MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  amgmlem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem amgmlem 24516
Description: Lemma for amgm 24517. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
amgm.1 𝑀 = (mulGrp‘ℂfld)
amgm.2 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
amgm.3 (𝜑𝐴 ≠ ∅)
amgm.4 (𝜑𝐹:𝐴⟶ℝ+)
Assertion
Ref Expression
amgmlem (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹)↑𝑐(1 / (#‘𝐴))) ≤ ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))

Proof of Theorem amgmlem
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑘 𝑠 𝑢 𝑣 𝑤 𝑥 𝑦 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cnfld0 19589 . . . . . . . 8 0 = (0g‘ℂfld)
2 cnring 19587 . . . . . . . . 9 fld ∈ Ring
3 ringabl 18403 . . . . . . . . 9 (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ Abel)
42, 3mp1i 13 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℂfld ∈ Abel)
5 amgm.2 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
6 resubdrg 19773 . . . . . . . . . 10 (ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ℝfld ∈ DivRing)
76simpli 473 . . . . . . . . 9 ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld)
8 subrgsubg 18609 . . . . . . . . 9 (ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld) → ℝ ∈ (SubGrp‘ℂfld))
97, 8mp1i 13 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ ∈ (SubGrp‘ℂfld))
10 amgm.4 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐹:𝐴⟶ℝ+)
1110ffvelrnda 6267 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐹𝑘) ∈ ℝ+)
1211relogcld 24173 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → (log‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ)
1312renegcld 10336 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐴) → -(log‘(𝐹𝑘)) ∈ ℝ)
14 eqid 2610 . . . . . . . . 9 (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))) = (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))
1513, 14fmptd 6292 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))):𝐴⟶ℝ)
16 c0ex 9913 . . . . . . . . . 10 0 ∈ V
1716a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ∈ V)
1815, 5, 17fdmfifsupp 8168 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))) finSupp 0)
191, 4, 5, 9, 15, 18gsumsubgcl 18143 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) ∈ ℝ)
2019recnd 9947 . . . . . 6 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) ∈ ℂ)
21 amgm.3 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ≠ ∅)
22 hashnncl 13018 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ Fin → ((#‘𝐴) ∈ ℕ ↔ 𝐴 ≠ ∅))
235, 22syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((#‘𝐴) ∈ ℕ ↔ 𝐴 ≠ ∅))
2421, 23mpbird 246 . . . . . . 7 (𝜑 → (#‘𝐴) ∈ ℕ)
2524nncnd 10913 . . . . . 6 (𝜑 → (#‘𝐴) ∈ ℂ)
2624nnne0d 10942 . . . . . 6 (𝜑 → (#‘𝐴) ≠ 0)
2720, 25, 26divnegd 10693 . . . . 5 (𝜑 → -((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) = (-(ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)))
2812recnd 9947 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → (log‘(𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
295, 28gsumfsum 19632 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (log‘(𝐹𝑘)))) = Σ𝑘𝐴 (log‘(𝐹𝑘)))
3028negnegd 10262 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → --(log‘(𝐹𝑘)) = (log‘(𝐹𝑘)))
3130sumeq2dv 14281 . . . . . . . . 9 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 --(log‘(𝐹𝑘)) = Σ𝑘𝐴 (log‘(𝐹𝑘)))
3213recnd 9947 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → -(log‘(𝐹𝑘)) ∈ ℂ)
335, 32fsumneg 14361 . . . . . . . . 9 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 --(log‘(𝐹𝑘)) = -Σ𝑘𝐴 -(log‘(𝐹𝑘)))
3429, 31, 333eqtr2rd 2651 . . . . . . . 8 (𝜑 → -Σ𝑘𝐴 -(log‘(𝐹𝑘)) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (log‘(𝐹𝑘)))))
355, 32gsumfsum 19632 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) = Σ𝑘𝐴 -(log‘(𝐹𝑘)))
3635negeqd 10154 . . . . . . . 8 (𝜑 → -(ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) = -Σ𝑘𝐴 -(log‘(𝐹𝑘)))
3710feqmptd 6159 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐹 = (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))
38 relogf1o 24117 . . . . . . . . . . . . 13 (log ↾ ℝ+):ℝ+1-1-onto→ℝ
