Metamath Proof Explorer


Theorem amgmlem

Description: Lemma for amgm . (Contributed by Mario Carneiro, 21-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses amgm.1 ⊢ M = mulGrp ℂ fld
amgm.2 ⊢ φ → A ∈ Fin
amgm.3 ⊢ φ → A ≠ ∅
amgm.4 ⊢ φ → F : A ⟶ ℝ +
Assertion amgmlem ⊢ φ → ∑ M F 1 A ≤ ∑ ℂ fld F A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 amgm.1 ⊢ M = mulGrp ℂ fld
2 amgm.2 ⊢ φ → A ∈ Fin
3 amgm.3 ⊢ φ → A ≠ ∅
4 amgm.4 ⊢ φ → F : A ⟶ ℝ +
5 cnfld0 ⊢ 0 = 0 ℂ fld
6 cnring ⊢ ℂ fld ∈ Ring
7 ringabl ⊢ ℂ fld ∈ Ring → ℂ fld ∈ Abel
8 6 7 mp1i ⊢ φ → ℂ fld ∈ Abel
9 resubdrg ⊢ ℝ ∈ SubRing ⁡ ℂ fld ∧ ℝ fld ∈ DivRing
10 9 simpli ⊢ ℝ ∈ SubRing ⁡ ℂ fld
11 subrgsubg ⊢ ℝ ∈ SubRing ⁡ ℂ fld → ℝ ∈ SubGrp ⁡ ℂ fld
12 10 11 mp1i ⊢ φ → ℝ ∈ SubGrp ⁡ ℂ fld
13 4 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ k ∈ A → F ⁡ k ∈ ℝ +
14 13 relogcld ⊢ φ ∧ k ∈ A → log ⁡ F ⁡ k ∈ ℝ
15 14 renegcld ⊢ φ ∧ k ∈ A → − log ⁡ F ⁡ k ∈ ℝ
16 15 fmpttd ⊢ φ → k ∈ A ⟼ − log ⁡ F ⁡ k : A ⟶ ℝ
17 c0ex ⊢ 0 ∈ V
18 17 a1i ⊢ φ → 0 ∈ V
19 16 2 18 fdmfifsupp ⊢ φ → finSupp 0 ⁡ k ∈ A ⟼ − log ⁡ F ⁡ k
20 5 8 2 12 16 19 gsumsubgcl ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k ∈ ℝ
21 20 recnd ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k ∈ ℂ
22 hashnncl ⊢ A ∈ Fin → A ∈ ℕ ↔ A ≠ ∅
23 2 22 syl ⊢ φ → A ∈ ℕ ↔ A ≠ ∅
24 3 23 mpbird ⊢ φ → A ∈ ℕ
25 24 nncnd ⊢ φ → A ∈ ℂ
26 24 nnne0d ⊢ φ → A ≠ 0
27 21 25 26 divnegd ⊢ φ → − ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A = − ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A
28 14 recnd ⊢ φ ∧ k ∈ A → log ⁡ F ⁡ k ∈ ℂ
29 2 28 gsumfsum ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A log ⁡ F ⁡ k = ∑ k ∈ A log ⁡ F ⁡ k
30 28 negnegd ⊢ φ ∧ k ∈ A → − − log ⁡ F ⁡ k = log ⁡ F ⁡ k
31 30 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ k ∈ A − − log ⁡ F ⁡ k = ∑ k ∈ A log ⁡ F ⁡ k
32 15 recnd ⊢ φ ∧ k ∈ A → − log ⁡ F ⁡ k ∈ ℂ
33 2 32 fsumneg ⊢ φ → ∑ k ∈ A − − log ⁡ F ⁡ k = − ∑ k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k
34 29 31 33 3eqtr2rd ⊢ φ → − ∑ k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k = ∑ ℂ fld k ∈ A log ⁡ F ⁡ k
35 2 32 gsumfsum ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k = ∑ k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k
36 35 negeqd ⊢ φ → − ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k = − ∑ k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k
37 4 feqmptd ⊢ φ → F = k ∈ A ⟼ F ⁡ k
38 relogf1o ⊢ log ↾ ℝ + : ℝ + ⟶ 1-1 onto ℝ
39 f1of ⊢ log ↾ ℝ + : ℝ + ⟶ 1-1 onto ℝ → log ↾ ℝ + : ℝ + ⟶ ℝ
40 38 39 mp1i ⊢ φ → log ↾ ℝ + : ℝ + ⟶ ℝ
41 40 feqmptd ⊢ φ → log ↾ ℝ + = x ∈ ℝ + ⟼ log ↾ ℝ + ⁡ x
42 fvres ⊢ x ∈ ℝ + → log ↾ ℝ + ⁡ x = log ⁡ x
