Theorem hovera 15315

Description: A point at which the hover function is less than a given value. (Contributed by Jim Kingdon, 21-Jul-2025.)

Hypothesis

Ref	Expression
hover.f	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup({inf({𝑥, 0}, ℝ, < ), (𝑥 − 1)}, ℝ, < ))

Assertion

Ref	Expression
hovera	⊢ (𝑍 ∈ ℝ → (𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍)

Distinct variable group:   𝑥,𝑍

Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem hovera

Step	Hyp	Ref	Expression
1		hover.f	. . 3 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup({inf({𝑥, 0}, ℝ, < ), (𝑥 − 1)}, ℝ, < ))
2		preq1 3743	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = (𝑍 − 1) → {𝑥, 0} = {(𝑍 − 1), 0})
3	2	infeq1d 7175	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑍 − 1) → inf({𝑥, 0}, ℝ, < ) = inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ))
4		oveq1 6007	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑍 − 1) → (𝑥 − 1) = ((𝑍 − 1) − 1))
5	3, 4	preq12d 3751	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝑍 − 1) → {inf({𝑥, 0}, ℝ, < ), (𝑥 − 1)} = {inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ), ((𝑍 − 1) − 1)})
6	5	supeq1d 7150	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝑍 − 1) → sup({inf({𝑥, 0}, ℝ, < ), (𝑥 − 1)}, ℝ, < ) = sup({inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ), ((𝑍 − 1) − 1)}, ℝ, < ))
7		peano2rem 8409	. . 3 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → (𝑍 − 1) ∈ ℝ)
8		0red 8143	. . . . 5 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → 0 ∈ ℝ)
9		mincl 11737	. . . . 5 ⊢ (((𝑍 − 1) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
10	7, 8, 9	syl2anc 411	. . . 4 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
11		peano2rem 8409	. . . . 5 ⊢ ((𝑍 − 1) ∈ ℝ → ((𝑍 − 1) − 1) ∈ ℝ)
12	7, 11	syl 14	. . . 4 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → ((𝑍 − 1) − 1) ∈ ℝ)
13		maxcl 11716	. . . 4 ⊢ ((inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ ((𝑍 − 1) − 1) ∈ ℝ) → sup({inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ), ((𝑍 − 1) − 1)}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
14	10, 12, 13	syl2anc 411	. . 3 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → sup({inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ), ((𝑍 − 1) − 1)}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
15	1, 6, 7, 14	fvmptd3 5727	. 2 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → (𝐹‘(𝑍 − 1)) = sup({inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ), ((𝑍 − 1) − 1)}, ℝ, < ))
16		id 19	. . . 4 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → 𝑍 ∈ ℝ)
17		0re 8142	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ ℝ
18		min1inf 11738	. . . . 5 ⊢ (((𝑍 − 1) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ) ≤ (𝑍 − 1))
19	7, 17, 18	sylancl 413	. . . 4 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ) ≤ (𝑍 − 1))
20		ltm1 8989	. . . 4 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → (𝑍 − 1) < 𝑍)
21	10, 7, 16, 19, 20	lelttrd 8267	. . 3 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ) < 𝑍)
22	7	ltm1d 9075	. . . 4 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → ((𝑍 − 1) − 1) < (𝑍 − 1))
23	12, 7, 16, 22, 20	lttrd 8268	. . 3 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → ((𝑍 − 1) − 1) < 𝑍)
24		maxltsup 11724	. . . 4 ⊢ ((inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ ((𝑍 − 1) − 1) ∈ ℝ ∧ 𝑍 ∈ ℝ) → (sup({inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ), ((𝑍 − 1) − 1)}, ℝ, < ) < 𝑍 ↔ (inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ) < 𝑍 ∧ ((𝑍 − 1) − 1) < 𝑍)))
25	10, 12, 16, 24	syl3anc 1271	. . 3 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → (sup({inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ), ((𝑍 − 1) − 1)}, ℝ, < ) < 𝑍 ↔ (inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ) < 𝑍 ∧ ((𝑍 − 1) − 1) < 𝑍)))
26	21, 23, 25	mpbir2and 950	. 2 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → sup({inf({(𝑍 − 1), 0}, ℝ, < ), ((𝑍 − 1) − 1)}, ℝ, < ) < 𝑍)
27	15, 26	eqbrtrd 4104	1 ⊢ (𝑍 ∈ ℝ → (𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1395   ∈ wcel 2200  {cpr 3667   class class class wbr 4082   ↦ cmpt 4144  ‘cfv 5317  (class class class)co 6000  supcsup 7145  infcinf 7146  ℝcr 7994  0cc0 7995  1c1 7996   < clt 8177   ≤ cle 8178   − cmin 8313

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4198  ax-sep 4201  ax-nul 4209  ax-pow 4257  ax-pr 4292  ax-un 4523  ax-setind 4628  ax-iinf 4679  ax-cnex 8086  ax-resscn 8087  ax-1cn 8088  ax-1re 8089  ax-icn 8090  ax-addcl 8091  ax-addrcl 8092  ax-mulcl 8093  ax-mulrcl 8094  ax-addcom 8095  ax-mulcom 8096  ax-addass 8097  ax-mulass 8098  ax-distr 8099  ax-i2m1 8100  ax-0lt1 8101  ax-1rid 8102  ax-0id 8103  ax-rnegex 8104  ax-precex 8105  ax-cnre 8106  ax-pre-ltirr 8107  ax-pre-ltwlin 8108  ax-pre-lttrn 8109  ax-pre-apti 8110  ax-pre-ltadd 8111  ax-pre-mulgt0 8112  ax-pre-mulext 8113  ax-arch 8114  ax-caucvg 8115

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-if 3603  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3888  df-int 3923  df-iun 3966  df-br 4083  df-opab 4145  df-mpt 4146  df-tr 4182  df-id 4383  df-po 4386  df-iso 4387  df-iord 4456  df-on 4458  df-ilim 4459  df-suc 4461  df-iom 4682  df-xp 4724  df-rel 4725  df-cnv 4726  df-co 4727  df-dm 4728  df-rn 4729  df-res 4730  df-ima 4731  df-iota 5277  df-fun 5319  df-fn 5320  df-f 5321  df-f1 5322  df-fo 5323  df-f1o 5324  df-fv 5325  df-isom 5326  df-riota 5953  df-ov 6003  df-oprab 6004  df-mpo 6005  df-1st 6284  df-2nd 6285  df-recs 6449  df-frec 6535  df-sup 7147  df-inf 7148  df-pnf 8179  df-mnf 8180  df-xr 8181  df-ltxr 8182  df-le 8183  df-sub 8315  df-neg 8316  df-reap 8718  df-ap 8725  df-div 8816  df-inn 9107  df-2 9165  df-3 9166  df-4 9167  df-n0 9366  df-z 9443  df-uz 9719  df-rp 9846  df-seqfrec 10665  df-exp 10756  df-cj 11348  df-re 11349  df-im 11350  df-rsqrt 11504  df-abs 11505

This theorem is referenced by:  ivthdichlem  15319