39 f1of 6050 . . . . . . . . . . . . 13 ((log ↾ ℝ+):ℝ+1-1-onto→ℝ → (log ↾ ℝ+):ℝ+⟶ℝ)
4038, 39mp1i 13 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (log ↾ ℝ+):ℝ+⟶ℝ)
4140feqmptd 6159 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((log ↾ ℝ+)‘𝑥)))
42 fvres 6117 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ+ → ((log ↾ ℝ+)‘𝑥) = (log‘𝑥))
4342mpteq2ia 4668 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((log ↾ ℝ+)‘𝑥)) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥))
4441, 43syl6eq 2660 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)))
45 fveq2 6103 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐹𝑘) → (log‘𝑥) = (log‘(𝐹𝑘)))
4611, 37, 44, 45fmptco 6303 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹) = (𝑘𝐴 ↦ (log‘(𝐹𝑘))))
4746oveq2d 6565 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (log‘(𝐹𝑘)))))
4834, 36, 473eqtr4d 2654 . . . . . . 7 (𝜑 → -(ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) = (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)))
49 amgm.1 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑀 = (mulGrp‘ℂfld)
5049oveq1i 6559 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀s (ℂ ∖ {0})) = ((mulGrp‘ℂfld) ↾s (ℂ ∖ {0}))
5150rpmsubg 19629 . . . . . . . . . . . . 13 + ∈ (SubGrp‘(𝑀s (ℂ ∖ {0})))
52 subgsubm 17439 . . . . . . . . . . . . 13 (ℝ+ ∈ (SubGrp‘(𝑀s (ℂ ∖ {0}))) → ℝ+ ∈ (SubMnd‘(𝑀s (ℂ ∖ {0}))))
5351, 52ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 + ∈ (SubMnd‘(𝑀s (ℂ ∖ {0})))
54 cnfldbas 19571 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℂ = (Base‘ℂfld)
55 cndrng 19594 . . . . . . . . . . . . . . 15 fld ∈ DivRing
5654, 1, 55drngui 18576 . . . . . . . . . . . . . 14 (ℂ ∖ {0}) = (Unit‘ℂfld)
5756, 49unitsubm 18493 . . . . . . . . . . . . 13 (ℂfld ∈ Ring → (ℂ ∖ {0}) ∈ (SubMnd‘𝑀))
58 eqid 2610 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀s (ℂ ∖ {0})) = (𝑀s (ℂ ∖ {0}))
5958subsubm 17180 . . . . . . . . . . . . 13 ((ℂ ∖ {0}) ∈ (SubMnd‘𝑀) → (ℝ+ ∈ (SubMnd‘(𝑀s (ℂ ∖ {0}))) ↔ (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0}))))
602, 57, 59mp2b 10 . . . . . . . . . . . 12 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘(𝑀s (ℂ ∖ {0}))) ↔ (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0})))
6153, 60mpbi 219 . . . . . . . . . . 11 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0}))
6261simpli 473 . . . . . . . . . 10 + ∈ (SubMnd‘𝑀)
63 eqid 2610 . . . . . . . . . . 11 (𝑀s+) = (𝑀s+)
6463submbas 17178 . . . . . . . . . 10 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) → ℝ+ = (Base‘(𝑀s+)))
6562, 64ax-mp 5 . . . . . . . . 9 + = (Base‘(𝑀s+))
66 cnfld1 19590 . . . . . . . . . . . 12 1 = (1r‘ℂfld)
6749, 66ringidval 18326 . . . . . . . . . . 11 1 = (0g𝑀)
6863, 67subm0 17179 . . . . . . . . . 10 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) → 1 = (0g‘(𝑀s+)))
6962, 68ax-mp 5 . . . . . . . . 9 1 = (0g‘(𝑀s+))
70 cncrng 19586 . . . . . . . . . . 11 fld ∈ CRing
7149crngmgp 18378 . . . . . . . . . . 11 (ℂfld ∈ CRing → 𝑀 ∈ CMnd)
7270, 71mp1i 13 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ∈ CMnd)
7363submmnd 17177 . . . . . . . . . . 11 (ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀) → (𝑀s+) ∈ Mnd)
7462, 73mp1i 13 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑀s+) ∈ Mnd)
7563subcmn 18065 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ CMnd ∧ (𝑀s+) ∈ Mnd) → (𝑀s+) ∈ CMnd)
7672, 74, 75syl2anc 691 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀s+) ∈ CMnd)
77 df-refld 19770 . . . . . . . . . . . 12 fld = (ℂflds ℝ)
7877subrgring 18606 . . . . . . . . . . 11 (ℝ ∈ (SubRing‘ℂfld) → ℝfld ∈ Ring)
797, 78ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 fld ∈ Ring
80 ringmnd 18379 . . . . . . . . . 10 (ℝfld ∈ Ring → ℝfld ∈ Mnd)
8179, 80mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ℝfld ∈ Mnd)
8249oveq1i 6559 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀s+) = ((mulGrp‘ℂfld) ↾s+)
8382reloggim 24149 . . . . . . . . . . 11 (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) GrpIso ℝfld)