43 42 mpteq2ia ⊢ x ∈ ℝ + ⟼ log ↾ ℝ + ⁡ x = x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x
44 41 43 eqtrdi ⊢ φ → log ↾ ℝ + = x ∈ ℝ + ⟼ log ⁡ x
45 fveq2 ⊢ x = F ⁡ k → log ⁡ x = log ⁡ F ⁡ k
46 13 37 44 45 fmptco ⊢ φ → log ↾ ℝ + ∘ F = k ∈ A ⟼ log ⁡ F ⁡ k
47 46 oveq2d ⊢ φ → ∑ ℂ fld log ↾ ℝ + ∘ F = ∑ ℂ fld k ∈ A log ⁡ F ⁡ k
48 34 36 47 3eqtr4d ⊢ φ → − ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k = ∑ ℂ fld log ↾ ℝ + ∘ F
49 1 oveq1i ⊢ M ↾ 𝑠 ℂ ∖ 0 = mulGrp ℂ fld ↾ 𝑠 ℂ ∖ 0
50 49 rpmsubg ⊢ ℝ + ∈ SubGrp ⁡ M ↾ 𝑠 ℂ ∖ 0
51 subgsubm ⊢ ℝ + ∈ SubGrp ⁡ M ↾ 𝑠 ℂ ∖ 0 → ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M ↾ 𝑠 ℂ ∖ 0
52 50 51 ax-mp ⊢ ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M ↾ 𝑠 ℂ ∖ 0
53 cnfldbas ⊢ ℂ = Base ℂ fld
54 cndrng ⊢ ℂ fld ∈ DivRing
55 53 5 54 drngui ⊢ ℂ ∖ 0 = Unit ⁡ ℂ fld
56 55 1 unitsubm ⊢ ℂ fld ∈ Ring → ℂ ∖ 0 ∈ SubMnd ⁡ M
57 eqid ⊢ M ↾ 𝑠 ℂ ∖ 0 = M ↾ 𝑠 ℂ ∖ 0
58 57 subsubm ⊢ ℂ ∖ 0 ∈ SubMnd ⁡ M → ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M ↾ 𝑠 ℂ ∖ 0 ↔ ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M ∧ ℝ + ⊆ ℂ ∖ 0
59 6 56 58 mp2b ⊢ ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M ↾ 𝑠 ℂ ∖ 0 ↔ ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M ∧ ℝ + ⊆ ℂ ∖ 0
60 52 59 mpbi ⊢ ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M ∧ ℝ + ⊆ ℂ ∖ 0
61 60 simpli ⊢ ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M
62 eqid ⊢ M ↾ 𝑠 ℝ + = M ↾ 𝑠 ℝ +
63 62 submbas ⊢ ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M → ℝ + = Base M ↾ 𝑠 ℝ +
64 61 63 ax-mp ⊢ ℝ + = Base M ↾ 𝑠 ℝ +
65 cnfld1 ⊢ 1 = 1 ℂ fld
66 1 65 ringidval ⊢ 1 = 0 M
67 62 66 subm0 ⊢ ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M → 1 = 0 M ↾ 𝑠 ℝ +
68 61 67 ax-mp ⊢ 1 = 0 M ↾ 𝑠 ℝ +
69 cncrng ⊢ ℂ fld ∈ CRing
70 1 crngmgp ⊢ ℂ fld ∈ CRing → M ∈ CMnd
71 69 70 mp1i ⊢ φ → M ∈ CMnd
72 62 submmnd ⊢ ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M → M ↾ 𝑠 ℝ + ∈ Mnd
73 61 72 mp1i ⊢ φ → M ↾ 𝑠 ℝ + ∈ Mnd
74 62 subcmn ⊢ M ∈ CMnd ∧ M ↾ 𝑠 ℝ + ∈ Mnd → M ↾ 𝑠 ℝ + ∈ CMnd
75 71 73 74 syl2anc ⊢ φ → M ↾ 𝑠 ℝ + ∈ CMnd
76 df-refld ⊢ ℝ fld = ℂ fld ↾ 𝑠 ℝ
77 76 subrgring ⊢ ℝ ∈ SubRing ⁡ ℂ fld → ℝ fld ∈ Ring
78 10 77 ax-mp ⊢ ℝ fld ∈ Ring
79 ringmnd ⊢ ℝ fld ∈ Ring → ℝ fld ∈ Mnd
80 78 79 mp1i ⊢ φ → ℝ fld ∈ Mnd
81 1 oveq1i ⊢ M ↾ 𝑠 ℝ + = mulGrp ℂ fld ↾ 𝑠 ℝ +
82 81 reloggim ⊢ log ↾ ℝ + ∈ M ↾ 𝑠 ℝ + GrpIso ℝ fld
83 gimghm ⊢ log ↾ ℝ + ∈ M ↾ 𝑠 ℝ + GrpIso ℝ fld → log ↾ ℝ + ∈ M ↾ 𝑠 ℝ + GrpHom ℝ fld
84 82 83 ax-mp ⊢ log ↾ ℝ + ∈ M ↾ 𝑠 ℝ + GrpHom ℝ fld
85 ghmmhm ⊢ log ↾ ℝ + ∈ M ↾ 𝑠 ℝ + GrpHom ℝ fld → log ↾ ℝ + ∈ M ↾ 𝑠 ℝ + MndHom ℝ fld
86 84 85 mp1i ⊢ φ → log ↾ ℝ + ∈ M ↾ 𝑠 ℝ + MndHom ℝ fld
87 1ex ⊢ 1 ∈ V
88 87 a1i ⊢ φ → 1 ∈ V
89 4 2 88 fdmfifsupp ⊢ φ → finSupp 1 ⁡ F
