Metamath Proof Explorer


Theorem amgm

Description: Inequality of arithmetic and geometric means. Here ( M gsum F ) calculates the group sum within the multiplicative monoid of the complex numbers (or in other words, it multiplies the elements F ( x ) , x e. A together), and ( CCfld gsum F ) calculates the group sum in the additive group (i.e. the sum of the elements). This is Metamath 100 proof #38. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Jun-2015)

Ref Expression
Hypothesis amgm.1 โŠข ๐‘€ = ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld )
Assertion amgm ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ‰ค ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 amgm.1 โŠข ๐‘€ = ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld )
2 cnfldbas โŠข โ„‚ = ( Base โ€˜ โ„‚fld )
3 1 2 mgpbas โŠข โ„‚ = ( Base โ€˜ ๐‘€ )
4 cnfld1 โŠข 1 = ( 1r โ€˜ โ„‚fld )
5 1 4 ringidval โŠข 1 = ( 0g โ€˜ ๐‘€ )
6 cnfldmul โŠข ยท = ( .r โ€˜ โ„‚fld )
7 1 6 mgpplusg โŠข ยท = ( +g โ€˜ ๐‘€ )
8 cncrng โŠข โ„‚fld โˆˆ CRing
9 1 crngmgp โŠข ( โ„‚fld โˆˆ CRing โ†’ ๐‘€ โˆˆ CMnd )
10 8 9 mp1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ CMnd )
11 simpl1 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ Fin )
12 simpl3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) )
13 rge0ssre โŠข ( 0 [,) +โˆž ) โŠ† โ„
14 ax-resscn โŠข โ„ โŠ† โ„‚
15 13 14 sstri โŠข ( 0 [,) +โˆž ) โŠ† โ„‚
16 fss โŠข ( ( ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) โˆง ( 0 [,) +โˆž ) โŠ† โ„‚ ) โ†’ ๐น : ๐ด โŸถ โ„‚ )
17 12 15 16 sylancl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ๐น : ๐ด โŸถ โ„‚ )
18 1ex โŠข 1 โˆˆ V
19 18 a1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ 1 โˆˆ V )
20 17 11 19 fdmfifsupp โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ๐น finSupp 1 )
21 disjdif โŠข ( { ๐‘ฅ } โˆฉ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) = โˆ…
22 21 a1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( { ๐‘ฅ } โˆฉ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) = โˆ… )
23 undif2 โŠข ( { ๐‘ฅ } โˆช ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) = ( { ๐‘ฅ } โˆช ๐ด )
24 simprl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด )
25 24 snssd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ { ๐‘ฅ } โŠ† ๐ด )
26 ssequn1 โŠข ( { ๐‘ฅ } โŠ† ๐ด โ†” ( { ๐‘ฅ } โˆช ๐ด ) = ๐ด )
27 25 26 sylib โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( { ๐‘ฅ } โˆช ๐ด ) = ๐ด )
28 23 27 eqtr2id โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ๐ด = ( { ๐‘ฅ } โˆช ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) )
29 3 5 7 10 11 17 20 22 28 gsumsplit โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) = ( ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐น โ†พ { ๐‘ฅ } ) ) ยท ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐น โ†พ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) )
30 12 25 feqresmpt โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ { ๐‘ฅ } ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ { ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
31 30 oveq2d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐น โ†พ { ๐‘ฅ } ) ) = ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ฆ โˆˆ { ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
32 cnring โŠข โ„‚fld โˆˆ Ring
33 1 ringmgp โŠข ( โ„‚fld โˆˆ Ring โ†’ ๐‘€ โˆˆ Mnd )
34 32 33 mp1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ Mnd )
35 17 24 ffvelcdmd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‚ )
36 fveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
37 3 36 gsumsn โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ Mnd โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ฆ โˆˆ { ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
38 34 24 35 37 syl3anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ฆ โˆˆ { ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
39 simprr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 )
40 31 38 39 3eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐น โ†พ { ๐‘ฅ } ) ) = 0 )
41 40 oveq1d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐น โ†พ { ๐‘ฅ } ) ) ยท ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐น โ†พ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) = ( 0 ยท ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐น โ†พ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) )
42 diffi โŠข ( ๐ด โˆˆ Fin โ†’ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โˆˆ Fin )
43 11 42 syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โˆˆ Fin )
44 difss โŠข ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โŠ† ๐ด
45 fssres โŠข ( ( ๐น : ๐ด โŸถ โ„‚ โˆง ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โŠ† ๐ด ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) : ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โŸถ โ„‚ )
46 17 44 45 sylancl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) : ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) โŸถ โ„‚ )
47 46 43 19 fdmfifsupp โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) finSupp 1 )
48 3 5 10 43 46 47 gsumcl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐น โ†พ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) โˆˆ โ„‚ )
49 48 mul02d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( 0 ยท ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐น โ†พ ( ๐ด โˆ– { ๐‘ฅ } ) ) ) ) = 0 )
50 29 41 49 3eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) = 0 )
51 50 oveq1d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( 0 โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
52 simpl2 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ๐ด โ‰  โˆ… )
53 hashnncl โŠข ( ๐ด โˆˆ Fin โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โ†” ๐ด โ‰  โˆ… ) )
54 11 53 syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โ†” ๐ด โ‰  โˆ… ) )
55 52 54 mpbird โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• )
56 55 nncnd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
57 55 nnne0d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โ‰  0 )