84 gimghm 17529 . . . . . . . . . . 11 ((log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) GrpIso ℝfld) → (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) GrpHom ℝfld))
8583, 84ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) GrpHom ℝfld)
86 ghmmhm 17493 . . . . . . . . . 10 ((log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) GrpHom ℝfld) → (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) MndHom ℝfld))
8785, 86mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) ∈ ((𝑀s+) MndHom ℝfld))
88 1ex 9914 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ V
8988a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ V)
9010, 5, 89fdmfifsupp 8168 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 finSupp 1)
9165, 69, 76, 81, 5, 87, 10, 90gsummhm 18161 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℝfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = ((log ↾ ℝ+)‘((𝑀s+) Σg 𝐹)))
92 subgsubm 17439 . . . . . . . . . 10 (ℝ ∈ (SubGrp‘ℂfld) → ℝ ∈ (SubMnd‘ℂfld))
939, 92syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ℝ ∈ (SubMnd‘ℂfld))
94 fco 5971 . . . . . . . . . 10 (((log ↾ ℝ+):ℝ+⟶ℝ ∧ 𝐹:𝐴⟶ℝ+) → ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹):𝐴⟶ℝ)
9540, 10, 94syl2anc 691 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹):𝐴⟶ℝ)
965, 93, 95, 77gsumsubm 17196 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = (ℝfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)))
9762a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ℝ+ ∈ (SubMnd‘𝑀))
985, 97, 10, 63gsumsubm 17196 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) = ((𝑀s+) Σg 𝐹))
9998fveq2d 6107 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)) = ((log ↾ ℝ+)‘((𝑀s+) Σg 𝐹)))
10091, 96, 993eqtr4d 2654 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℂfld Σg ((log ↾ ℝ+) ∘ 𝐹)) = ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)))
10167, 72, 5, 97, 10, 90gsumsubmcl 18142 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ∈ ℝ+)
102 fvres 6117 . . . . . . . 8 ((𝑀 Σg 𝐹) ∈ ℝ+ → ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)) = (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))
103101, 102syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → ((log ↾ ℝ+)‘(𝑀 Σg 𝐹)) = (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))
10448, 100, 1033eqtrd 2648 . . . . . 6 (𝜑 → -(ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) = (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))
105104oveq1d 6564 . . . . 5 (𝜑 → (-(ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) = ((log‘(𝑀 Σg 𝐹)) / (#‘𝐴)))
106101relogcld 24173 . . . . . . 7 (𝜑 → (log‘(𝑀 Σg 𝐹)) ∈ ℝ)
107106recnd 9947 . . . . . 6 (𝜑 → (log‘(𝑀 Σg 𝐹)) ∈ ℂ)
108107, 25, 26divrec2d 10684 . . . . 5 (𝜑 → ((log‘(𝑀 Σg 𝐹)) / (#‘𝐴)) = ((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))))
10927, 105, 1083eqtrd 2648 . . . 4 (𝜑 → -((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) = ((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))))
11037oveq2d 6565 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))))
11111rpcnd 11750 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
1125, 111gsumfsum 19632 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))) = Σ𝑘𝐴 (𝐹𝑘))
113110, 112eqtrd 2644 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) = Σ𝑘𝐴 (𝐹𝑘))
1145, 21, 11fsumrpcl 14315 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ∈ ℝ+)
115113, 114eqeltrd 2688 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) ∈ ℝ+)
11624nnrpd 11746 . . . . . . 7 (𝜑 → (#‘𝐴) ∈ ℝ+)
117115, 116rpdivcld 11765 . . . . . 6 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) ∈ ℝ+)
118117relogcld 24173 . . . . 5 (𝜑 → (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ∈ ℝ)
11919, 24nndivred 10946 . . . . 5 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) ∈ ℝ)
120 rpssre 11719 . . . . . . . . 9 + ⊆ ℝ
121120a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ+ ⊆ ℝ)
122 relogcl 24126 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ ℝ+ → (log‘𝑤) ∈ ℝ)
123122adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ+) → (log‘𝑤) ∈ ℝ)