90 64 68 75 80 2 86 4 89 gsummhm ⊢ φ → ∑ ℝ fld log ↾ ℝ + ∘ F = log ↾ ℝ + ⁡ ∑ M ↾ 𝑠 ℝ + F
91 subgsubm ⊢ ℝ ∈ SubGrp ⁡ ℂ fld → ℝ ∈ SubMnd ⁡ ℂ fld
92 12 91 syl ⊢ φ → ℝ ∈ SubMnd ⁡ ℂ fld
93 fco ⊢ log ↾ ℝ + : ℝ + ⟶ ℝ ∧ F : A ⟶ ℝ + → log ↾ ℝ + ∘ F : A ⟶ ℝ
94 40 4 93 syl2anc ⊢ φ → log ↾ ℝ + ∘ F : A ⟶ ℝ
95 2 92 94 76 gsumsubm ⊢ φ → ∑ ℂ fld log ↾ ℝ + ∘ F = ∑ ℝ fld log ↾ ℝ + ∘ F
96 61 a1i ⊢ φ → ℝ + ∈ SubMnd ⁡ M
97 2 96 4 62 gsumsubm ⊢ φ → ∑ M F = ∑ M ↾ 𝑠 ℝ + F
98 97 fveq2d ⊢ φ → log ↾ ℝ + ⁡ ∑ M F = log ↾ ℝ + ⁡ ∑ M ↾ 𝑠 ℝ + F
99 90 95 98 3eqtr4d ⊢ φ → ∑ ℂ fld log ↾ ℝ + ∘ F = log ↾ ℝ + ⁡ ∑ M F
100 66 71 2 96 4 89 gsumsubmcl ⊢ φ → ∑ M F ∈ ℝ +
101 100 fvresd ⊢ φ → log ↾ ℝ + ⁡ ∑ M F = log ⁡ ∑ M F
102 48 99 101 3eqtrd ⊢ φ → − ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k = log ⁡ ∑ M F
103 102 oveq1d ⊢ φ → − ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A = log ⁡ ∑ M F A
104 100 relogcld ⊢ φ → log ⁡ ∑ M F ∈ ℝ
105 104 recnd ⊢ φ → log ⁡ ∑ M F ∈ ℂ
106 105 25 26 divrec2d ⊢ φ → log ⁡ ∑ M F A = 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F
107 27 103 106 3eqtrd ⊢ φ → − ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A = 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F
108 37 oveq2d ⊢ φ → ∑ ℂ fld F = ∑ ℂ fld k ∈ A F ⁡ k
109 13 rpcnd ⊢ φ ∧ k ∈ A → F ⁡ k ∈ ℂ
110 2 109 gsumfsum ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A F ⁡ k = ∑ k ∈ A F ⁡ k
111 108 110 eqtrd ⊢ φ → ∑ ℂ fld F = ∑ k ∈ A F ⁡ k
112 2 3 13 fsumrpcl ⊢ φ → ∑ k ∈ A F ⁡ k ∈ ℝ +
113 111 112 eqeltrd ⊢ φ → ∑ ℂ fld F ∈ ℝ +
114 24 nnrpd ⊢ φ → A ∈ ℝ +
115 113 114 rpdivcld ⊢ φ → ∑ ℂ fld F A ∈ ℝ +
116 115 relogcld ⊢ φ → log ⁡ ∑ ℂ fld F A ∈ ℝ
117 20 24 nndivred ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A ∈ ℝ
118 rpssre ⊢ ℝ + ⊆ ℝ
119 118 a1i ⊢ φ → ℝ + ⊆ ℝ
120 relogcl ⊢ w ∈ ℝ + → log ⁡ w ∈ ℝ
121 120 adantl ⊢ φ ∧ w ∈ ℝ + → log ⁡ w ∈ ℝ
122 121 renegcld ⊢ φ ∧ w ∈ ℝ + → − log ⁡ w ∈ ℝ
123 122 fmpttd ⊢ φ → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w : ℝ + ⟶ ℝ
124 ioorp ⊢ 0 +∞ = ℝ +
125 124 eleq2i ⊢ a ∈ 0 +∞ ↔ a ∈ ℝ +
126 124 eleq2i ⊢ b ∈ 0 +∞ ↔ b ∈ ℝ +
127 iccssioo2 ⊢ a ∈ 0 +∞ ∧ b ∈ 0 +∞ → a b ⊆ 0 +∞
128 125 126 127 syl2anbr ⊢ a ∈ ℝ + ∧ b ∈ ℝ + → a b ⊆ 0 +∞
129 128 124 sseqtrdi ⊢ a ∈ ℝ + ∧ b ∈ ℝ + → a b ⊆ ℝ +
130 129 adantl ⊢ φ ∧ a ∈ ℝ + ∧ b ∈ ℝ + → a b ⊆ ℝ +
131 24 nnrecred ⊢ φ → 1 A ∈ ℝ
132 114 rpreccld ⊢ φ → 1 A ∈ ℝ +
133 132 rpge0d ⊢ φ → 0 ≤ 1 A
134 elrege0 ⊢ 1 A ∈ 0 +∞ ↔ 1 A ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1 A
135 131 133 134 sylanbrc ⊢ φ → 1 A ∈ 0 +∞
136 fconst6g ⊢ 1 A ∈ 0 +∞ → A × 1 A : A ⟶ 0 +∞
137 135 136 syl ⊢ φ → A × 1 A : A ⟶ 0 +∞
138 0lt1 ⊢ 0 < 1
139 fconstmpt ⊢ A × 1 A = k ∈ A ⟼ 1 A
140 139 oveq2i ⊢ ∑ ℂ fld A × 1 A = ∑ ℂ fld k ∈ A 1 A
141 ringmnd ⊢ ℂ fld ∈ Ring → ℂ fld ∈ Mnd
