Step
*
7
of Lemma
quasilinear-weighted-mean-properties
1. I : Interval
2. J : Interval
3. f : {x:ℝ| x ∈ J}  ⟶ {x:ℝ| x ∈ I} 
4. g : {x:ℝ| x ∈ I}  ⟶ {x:ℝ| x ∈ J} 
5. (∀x1,x2:{x:ℝ| x ∈ J} .  ((x1 < x2) 
⇒ ((f x1) < (f x2)))) ∨ (∀x1,x2:{x:ℝ| x ∈ J} .  ((x1 < x2) 
⇒ ((f x2) < (f x1))))
6. ∀x1,x2:{x:ℝ| x ∈ J} .  ((x1 = x2) 
⇒ ((f x1) = (f x2)))
7. ∀x1,x2:{x:ℝ| x ∈ I} .  ((x1 = x2) 
⇒ ((g x1) = (g x2)))
8. ∀x:{x:ℝ| x ∈ I} . ((f (g x)) = x)
9. ∀a:{a:ℝ| a ∈ I} . ∀b:{b:ℝ| (b ∈ I) ∧ (a < b)} . ∀r,s:{s:ℝ| r0 < s} .
     ((a = (quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r1 r0))
     ∧ ((quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r1 r0) < (quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r s))
     ∧ ((quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r s) < (quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r0 r1))
     ∧ ((quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r0 r1) = b))
10. ∀a,b:{b:ℝ| b ∈ I} . ∀r:{r:ℝ| r0 < r} . ∀s:{s:ℝ| (r0 < s) ∧ (r0 < (r + s))} . ∀t:{t:ℝ| r0 < t} .
      ((quasilinear-weighted-mean(f;g) a b (r * t) (s * t)) = (quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r s))
11. x : {x:ℝ| x ∈ I} 
12. y : {x:ℝ| x ∈ I} 
13. r : {r:ℝ| r0 ≤ r} 
14. s : {s:ℝ| (r0 ≤ s) ∧ (r0 < (r + s))} 
15. X : {x:ℝ| x ∈ I} 
16. Y : {x:ℝ| x ∈ I} 
17. R : {R:ℝ| (r0 ≤ R) ∧ (r0 < (r + R))} 
18. S : {S:ℝ| ((r0 ≤ S) ∧ (r0 < (s + S))) ∧ (r0 < (R + S))} 
⊢ (f convex-comb(g (f convex-comb(g x;g y;r;s));g (f convex-comb(g X;g Y;R;S));r + s;R + S))
= (f convex-comb(g (f convex-comb(g x;g X;r;R));g (f convex-comb(g y;g Y;s;S));r + R;s + S))
BY
{ ((Assert (r0 ≤ r)
          ∧ ((r0 ≤ s) ∧ (r0 < (r + s)))
          ∧ ((r0 ≤ R) ∧ (r0 < (r + R)))
          ∧ ((r0 ≤ S) ∧ (r0 < (s + S)))
          ∧ (r0 < (R + S)) BY
          (DSetVars THEN Unhide THEN Auto))
   THEN ExRepD
   THEN (Assert r0 < ((r + s) + R + S) BY
               (RWO "-1<" 0 THEN Auto))
   THEN (Assert r0 < ((r + R) + s + S) BY
               Auto)
   THEN BHyp 6
   THEN Auto) }
1
1. I : Interval
2. J : Interval
3. f : {x:ℝ| x ∈ J}  ⟶ {x:ℝ| x ∈ I} 
4. g : {x:ℝ| x ∈ I}  ⟶ {x:ℝ| x ∈ J} 
5. (∀x1,x2:{x:ℝ| x ∈ J} .  ((x1 < x2) 
⇒ ((f x1) < (f x2)))) ∨ (∀x1,x2:{x:ℝ| x ∈ J} .  ((x1 < x2) 
⇒ ((f x2) < (f x1))))
6. ∀x1,x2:{x:ℝ| x ∈ J} .  ((x1 = x2) 
⇒ ((f x1) = (f x2)))
7. ∀x1,x2:{x:ℝ| x ∈ I} .  ((x1 = x2) 
⇒ ((g x1) = (g x2)))
8. ∀x:{x:ℝ| x ∈ I} . ((f (g x)) = x)
9. ∀a:{a:ℝ| a ∈ I} . ∀b:{b:ℝ| (b ∈ I) ∧ (a < b)} . ∀r,s:{s:ℝ| r0 < s} .
     ((a = (quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r1 r0))
     ∧ ((quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r1 r0) < (quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r s))
     ∧ ((quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r s) < (quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r0 r1))
     ∧ ((quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r0 r1) = b))
10. ∀a,b:{b:ℝ| b ∈ I} . ∀r:{r:ℝ| r0 < r} . ∀s:{s:ℝ| (r0 < s) ∧ (r0 < (r + s))} . ∀t:{t:ℝ| r0 < t} .
      ((quasilinear-weighted-mean(f;g) a b (r * t) (s * t)) = (quasilinear-weighted-mean(f;g) a b r s))
11. x : {x:ℝ| x ∈ I} 
12. y : {x:ℝ| x ∈ I} 
13. r : {r:ℝ| r0 ≤ r} 
14. s : {s:ℝ| (r0 ≤ s) ∧ (r0 < (r + s))} 
15. X : {x:ℝ| x ∈ I} 
16. Y : {x:ℝ| x ∈ I} 
17. R : {R:ℝ| (r0 ≤ R) ∧ (r0 < (r + R))} 
18. S : {S:ℝ| ((r0 ≤ S) ∧ (r0 < (s + S))) ∧ (r0 < (R + S))} 
19. r0 ≤ r
20. r0 ≤ s
21. r0 < (r + s)
22. r0 ≤ R
23. r0 < (r + R)
24. r0 ≤ S
25. r0 < (s + S)
26. r0 < (R + S)
27. r0 < ((r + s) + R + S)
28. r0 < ((r + R) + s + S)
⊢ convex-comb(g (f convex-comb(g x;g y;r;s));g (f convex-comb(g X;g Y;R;S));r + s;R + S)
= convex-comb(g (f convex-comb(g x;g X;r;R));g (f convex-comb(g y;g Y;s;S));r + R;s + S)
Latex:
Latex:
1.  I  :  Interval
2.  J  :  Interval
3.  f  :  \{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  J\}    {}\mrightarrow{}  \{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\} 
4.  g  :  \{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\}    {}\mrightarrow{}  \{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  J\} 
5.  (\mforall{}x1,x2:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  J\}  .    ((x1  <  x2)  {}\mRightarrow{}  ((f  x1)  <  (f  x2))))
\mvee{}  (\mforall{}x1,x2:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  J\}  .    ((x1  <  x2)  {}\mRightarrow{}  ((f  x2)  <  (f  x1))))
6.  \mforall{}x1,x2:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  J\}  .    ((x1  =  x2)  {}\mRightarrow{}  ((f  x1)  =  (f  x2)))
7.  \mforall{}x1,x2:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\}  .    ((x1  =  x2)  {}\mRightarrow{}  ((g  x1)  =  (g  x2)))
8.  \mforall{}x:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\}  .  ((f  (g  x))  =  x)
9.  \mforall{}a:\{a:\mBbbR{}|  a  \mmember{}  I\}  .  \mforall{}b:\{b:\mBbbR{}|  (b  \mmember{}  I)  \mwedge{}  (a  <  b)\}  .  \mforall{}r,s:\{s:\mBbbR{}|  r0  <  s\}  .
          ((a  =  (quasilinear-weighted-mean(f;g)  a  b  r1  r0))
          \mwedge{}  ((quasilinear-weighted-mean(f;g)  a  b  r1  r0)  <  (quasilinear-weighted-mean(f;g)  a  b  r  s))
          \mwedge{}  ((quasilinear-weighted-mean(f;g)  a  b  r  s)  <  (quasilinear-weighted-mean(f;g)  a  b  r0  r1))
          \mwedge{}  ((quasilinear-weighted-mean(f;g)  a  b  r0  r1)  =  b))
10.  \mforall{}a,b:\{b:\mBbbR{}|  b  \mmember{}  I\}  .  \mforall{}r:\{r:\mBbbR{}|  r0  <  r\}  .  \mforall{}s:\{s:\mBbbR{}|  (r0  <  s)  \mwedge{}  (r0  <  (r  +  s))\}  .  \mforall{}t:\{t:\mBbbR{}|  r0  <  t\}  .
            ((quasilinear-weighted-mean(f;g)  a  b  (r  *  t)  (s  *  t))
            =  (quasilinear-weighted-mean(f;g)  a  b  r  s))
11.  x  :  \{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\} 
12.  y  :  \{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\} 
13.  r  :  \{r:\mBbbR{}|  r0  \mleq{}  r\} 
14.  s  :  \{s:\mBbbR{}|  (r0  \mleq{}  s)  \mwedge{}  (r0  <  (r  +  s))\} 
15.  X  :  \{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\} 
16.  Y  :  \{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\} 
17.  R  :  \{R:\mBbbR{}|  (r0  \mleq{}  R)  \mwedge{}  (r0  <  (r  +  R))\} 
18.  S  :  \{S:\mBbbR{}|  ((r0  \mleq{}  S)  \mwedge{}  (r0  <  (s  +  S)))  \mwedge{}  (r0  <  (R  +  S))\} 
\mvdash{}  (f  convex-comb(g  (f  convex-comb(g  x;g  y;r;s));g  (f  convex-comb(g  X;g  Y;R;S));r  +  s;R  +  S))
=  (f  convex-comb(g  (f  convex-comb(g  x;g  X;r;R));g  (f  convex-comb(g  y;g  Y;s;S));r  +  R;s  +  S))
By
Latex:
((Assert  (r0  \mleq{}  r)
                \mwedge{}  ((r0  \mleq{}  s)  \mwedge{}  (r0  <  (r  +  s)))
                \mwedge{}  ((r0  \mleq{}  R)  \mwedge{}  (r0  <  (r  +  R)))
                \mwedge{}  ((r0  \mleq{}  S)  \mwedge{}  (r0  <  (s  +  S)))
                \mwedge{}  (r0  <  (R  +  S))  BY
                (DSetVars  THEN  Unhide  THEN  Auto))
  THEN  ExRepD
  THEN  (Assert  r0  <  ((r  +  s)  +  R  +  S)  BY
                          (RWO  "-1<"  0  THEN  Auto))
  THEN  (Assert  r0  <  ((r  +  R)  +  s  +  S)  BY
                          Auto)
  THEN  BHyp  6
  THEN  Auto)
Home
Index