124123renegcld 10336 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑤 ∈ ℝ+) → -(log‘𝑤) ∈ ℝ)
125 eqid 2610 . . . . . . . . 9 (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) = (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))
126124, 125fmptd 6292 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)):ℝ+⟶ℝ)
127 ioorp 12122 . . . . . . . . . . . 12 (0(,)+∞) = ℝ+
128127eleq2i 2680 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∈ (0(,)+∞) ↔ 𝑎 ∈ ℝ+)
129127eleq2i 2680 . . . . . . . . . . 11 (𝑏 ∈ (0(,)+∞) ↔ 𝑏 ∈ ℝ+)
130 iccssioo2 12117 . . . . . . . . . . 11 ((𝑎 ∈ (0(,)+∞) ∧ 𝑏 ∈ (0(,)+∞)) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ (0(,)+∞))
131128, 129, 130syl2anbr 496 . . . . . . . . . 10 ((𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℝ+) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ (0(,)+∞))
132131, 127syl6sseq 3614 . . . . . . . . 9 ((𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℝ+) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ ℝ+)
133132adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ+𝑏 ∈ ℝ+)) → (𝑎[,]𝑏) ⊆ ℝ+)
13424nnrecred 10943 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℝ)
135116rpreccld 11758 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℝ+)
136135rpge0d 11752 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ (1 / (#‘𝐴)))
137 elrege0 12149 . . . . . . . . . 10 ((1 / (#‘𝐴)) ∈ (0[,)+∞) ↔ ((1 / (#‘𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (1 / (#‘𝐴))))
138134, 136, 137sylanbrc 695 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 / (#‘𝐴)) ∈ (0[,)+∞))
139 fconst6g 6007 . . . . . . . . 9 ((1 / (#‘𝐴)) ∈ (0[,)+∞) → (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}):𝐴⟶(0[,)+∞))
140138, 139syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}):𝐴⟶(0[,)+∞))
141 0lt1 10429 . . . . . . . . 9 0 < 1
142 fconstmpt 5085 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) = (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴)))
143142oveq2i 6560 . . . . . . . . . 10 (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴))))
144 ringmnd 18379 . . . . . . . . . . . . 13 (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ Mnd)
1452, 144mp1i 13 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ℂfld ∈ Mnd)
146134recnd 9947 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℂ)
147 eqid 2610 . . . . . . . . . . . . 13 (.g‘ℂfld) = (.g‘ℂfld)
14854, 147gsumconst 18157 . . . . . . . . . . . 12 ((ℂfld ∈ Mnd ∧ 𝐴 ∈ Fin ∧ (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℂ) → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴)))) = ((#‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (#‘𝐴))))
149145, 5, 146, 148syl3anc 1318 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴)))) = ((#‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (#‘𝐴))))
15024nnzd 11357 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (#‘𝐴) ∈ ℤ)
151 cnfldmulg 19597 . . . . . . . . . . . 12 (((#‘𝐴) ∈ ℤ ∧ (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℂ) → ((#‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (#‘𝐴))) = ((#‘𝐴) · (1 / (#‘𝐴))))
152150, 146, 151syl2anc 691 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((#‘𝐴)(.g‘ℂfld)(1 / (#‘𝐴))) = ((#‘𝐴) · (1 / (#‘𝐴))))
15325, 26recidd 10675 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((#‘𝐴) · (1 / (#‘𝐴))) = 1)
154149, 152, 1533eqtrd 2648 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴)))) = 1)
155143, 154syl5eq 2656 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})) = 1)
156141, 155syl5breqr 4621 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))
157 logccv 24209 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) < (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
1581573adant1 1072 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) < (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
159 ioossre 12106 . . . . . . . . . . . . . . 15 (0(,)1) ⊆ ℝ
160 simp3 1056 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ (0(,)1))
161159, 160sseldi 3566 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ ℝ)
162 simp21 1087 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑥 ∈ ℝ+)