142 6 141 mp1i ⊢ φ → ℂ fld ∈ Mnd
143 131 recnd ⊢ φ → 1 A ∈ ℂ
144 eqid ⊢ ⋅ ℂ fld = ⋅ ℂ fld
145 53 144 gsumconst ⊢ ℂ fld ∈ Mnd ∧ A ∈ Fin ∧ 1 A ∈ ℂ → ∑ ℂ fld k ∈ A 1 A = A ⋅ ℂ fld 1 A
146 142 2 143 145 syl3anc ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A 1 A = A ⋅ ℂ fld 1 A
147 24 nnzd ⊢ φ → A ∈ ℤ
148 cnfldmulg ⊢ A ∈ ℤ ∧ 1 A ∈ ℂ → A ⋅ ℂ fld 1 A = A ⁢ 1 A
149 147 143 148 syl2anc ⊢ φ → A ⋅ ℂ fld 1 A = A ⁢ 1 A
150 25 26 recidd ⊢ φ → A ⁢ 1 A = 1
151 146 149 150 3eqtrd ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A 1 A = 1
152 140 151 eqtrid ⊢ φ → ∑ ℂ fld A × 1 A = 1
153 138 152 breqtrrid ⊢ φ → 0 < ∑ ℂ fld A × 1 A
154 logccv ⊢ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ⁢ log ⁡ x + 1 − t ⁢ log ⁡ y < log ⁡ t ⁢ x + 1 − t ⁢ y
155 154 3adant1 ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ⁢ log ⁡ x + 1 − t ⁢ log ⁡ y < log ⁡ t ⁢ x + 1 − t ⁢ y
156 ioossre ⊢ 0 1 ⊆ ℝ
157 simp3 ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ∈ 0 1
158 156 157 sselid ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ∈ ℝ
159 simp21 ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → x ∈ ℝ +
160 159 relogcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → log ⁡ x ∈ ℝ
161 158 160 remulcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ⁢ log ⁡ x ∈ ℝ
162 1re ⊢ 1 ∈ ℝ
163 resubcl ⊢ 1 ∈ ℝ ∧ t ∈ ℝ → 1 − t ∈ ℝ
164 162 158 163 sylancr ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → 1 − t ∈ ℝ
165 simp22 ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → y ∈ ℝ +
166 165 relogcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → log ⁡ y ∈ ℝ
167 164 166 remulcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → 1 − t ⁢ log ⁡ y ∈ ℝ
168 161 167 readdcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ⁢ log ⁡ x + 1 − t ⁢ log ⁡ y ∈ ℝ
169 simp1 ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → φ
170 ioossicc ⊢ 0 1 ⊆ 0 1
171 170 157 sselid ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ∈ 0 1
172 119 130 cvxcl ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ t ∈ 0 1 → t ⁢ x + 1 − t ⁢ y ∈ ℝ +
173 169 159 165 171 172 syl13anc ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ⁢ x + 1 − t ⁢ y ∈ ℝ +
174 173 relogcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → log ⁡ t ⁢ x + 1 − t ⁢ y ∈ ℝ
175 168 174 ltnegd ⊢ 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
176 155 175 mpbid ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → − log ⁡ t ⁢ x + 1 − t ⁢ y < − t ⁢ log ⁡ x + 1 − t ⁢ log ⁡ y
177 fveq2 ⊢ w = t ⁢ x + 1 − t ⁢ y → log ⁡ w = log ⁡ t ⁢ x + 1 − t ⁢ y
178 177 negeqd ⊢ w = t ⁢ x + 1 − t ⁢ y → − log ⁡ w = − log ⁡ t ⁢ x + 1 − t ⁢ y
179 eqid ⊢ w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w = w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w
