y = F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C B − C → F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B
259 115 258 biimtrrid ⊢ φ → ∃ x ∈ A C F ↾ A C ℝ ′ ⁡ x = F ↾ A C ⁡ C − F ↾ A C ⁡ A C − A ∧ ∃ y ∈ C B F ↾ C B ℝ ′ ⁡ y = F ↾ C B ⁡ B − F ↾ C B ⁡ C B − C → F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B
260 89 114 259 mp2and ⊢ φ → F ⁡ C < T ⁢ F ⁡ A + 1 − T ⁢ F ⁡ B