163162relogcld 24173 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑥) ∈ ℝ)
164161, 163remulcld 9949 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · (log‘𝑥)) ∈ ℝ)
165 1re 9918 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 ∈ ℝ
166 resubcl 10224 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1 ∈ ℝ ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (1 − 𝑡) ∈ ℝ)
167165, 161, 166sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (1 − 𝑡) ∈ ℝ)
168 simp22 1088 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
169168relogcld 24173 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑦) ∈ ℝ)
170167, 169remulcld 9949 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)) ∈ ℝ)
171164, 170readdcld 9948 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) ∈ ℝ)
172 simp1 1054 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝜑)
173 ioossicc 12130 . . . . . . . . . . . . . . 15 (0(,)1) ⊆ (0[,]1)
174173, 160sseldi 3566 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ (0[,]1))
175121, 133cvxcl 24511 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑡 ∈ (0[,]1))) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ+)
176172, 162, 168, 174, 175syl13anc 1320 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ+)
177176relogcld 24173 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) ∈ ℝ)
178171, 177ltnegd 10484 . . . . . . . . . . 11 ((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)))))
179158, 178mpbid 221 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) < -((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))))
180 fveq2 6103 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) → (log‘𝑤) = (log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
181180negeqd 10154 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = ((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) → -(log‘𝑤) = -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
182 negex 10158 . . . . . . . . . . . 12 -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) ∈ V
183181, 125, 182fvmpt 6191 . . . . . . . . . . 11 (((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦)) ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))) = -(log‘((𝑡 · 𝑥) + ((1 − 𝑡) · 𝑦))))
184176, 183syl 17 . . . . . . . . . 10 ((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))))
185 fveq2 6103 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 = 𝑥 → (log‘𝑤) = (log‘𝑥))
186185negeqd 10154 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 = 𝑥 → -(log‘𝑤) = -(log‘𝑥))
187 negex 10158 . . . . . . . . . . . . . . . 16 -(log‘𝑥) ∈ V
188186, 125, 187fvmpt 6191 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥) = -(log‘𝑥))
189162, 188syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥) = -(log‘𝑥))
190189oveq2d 6565 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) = (𝑡 · -(log‘𝑥)))
191161recnd 9947 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → 𝑡 ∈ ℂ)
192163recnd 9947 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
193191, 192mulneg2d 10363 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · -(log‘𝑥)) = -(𝑡 · (log‘𝑥)))
194190, 193eqtrd 2644 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑥)) = -(𝑡 · (log‘𝑥)))
195 fveq2 6103 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑤 = 𝑦 → (log‘𝑤) = (log‘𝑦))
196195negeqd 10154 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 = 𝑦 → -(log‘𝑤) = -(log‘𝑦))
197 negex 10158 . . . . . . . . . . . . . . . 16 -(log‘𝑦) ∈ V
198196, 125, 197fvmpt 6191 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦) = -(log‘𝑦))
199168, 198syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦) = -(log‘𝑦))
200199oveq2d 6565 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦)) = ((1 − 𝑡) · -(log‘𝑦)))
201167recnd 9947 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (1 − 𝑡) ∈ ℂ)
202169recnd 9947 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (log‘𝑦) ∈ ℂ)
203201, 202mulneg2d 10363 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · -(log‘𝑦)) = -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)))