58 56 57 reccld โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ โ„‚ )
59 56 57 recne0d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) โ‰  0 )
60 58 59 0cxpd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( 0 โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) = 0 )
61 51 60 eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) = 0 )
62 cnfld0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ โ„‚fld )
63 ringcmn โŠข ( โ„‚fld โˆˆ Ring โ†’ โ„‚fld โˆˆ CMnd )
64 32 63 mp1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ โ„‚fld โˆˆ CMnd )
65 rege0subm โŠข ( 0 [,) +โˆž ) โˆˆ ( SubMnd โ€˜ โ„‚fld )
66 65 a1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( 0 [,) +โˆž ) โˆˆ ( SubMnd โ€˜ โ„‚fld ) )
67 c0ex โŠข 0 โˆˆ V
68 67 a1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ 0 โˆˆ V )
69 12 11 68 fdmfifsupp โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ๐น finSupp 0 )
70 62 64 11 66 12 69 gsumsubmcl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) )
71 elrege0 โŠข ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) โ†” ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) ) )
72 70 71 sylib โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) ) )
73 55 nnred โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ )
74 55 nngt0d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ 0 < ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) )
75 divge0 โŠข ( ( ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ โˆง 0 < ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )
76 72 73 74 75 syl12anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )
77 61 76 eqbrtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ‰ค ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )
78 77 rexlimdvaa โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 โ†’ ( ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ‰ค ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
79 ralnex โŠข ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 โ†” ยฌ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 )
80 simpl1 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) โ†’ ๐ด โˆˆ Fin )
81 simpl2 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) โ†’ ๐ด โ‰  โˆ… )
82 simpl3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) โ†’ ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) )
83 82 ffnd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) โ†’ ๐น Fn ๐ด )
84 ffvelcdm โŠข ( ( ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) )
85 84 3ad2antl3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) )
86 elrege0 โŠข ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( 0 [,) +โˆž ) โ†” ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
87 85 86 sylib โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
88 87 simprd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
89 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
90 87 simpld โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ )
91 leloe โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 0 โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†” ( 0 < ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆจ 0 = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
92 89 90 91 sylancr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( 0 โ‰ค ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†” ( 0 < ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆจ 0 = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
93 88 92 mpbid โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( 0 < ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆจ 0 = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
94 93 ord โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ยฌ 0 < ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†’ 0 = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
95 eqcom โŠข ( 0 = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†” ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 )
96 94 95 imbitrdi โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ยฌ 0 < ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) )
97 96 con1d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 โ†’ 0 < ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
98 elrp โŠข ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„+ โ†” ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ โˆง 0 < ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
99 98 baib โŠข ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„+ โ†” 0 < ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
100 90 99 syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„+ โ†” 0 < ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
101 97 100 sylibrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„+ ) )
102 101 ralimdva โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„+ ) )
103 102 imp โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„+ )
104 ffnfv โŠข ( ๐น : ๐ด โŸถ โ„+ โ†” ( ๐น Fn ๐ด โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„+ ) )
105 83 103 104 sylanbrc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) โ†’ ๐น : ๐ด โŸถ โ„+ )
106 1 80 81 105 amgmlem โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) โ†’ ( ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ‰ค ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )
107 106 ex โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ยฌ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 โ†’ ( ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ‰ค ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
108 79 107 biimtrrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( ยฌ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 โ†’ ( ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ‰ค ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) )
109 78 108 pm2.61d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Fin โˆง ๐ด โ‰  โˆ… โˆง ๐น : ๐ด โŸถ ( 0 [,) +โˆž ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ ฮฃg ๐น ) โ†‘๐‘ ( 1 / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ‰ค ( ( โ„‚fld ฮฃg ๐น ) / ( โ™ฏ โ€˜ ๐ด ) ) )