180 negex ⊢ − log ⁡ t ⁢ x + 1 − t ⁢ y ∈ V
181 178 179 180 fvmpt ⊢ t ⁢ x + 1 − t ⁢ y ∈ ℝ + → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ t ⁢ x + 1 − t ⁢ y = − log ⁡ t ⁢ x + 1 − t ⁢ y
182 173 181 syl ⊢ 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
183 fveq2 ⊢ w = x → log ⁡ w = log ⁡ x
184 183 negeqd ⊢ w = x → − log ⁡ w = − log ⁡ x
185 negex ⊢ − log ⁡ x ∈ V
186 184 179 185 fvmpt ⊢ x ∈ ℝ + → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ x = − log ⁡ x
187 159 186 syl ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ x = − log ⁡ x
188 187 oveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ⁢ w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ x = t ⁢ − log ⁡ x
189 158 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ∈ ℂ
190 160 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → log ⁡ x ∈ ℂ
191 189 190 mulneg2d ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ⁢ − log ⁡ x = − t ⁢ log ⁡ x
192 188 191 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ⁢ w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ x = − t ⁢ log ⁡ x
193 fveq2 ⊢ w = y → log ⁡ w = log ⁡ y
194 193 negeqd ⊢ w = y → − log ⁡ w = − log ⁡ y
195 negex ⊢ − log ⁡ y ∈ V
196 194 179 195 fvmpt ⊢ y ∈ ℝ + → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ y = − log ⁡ y
197 165 196 syl ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ y = − log ⁡ y
198 197 oveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → 1 − t ⁢ w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ y = 1 − t ⁢ − log ⁡ y
199 164 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → 1 − t ∈ ℂ
200 166 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → log ⁡ y ∈ ℂ
201 199 200 mulneg2d ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → 1 − t ⁢ − log ⁡ y = − 1 − t ⁢ log ⁡ y
202 198 201 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → 1 − t ⁢ w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ y = − 1 − t ⁢ log ⁡ y
203 192 202 oveq12d ⊢ 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
204 161 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → t ⁢ log ⁡ x ∈ ℂ
205 167 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → 1 − t ⁢ log ⁡ y ∈ ℂ
206 204 205 negdid ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ + ∧ x < y ∧ t ∈ 0 1 → − t ⁢ log ⁡ x + 1 − t ⁢ log ⁡ y = - t ⁢ log ⁡ x + − 1 − t ⁢ log ⁡ y
207 203 206 eqtr4d ⊢ 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
208 176 182 207 3brtr4d ⊢ 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
209 119 123 130 208 scvxcvx ⊢ 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
