Metamath Proof Explorer


Theorem icccvx

Description: A linear combination of two reals lies in the interval between them. Equivalently, a closed interval is a convex set. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009)

Ref Expression
Assertion icccvx ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iccss2 โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โІ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
2 1 adantl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) ) โ†’ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โІ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
3 2 3adantr3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โІ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
4 3 adantr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐ถ < ๐ท ) โ†’ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โІ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
5 iccssre โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ด [,] ๐ต ) โІ โ„ )
6 5 sselda โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
7 6 adantrr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
8 5 sselda โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„ )
9 8 adantrl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„ )
10 7 9 jca โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) ) โ†’ ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท โˆˆ โ„ ) )
11 10 3adantr3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท โˆˆ โ„ ) )
12 simpr3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) )
13 11 12 jca โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) )
14 lincmb01cmp โŠข ( ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ < ๐ท ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) )
15 14 ex โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ < ๐ท ) โ†’ ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) )
16 15 3expa โŠข ( ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท โˆˆ โ„ ) โˆง ๐ถ < ๐ท ) โ†’ ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) )
17 16 imp โŠข ( ( ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท โˆˆ โ„ ) โˆง ๐ถ < ๐ท ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) )
18 17 an32s โŠข ( ( ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โˆง ๐ถ < ๐ท ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) )
19 13 18 sylan โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐ถ < ๐ท ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) )
20 4 19 sseldd โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐ถ < ๐ท ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
21 oveq2 โŠข ( ๐ถ = ๐ท โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) = ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) )
22 21 oveq1d โŠข ( ๐ถ = ๐ท โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) = ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) )
23 unitssre โŠข ( 0 [,] 1 ) โІ โ„
24 23 sseli โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„ )
25 24 recnd โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ )
26 25 ad2antll โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ )
27 8 recnd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„‚ )
28 27 adantrr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„‚ )
29 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
30 npcan โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) + ๐‘‡ ) = 1 )
31 29 30 mpan โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) + ๐‘‡ ) = 1 )
32 31 adantr โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ท โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) + ๐‘‡ ) = 1 )
33 32 oveq1d โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ท โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) + ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) = ( 1 ยท ๐ท ) )
34 subcl โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„‚ )
35 29 34 mpan โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„‚ )
36 35 ancri โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ ) )
37 adddir โŠข ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ท โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) + ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) = ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) )
38 37 3expa โŠข ( ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ ) โˆง ๐ท โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) + ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) = ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) )
39 36 38 sylan โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ท โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) + ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) = ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) )
40 mullid โŠข ( ๐ท โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 1 ยท ๐ท ) = ๐ท )
41 40 adantl โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ท โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 1 ยท ๐ท ) = ๐ท )
42 33 39 41 3eqtr3d โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ท โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) = ๐ท )
43 26 28 42 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) = ๐ท )
44 43 3adantr1 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ท ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) = ๐ท )
45 22 44 sylan9eqr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐ถ = ๐ท ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) = ๐ท )
46 simplr2 โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐ถ = ๐ท ) โ†’ ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
47 45 46 eqeltrd โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐ถ = ๐ท ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
48 iccss2 โŠข ( ( ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ท [,] ๐ถ ) โІ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
49 48 adantl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) ) โ†’ ( ๐ท [,] ๐ถ ) โІ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
50 49 ancom2s โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) ) โ†’ ( ๐ท [,] ๐ถ ) โІ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
51 50 3adantr3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ๐ท [,] ๐ถ ) โІ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
52 51 adantr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐ท < ๐ถ ) โ†’ ( ๐ท [,] ๐ถ ) โІ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
53 9 7 jca โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) ) โ†’ ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ ) )
54 53 3adantr3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ ) )
55 54 12 jca โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) )
56 iirev โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ ( 0 [,] 1 ) )
57 23 56 sselid โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„ )
58 57 recnd โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„‚ )
59 recn โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
60 mulcl โŠข ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
61 58 59 60 syl2anr โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
62 61 adantll โŠข ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
63 recn โŠข ( ๐ท โˆˆ โ„ โ†’ ๐ท โˆˆ โ„‚ )
64 mulcl โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ท โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) โˆˆ โ„‚ )
65 25 63 64 syl2anr โŠข ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) โˆˆ โ„‚ )
66 65 adantlr โŠข ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) โˆˆ โ„‚ )
67 62 66 addcomd โŠข ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) = ( ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) )
68 67 3adantl3 โŠข ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท < ๐ถ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) = ( ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) )
69 nncan โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) = ๐‘‡ )
70 29 69 mpan โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) = ๐‘‡ )
71 70 eqcomd โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ๐‘‡ = ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) )
72 71 oveq1d โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) = ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐ท ) )
73 72 oveq1d โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) = ( ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) )
74 25 73 syl โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) = ( ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) )
75 74 adantl โŠข ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท < ๐ถ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) = ( ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) )
76 68 75 eqtrd โŠข ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท < ๐ถ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) = ( ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) )
77 lincmb01cmp โŠข ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท < ๐ถ ) โˆง ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) โˆˆ ( ๐ท [,] ๐ถ ) )
78 56 77 sylan2 โŠข ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท < ๐ถ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ) ยท ๐ท ) + ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) ) โˆˆ ( ๐ท [,] ๐ถ ) )
79 76 78 eqeltrd โŠข ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท < ๐ถ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ท [,] ๐ถ ) )
80 79 ex โŠข ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ โˆง ๐ท < ๐ถ ) โ†’ ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ท [,] ๐ถ ) ) )
81 80 3expa โŠข ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ ) โˆง ๐ท < ๐ถ ) โ†’ ( ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ท [,] ๐ถ ) ) )
82 81 imp โŠข ( ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ ) โˆง ๐ท < ๐ถ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ท [,] ๐ถ ) )
83 82 an32s โŠข ( ( ( ( ๐ท โˆˆ โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โˆง ๐ท < ๐ถ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ท [,] ๐ถ ) )
84 55 83 sylan โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐ท < ๐ถ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ท [,] ๐ถ ) )
85 52 84 sseldd โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โˆง ๐ท < ๐ถ ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
86 7 9 lttri4d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) ) โ†’ ( ๐ถ < ๐ท โˆจ ๐ถ = ๐ท โˆจ ๐ท < ๐ถ ) )
87 86 3adantr3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ๐ถ < ๐ท โˆจ ๐ถ = ๐ท โˆจ ๐ท < ๐ถ ) )
88 20 47 85 87 mpjao3dan โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) )
89 88 ex โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ถ โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐ท โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) โˆง ๐‘‡ โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) โ†’ ( ( ( 1 โˆ’ ๐‘‡ ) ยท ๐ถ ) + ( ๐‘‡ ยท ๐ท ) ) โˆˆ ( ๐ด [,] ๐ต ) ) )