204200, 203eqtrd 2644 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘𝑦)) = -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)))
205194, 204oveq12d 6567 . . . . . . . . . . 11 ((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))))
206164recnd 9947 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → (𝑡 · (log‘𝑥)) ∈ ℂ)
207170recnd 9947 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦)) ∈ ℂ)
208206, 207negdid 10284 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ ℝ+𝑥 < 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ (0(,)1)) → -((𝑡 · (log‘𝑥)) + ((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))) = (-(𝑡 · (log‘𝑥)) + -((1 − 𝑡) · (log‘𝑦))))
209205, 208eqtr4d 2647 . . . . . . . . . 10 ((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))))
210179, 184, 2093brtr4d 4615 . . . . . . . . 9 ((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))))
211121, 126, 133, 210scvxcvx 24512 . . . . . . . 8 ((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))))
212121, 126, 133, 5, 140, 10, 156, 211jensen 24515 . . . . . . 7 (𝜑 → (((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))) ∈ ℝ+ ∧ ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))) ≤ ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))))
213212simprd 478 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))) ≤ ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))))
214134adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘𝐴) → (1 / (#‘𝐴)) ∈ ℝ)
215142a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) = (𝑘𝐴 ↦ (1 / (#‘𝐴))))
2165, 214, 11, 215, 37offval2 6812 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹) = (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · (𝐹𝑘))))
217216oveq2d 6565 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · (𝐹𝑘)))))
218 cnfldadd 19572 . . . . . . . . . . . 12 + = (+g‘ℂfld)
219 cnfldmul 19573 . . . . . . . . . . . 12 · = (.r‘ℂfld)
2202a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ℂfld ∈ Ring)
221 eqid 2610 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) = (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))
222111, 221fmptd 6292 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)):𝐴⟶ℂ)
223222, 5, 17fdmfifsupp 8168 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) finSupp 0)
22454, 1, 218, 219, 220, 5, 146, 111, 223gsummulc2 18430 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · (𝐹𝑘)))) = ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))))
225 fss 5969 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐹:𝐴⟶ℝ+ ∧ ℝ+ ⊆ ℝ) → 𝐹:𝐴⟶ℝ)
22610, 120, 225sylancl 693 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐹:𝐴⟶ℝ)
22710, 5, 17fdmfifsupp 8168 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐹 finSupp 0)
2281, 4, 5, 9, 226, 227gsumsubgcl 18143 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) ∈ ℝ)
229228recnd 9947 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (ℂfld Σg 𝐹) ∈ ℂ)
230229, 25, 26divrec2d 10684 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) = ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg 𝐹)))
231110oveq2d 6565 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg 𝐹)) = ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))))
232230, 231eqtr2d 2645 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
233217, 224, 2323eqtrd 2648 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
234233, 155oveq12d 6567 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))) = (((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) / 1))
235228, 24nndivred 10946 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) ∈ ℝ)
236235recnd 9947 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) ∈ ℂ)
237236div1d 10672 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) / 1) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
238234, 237eqtrd 2644 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
239238fveq2d 6107 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))) = ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
240 fveq2 6103 . . . . . . . . . 10 (𝑤 = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) → (log‘𝑤) = (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
241240negeqd 10154 . . . . . . . . 9 (𝑤 = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) → -(log‘𝑤) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
242 negex 10158 . . . . . . . . 9 -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ∈ V
243241, 125, 242fvmpt 6191 . . . . . . . 8 (((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) ∈ ℝ+ → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
244117, 243syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
245239, 244eqtrd 2644 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤))‘((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · 𝐹)) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))})))) = -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
24654, 1, 218, 219, 220, 5, 146, 32, 18gsummulc2 18430 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · -(log‘(𝐹𝑘))))) = ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))))))
247 negex 10158 . . . . . . . . . . . 12 -(log‘(𝐹𝑘)) ∈ V
248247a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝐴) → -(log‘(𝐹𝑘)) ∈ V)
249 eqidd 2611 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) = (𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)))
250 fveq2 6103 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = (𝐹𝑘) → (log‘𝑤) = (log‘(𝐹𝑘)))
251250negeqd 10154 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = (𝐹𝑘) → -(log‘𝑤) = -(log‘(𝐹𝑘)))
25211, 37, 249, 251fmptco 6303 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹) = (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))))
2535, 214, 248, 215, 252offval2 6812 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹)) = (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · -(log‘(𝐹𝑘)))))
254253oveq2d 6565 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) = (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ ((1 / (#‘𝐴)) · -(log‘(𝐹𝑘))))))
25520, 25, 26divrec2d 10684 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) = ((1 / (#‘𝐴)) · (ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘))))))
256246, 254, 2553eqtr4d 2654 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) = ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)))
257256, 155oveq12d 6567 . . . . . . 7 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))) = (((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) / 1))
258119recnd 9947 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) ∈ ℂ)
259258div1d 10672 . . . . . . 7 (𝜑 → (((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) / 1) = ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)))
260257, 259eqtrd 2644 . . . . . 6 (𝜑 → ((ℂfld Σg ((𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}) ∘𝑓 · ((𝑤 ∈ ℝ+ ↦ -(log‘𝑤)) ∘ 𝐹))) / (ℂfld Σg (𝐴 × {(1 / (#‘𝐴))}))) = ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)))
261213, 245, 2603brtr3d 4614 . . . . 5 (𝜑 → -(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ≤ ((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)))
262118, 119, 261lenegcon1d 10488 . . . 4 (𝜑 → -((ℂfld Σg (𝑘𝐴 ↦ -(log‘(𝐹𝑘)))) / (#‘𝐴)) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
263109, 262eqbrtrrd 4607 . . 3 (𝜑 → ((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))
264134, 106remulcld 9949 . . . 4 (𝜑 → ((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ∈ ℝ)
265 efle 14687 . . . 4 ((((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ∈ ℝ ∧ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ∈ ℝ) → (((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ↔ (exp‘((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))) ≤ (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))))
266264, 118, 265syl2anc 691 . . 3 (𝜑 → (((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹))) ≤ (log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))) ↔ (exp‘((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))) ≤ (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴))))))
267263, 266mpbid 221 . 2 (𝜑 → (exp‘((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))) ≤ (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))))
268101rpcnd 11750 . . 3 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ∈ ℂ)
269101rpne0d 11753 . . 3 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ≠ 0)
270268, 269, 146cxpefd 24258 . 2 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹)↑𝑐(1 / (#‘𝐴))) = (exp‘((1 / (#‘𝐴)) · (log‘(𝑀 Σg 𝐹)))))
271117reeflogd 24174 . . 3 (𝜑 → (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))) = ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
272271eqcomd 2616 . 2 (𝜑 → ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)) = (exp‘(log‘((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))))
273267, 270, 2723brtr4d 4615 1 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹)↑𝑐(1 / (#‘𝐴))) ≤ ((ℂfld Σg 𝐹) / (#‘𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 195  wa 383  w3a 1031   = wceq 1475  wcel 1977  wne 2780  Vcvv 3173  cdif 3537  wss 3540  c0 3874  {csn 4125   class class class wbr 4583  cmpt 4643   × cxp 5036  cres 5040  ccom 5042  wf 5800  1-1-ontowf1o 5803  cfv 5804  (class class class)co 6549  𝑓 cof 6793  Fincfn 7841  cc 9813  cr 9814  0cc0 9815  1c1 9816   + caddc 9818   · cmul 9820  +∞cpnf 9950   < clt 9953  cle 9954  cmin 10145  -cneg 10146   / cdiv 10563  cn 10897  cz 11254  +crp 11708  (,)cioo 12046  [,)cico 12048  [,]cicc 12049  #chash 12979  Σcsu 14264  expce 14631  Basecbs 15695  s cress 15696  0gc0g 15923   Σg cgsu 15924  Mndcmnd 17117   MndHom cmhm 17156  SubMndcsubmnd 17157  .gcmg 17363  SubGrpcsubg 17411   GrpHom cghm 17480   GrpIso cgim 17522  CMndccmn 18016  Abelcabl 18017  mulGrpcmgp 18312  Ringcrg 18370  CRingccrg 18371  DivRingcdr 18570  SubRingcsubrg 18599  fldccnfld 19567  fldcrefld 19769  logclog 24105  𝑐ccxp 24106
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893  ax-addf 9894  ax-mulf 9895
This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-iin 4458  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-supp 7183  df-tpos 7239  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-er 7629  df-map 7746  df-pm 7747  df-ixp 7795  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-fsupp 8159  df-fi 8200  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-xneg 11822  df-xadd 11823  df-xmul 11824  df-ioo 12050  df-ioc 12051  df-ico 12052  df-icc 12053  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-mod 12531  df-seq 12664  df-exp 12723  df-fac 12923  df-bc 12952  df-hash 12980  df-shft 13655  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-limsup 14050  df-clim 14067  df-rlim 14068  df-sum 14265  df-ef 14637  df-sin 14639  df-cos 14640  df-pi 14642  df-struct 15697  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-starv 15783  df-sca 15784  df-vsca 15785  df-ip 15786  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-unif 15792  df-hom 15793  df-cco 15794  df-rest 15906  df-topn 15907  df-0g 15925  df-gsum 15926  df-topgen 15927  df-pt 15928  df-prds 15931  df-xrs 15985  df-qtop 15990  df-imas 15991  df-xps 15993  df-mre 16069  df-mrc 16070  df-acs 16072  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-mhm 17158  df-submnd 17159  df-grp 17248  df-minusg 17249  df-mulg 17364  df-subg 17414  df-ghm 17481  df-gim 17524  df-cntz 17573  df-cmn 18018  df-abl 18019  df-mgp 18313  df-ur 18325  df-ring 18372  df-cring 18373  df-oppr 18446  df-dvdsr 18464  df-unit 18465  df-invr 18495  df-dvr 18506  df-drng 18572  df-subrg 18601  df-psmet 19559  df-xmet 19560  df-met 19561  df-bl 19562  df-mopn 19563  df-fbas 19564  df-fg 19565  df-cnfld 19568  df-refld 19770  df-top 20521  df-bases 20522  df-topon 20523  df-topsp 20524  df-cld 20633  df-ntr 20634  df-cls 20635  df-nei 20712  df-lp 20750  df-perf 20751  df-cn 20841  df-cnp 20842  df-haus 20929  df-cmp 21000  df-tx 21175  df-hmeo 21368  df-fil 21460  df-fm 21552  df-flim 21553  df-flf 21554  df-xms 21935  df-ms 21936  df-tms 21937  df-cncf 22489  df-limc 23436  df-dv 23437  df-log 24107  df-cxp 24108
This theorem is referenced by:  amgm  24517  amgm2d  37523  amgm3d  37524  amgm4d  37525
  Copyright terms: Public domain W3C validator