210 119 123 130 2 137 4 153 209 jensen ⊢ φ → ∑ ℂ fld A × 1 A × f F ∑ ℂ fld A × 1 A ∈ ℝ + ∧ w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ ∑ ℂ fld A × 1 A × f F ∑ ℂ fld A × 1 A ≤ ∑ ℂ fld A × 1 A × f w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ∘ F ∑ ℂ fld A × 1 A
211 210 simprd ⊢ φ → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ ∑ ℂ fld A × 1 A × f F ∑ ℂ fld A × 1 A ≤ ∑ ℂ fld A × 1 A × f w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ∘ F ∑ ℂ fld A × 1 A
212 131 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ A → 1 A ∈ ℝ
213 139 a1i ⊢ φ → A × 1 A = k ∈ A ⟼ 1 A
214 2 212 13 213 37 offval2 ⊢ φ → A × 1 A × f F = k ∈ A ⟼ 1 A ⁢ F ⁡ k
215 214 oveq2d ⊢ φ → ∑ ℂ fld A × 1 A × f F = ∑ ℂ fld k ∈ A 1 A ⁢ F ⁡ k
216 cnfldmul ⊢ × = ⋅ ℂ fld
217 6 a1i ⊢ φ → ℂ fld ∈ Ring
218 109 fmpttd ⊢ φ → k ∈ A ⟼ F ⁡ k : A ⟶ ℂ
219 218 2 18 fdmfifsupp ⊢ φ → finSupp 0 ⁡ k ∈ A ⟼ F ⁡ k
220 53 5 216 217 2 143 109 219 gsummulc2 ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A 1 A ⁢ F ⁡ k = 1 A ⁢ ∑ ℂ fld k ∈ A F ⁡ k
221 fss ⊢ F : A ⟶ ℝ + ∧ ℝ + ⊆ ℝ → F : A ⟶ ℝ
222 4 118 221 sylancl ⊢ φ → F : A ⟶ ℝ
223 4 2 18 fdmfifsupp ⊢ φ → finSupp 0 ⁡ F
224 5 8 2 12 222 223 gsumsubgcl ⊢ φ → ∑ ℂ fld F ∈ ℝ
225 224 recnd ⊢ φ → ∑ ℂ fld F ∈ ℂ
226 225 25 26 divrec2d ⊢ φ → ∑ ℂ fld F A = 1 A ⁢ ∑ ℂ fld F
227 108 oveq2d ⊢ φ → 1 A ⁢ ∑ ℂ fld F = 1 A ⁢ ∑ ℂ fld k ∈ A F ⁡ k
228 226 227 eqtr2d ⊢ φ → 1 A ⁢ ∑ ℂ fld k ∈ A F ⁡ k = ∑ ℂ fld F A
229 215 220 228 3eqtrd ⊢ φ → ∑ ℂ fld A × 1 A × f F = ∑ ℂ fld F A
230 229 152 oveq12d ⊢ φ → ∑ ℂ fld A × 1 A × f F ∑ ℂ fld A × 1 A = ∑ ℂ fld F A 1
231 224 24 nndivred ⊢ φ → ∑ ℂ fld F A ∈ ℝ
232 231 recnd ⊢ φ → ∑ ℂ fld F A ∈ ℂ
233 232 div1d ⊢ φ → ∑ ℂ fld F A 1 = ∑ ℂ fld F A
234 230 233 eqtrd ⊢ φ → ∑ ℂ fld A × 1 A × f F ∑ ℂ fld A × 1 A = ∑ ℂ fld F A
235 234 fveq2d ⊢ φ → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ ∑ ℂ fld A × 1 A × f F ∑ ℂ fld A × 1 A = w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ ∑ ℂ fld F A
236 fveq2 ⊢ w = ∑ ℂ fld F A → log ⁡ w = log ⁡ ∑ ℂ fld F A
237 236 negeqd ⊢ w = ∑ ℂ fld F A → − log ⁡ w = − log ⁡ ∑ ℂ fld F A
238 negex ⊢ − log ⁡ ∑ ℂ fld F A ∈ V
239 237 179 238 fvmpt ⊢ ∑ ℂ fld F A ∈ ℝ + → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ ∑ ℂ fld F A = − log ⁡ ∑ ℂ fld F A
240 115 239 syl ⊢ φ → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ ∑ ℂ fld F A = − log ⁡ ∑ ℂ fld F A
241 235 240 eqtrd ⊢ φ → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ⁡ ∑ ℂ fld A × 1 A × f F ∑ ℂ fld A × 1 A = − log ⁡ ∑ ℂ fld F A
242 53 5 216 217 2 143 32 19 gsummulc2 ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A 1 A ⁢ − log ⁡ F ⁡ k = 1 A ⁢ ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k
243 negex ⊢ − log ⁡ F ⁡ k ∈ V
244 243 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ A → − log ⁡ F ⁡ k ∈ V
245 eqidd ⊢ φ → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w = w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w
246 fveq2 ⊢ w = F ⁡ k → log ⁡ w = log ⁡ F ⁡ k
247 246 negeqd ⊢ w = F ⁡ k → − log ⁡ w = − log ⁡ F ⁡ k
248 13 37 245 247 fmptco ⊢ φ → w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ∘ F = k ∈ A ⟼ − log ⁡ F ⁡ k
249 2 212 244 213 248 offval2 ⊢ φ → A × 1 A × f w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ∘ F = k ∈ A ⟼ 1 A ⁢ − log ⁡ F ⁡ k
250 249 oveq2d ⊢ φ → ∑ ℂ fld A × 1 A × f w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ∘ F = ∑ ℂ fld k ∈ A 1 A ⁢ − log ⁡ F ⁡ k
251 21 25 26 divrec2d ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A = 1 A ⁢ ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k
252 242 250 251 3eqtr4d ⊢ φ → ∑ ℂ fld A × 1 A × f w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ∘ F = ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A
253 252 152 oveq12d ⊢ φ → ∑ ℂ fld A × 1 A × f w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ∘ F ∑ ℂ fld A × 1 A = ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A 1
254 117 recnd ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A ∈ ℂ
255 254 div1d ⊢ φ → ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A 1 = ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A
256 253 255 eqtrd ⊢ φ → ∑ ℂ fld A × 1 A × f w ∈ ℝ + ⟼ − log ⁡ w ∘ F ∑ ℂ fld A × 1 A = ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A
257 211 241 256 3brtr3d ⊢ φ → − log ⁡ ∑ ℂ fld F A ≤ ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A
258 116 117 257 lenegcon1d ⊢ φ → − ∑ ℂ fld k ∈ A − log ⁡ F ⁡ k A ≤ log ⁡ ∑ ℂ fld F A
259 107 258 eqbrtrrd ⊢ φ → 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F ≤ log ⁡ ∑ ℂ fld F A
260 131 104 remulcld ⊢ φ → 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F ∈ ℝ
261 efle ⊢ 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F ∈ ℝ ∧ log ⁡ ∑ ℂ fld F A ∈ ℝ → 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F ≤ log ⁡ ∑ ℂ fld F A ↔ e 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F ≤ e log ⁡ ∑ ℂ fld F A
262 260 116 261 syl2anc ⊢ φ → 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F ≤ log ⁡ ∑ ℂ fld F A ↔ e 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F ≤ e log ⁡ ∑ ℂ fld F A
263 259 262 mpbid ⊢ φ → e 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F ≤ e log ⁡ ∑ ℂ fld F A
264 100 rpcnd ⊢ φ → ∑ M F ∈ ℂ
265 100 rpne0d ⊢ φ → ∑ M F ≠ 0
266 264 265 143 cxpefd ⊢ φ → ∑ M F 1 A = e 1 A ⁢ log ⁡ ∑ M F
267 115 reeflogd ⊢ φ → e log ⁡ ∑ ℂ fld F A = ∑ ℂ fld F A
268 267 eqcomd ⊢ φ → ∑ ℂ fld F A = e log ⁡ ∑ ℂ fld F A
269 263 266 268 3brtr4d ⊢ φ → ∑ M F 1 A ≤ ∑ ℂ fld F A