ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  ivthdichlem GIF version

Theorem ivthdichlem 15290
Description: Lemma for ivthdich 15292. The result, with a few notational conveniences. (Contributed by Jim Kingdon, 22-Jul-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
hover.f 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup({inf({𝑥, 0}, ℝ, < ), (𝑥 − 1)}, ℝ, < ))
ivthdichlem.z (𝜑𝑍 ∈ ℝ)
ivthdichlem.i (𝜑 → ∀𝑓(𝑓 ∈ (ℝ–cn→ℝ) → ∀𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ ℝ ((𝑎 < 𝑏 ∧ (𝑓𝑎) < 0 ∧ 0 < (𝑓𝑏)) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝑎 < 𝑥𝑥 < 𝑏 ∧ (𝑓𝑥) = 0))))
Assertion
Ref Expression
ivthdichlem (𝜑 → (𝑍 ≤ 0 ∨ 0 ≤ 𝑍))
Distinct variable groups:   𝐹,𝑎,𝑏,𝑓,𝑥   𝑍,𝑎,𝑏,𝑓,𝑥   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓,𝑎,𝑏)

Proof of Theorem ivthdichlem
Dummy variable 𝑐 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ivthdichlem.z . . . 4 (𝜑𝑍 ∈ ℝ)
2 peano2rem 8381 . . . 4 (𝑍 ∈ ℝ → (𝑍 − 1) ∈ ℝ)
31, 2syl 14 . . 3 (𝜑 → (𝑍 − 1) ∈ ℝ)
4 2re 9148 . . . . 5 2 ∈ ℝ
54a1i 9 . . . 4 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
61, 5readdcld 8144 . . 3 (𝜑 → (𝑍 + 2) ∈ ℝ)
71ltm1d 9047 . . . 4 (𝜑 → (𝑍 − 1) < 𝑍)
8 2rp 9822 . . . . . 6 2 ∈ ℝ+
98a1i 9 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
101, 9ltaddrpd 9894 . . . 4 (𝜑𝑍 < (𝑍 + 2))
113, 1, 6, 7, 10lttrd 8240 . . 3 (𝜑 → (𝑍 − 1) < (𝑍 + 2))
12 hover.f . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup({inf({𝑥, 0}, ℝ, < ), (𝑥 − 1)}, ℝ, < ))
1312hovercncf 15285 . . . 4 𝐹 ∈ (ℝ–cn→ℝ)
1413a1i 9 . . 3 (𝜑𝐹 ∈ (ℝ–cn→ℝ))
1512hovera 15286 . . . . 5 (𝑍 ∈ ℝ → (𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍)
161, 15syl 14 . . . 4 (𝜑 → (𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍)
1712hoverb 15287 . . . . 5 (𝑍 ∈ ℝ → 𝑍 < (𝐹‘(𝑍 + 2)))
181, 17syl 14 . . . 4 (𝜑𝑍 < (𝐹‘(𝑍 + 2)))
1916, 18jca 306 . . 3 (𝜑 → ((𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍𝑍 < (𝐹‘(𝑍 + 2))))
20 ivthdichlem.i . . 3 (𝜑 → ∀𝑓(𝑓 ∈ (ℝ–cn→ℝ) → ∀𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ ℝ ((𝑎 < 𝑏 ∧ (𝑓𝑎) < 0 ∧ 0 < (𝑓𝑏)) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝑎 < 𝑥𝑥 < 𝑏 ∧ (𝑓𝑥) = 0))))
213, 6, 1, 11, 14, 19, 20ivthreinc 15284 . 2 (𝜑 → ∃𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2))(𝐹𝑐) = 𝑍)
22 0red 8115 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 0 ∈ ℝ)
23 1red 8129 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 1 ∈ ℝ)
24 elioore 10076 . . . . . 6 (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) → 𝑐 ∈ ℝ)
2524ad2antrl 490 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 𝑐 ∈ ℝ)
26 0lt1 8241 . . . . . 6 0 < 1
27 axltwlin 8182 . . . . . 6 ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝑐 ∈ ℝ) → (0 < 1 → (0 < 𝑐𝑐 < 1)))
2826, 27mpi 15 . . . . 5 ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ 𝑐 ∈ ℝ) → (0 < 𝑐𝑐 < 1))
2922, 23, 25, 28syl3anc 1252 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → (0 < 𝑐𝑐 < 1))
3029orcomd 733 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → (𝑐 < 1 ∨ 0 < 𝑐))
31 simplrr 536 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) ∧ 𝑐 < 1) → (𝐹𝑐) = 𝑍)
3212hoverlt1 15288 . . . . . . 7 ((𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑐 < 1) → (𝐹𝑐) ≤ 0)
3325, 32sylan 283 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) ∧ 𝑐 < 1) → (𝐹𝑐) ≤ 0)
3431, 33eqbrtrrd 4086 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) ∧ 𝑐 < 1) → 𝑍 ≤ 0)
3534ex 115 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → (𝑐 < 1 → 𝑍 ≤ 0))
3612hovergt0 15289 . . . . . . 7 ((𝑐 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑐) → 0 ≤ (