Metamath Proof Explorer


Theorem cvxcl

Description: Closure of a 0-1 linear combination in a convex set. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses cvxcl.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โŠ† โ„ )
cvxcl.2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท )
Assertion cvxcl ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ๐ท )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cvxcl.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โŠ† โ„ )
2 cvxcl.2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท )
3 2 ralrimivva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท )
4 3 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท )
5 simpr1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ท )
6 simpr2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ท )
7 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) = ( ๐‘‹ [,] ๐‘ฆ ) )
8 7 sseq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท โ†” ( ๐‘‹ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท ) )
9 oveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘Œ โ†’ ( ๐‘‹ [,] ๐‘ฆ ) = ( ๐‘‹ [,] ๐‘Œ ) )
10 9 sseq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘Œ โ†’ ( ( ๐‘‹ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท โ†” ( ๐‘‹ [,] ๐‘Œ ) โŠ† ๐ท ) )
11 8 10 rspc2v โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท โ†’ ( ๐‘‹ [,] ๐‘Œ ) โŠ† ๐ท ) )
12 5 6 11 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท โ†’ ( ๐‘‹ [,] ๐‘Œ ) โŠ† ๐ท ) )
13 12 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท โ†’ ( ๐‘‹ [,] ๐‘Œ ) โŠ† ๐ท ) )
14 4 13 mpd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘‹ [,] ๐‘Œ ) โŠ† ๐ท )
15 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
16 unitssre โŠข ( 0 [,] 1 ) โŠ† โ„
17 simpr3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) )
18 16 17 sselid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„ )
19 18 recnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ )
20 nncan โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) = ๐‘‡ )
21 15 19 20 sylancr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) = ๐‘‡ )
22 21 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‹ ) = ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) )
23 22 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) = ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) )
24 23 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) = ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) )
25 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐ท โŠ† โ„ )
26 25 5 sseldd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„ )
27 26 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„ )
28 25 6 sseldd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ โ„ )
29 28 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ โ„ )
30 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘‹ < ๐‘Œ )
31 simplr3 โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) )
32 iirev โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ ( 0 [,] 1 ) )
33 31 32 syl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ ( 0 [,] 1 ) )
34 lincmb01cmp โŠข ( ( ( ๐‘‹ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘Œ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โˆง ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ๐‘‹ [,] ๐‘Œ ) )
35 27 29 30 33 34 syl31anc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ๐‘‹ [,] ๐‘Œ ) )
36 24 35 eqeltrrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ๐‘‹ [,] ๐‘Œ ) )
37 14 36 sseldd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ < ๐‘Œ ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ๐ท )
38 oveq2 โŠข ( ๐‘‹ = ๐‘Œ โ†’ ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) = ( ๐‘‡ ยท ๐‘Œ ) )
39 38 oveq1d โŠข ( ๐‘‹ = ๐‘Œ โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) = ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘Œ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) )
40 pncan3 โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐‘‡ + ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) = 1 )
41 19 15 40 sylancl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘‡ + ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) = 1 )
42 41 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‡ + ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘Œ ) = ( 1 ยท ๐‘Œ ) )
43 1re โŠข 1 โˆˆ โ„
44 resubcl โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„ โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„ )
45 43 18 44 sylancr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„ )
46 45 recnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„‚ )
47 28 recnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ โ„‚ )
48 19 46 47 adddird โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‡ + ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘Œ ) = ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘Œ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) )
49 47 mullidd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( 1 ยท ๐‘Œ ) = ๐‘Œ )
50 42 48 49 3eqtr3d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘Œ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) = ๐‘Œ )
51 39 50 sylan9eqr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ = ๐‘Œ ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) = ๐‘Œ )
52 6 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ท )
53 51 52 eqeltrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘‹ = ๐‘Œ ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ๐ท )
54 3 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท )
55 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘Œ โ†’ ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) = ( ๐‘Œ [,] ๐‘ฆ ) )
56 55 sseq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘Œ โ†’ ( ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท โ†” ( ๐‘Œ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท ) )
57 oveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘Œ [,] ๐‘ฆ ) = ( ๐‘Œ [,] ๐‘‹ ) )
58 57 sseq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘Œ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท โ†” ( ๐‘Œ [,] ๐‘‹ ) โŠ† ๐ท ) )
59 56 58 rspc2v โŠข ( ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท โ†’ ( ๐‘Œ [,] ๐‘‹ ) โŠ† ๐ท ) )
60 6 5 59 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท โ†’ ( ๐‘Œ [,] ๐‘‹ ) โŠ† ๐ท ) )
61 60 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท ( ๐‘ฅ [,] ๐‘ฆ ) โŠ† ๐ท โ†’ ( ๐‘Œ [,] ๐‘‹ ) โŠ† ๐ท ) )
62 54 61 mpd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘Œ [,] ๐‘‹ ) โŠ† ๐ท )
63 26 recnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„‚ )
64 19 63 mulcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) โˆˆ โ„‚ )
65 46 47 mulcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) โˆˆ โ„‚ )
66 64 65 addcomd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) = ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) ) )
67 66 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) = ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) ) )
68 28 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ โ„ )
69 26 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„ )
70 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ ๐‘Œ < ๐‘‹ )
71 simplr3 โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) )
72 lincmb01cmp โŠข ( ( ( ๐‘Œ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘‹ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) ) โˆˆ ( ๐‘Œ [,] ๐‘‹ ) )
73 68 69 70 71 72 syl31anc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) ) โˆˆ ( ๐‘Œ [,] ๐‘‹ ) )
74 67 73 eqeltrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ๐‘Œ [,] ๐‘‹ ) )
75 62 74 sseldd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐‘Œ < ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ๐ท )
76 26 28 lttri4d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘‹ < ๐‘Œ โˆจ ๐‘‹ = ๐‘Œ โˆจ ๐‘Œ < ๐‘‹ ) )
77 37 53 75 76 mpjao3dan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ท โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐‘‹ ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐‘Œ ) ) โˆˆ ๐ท )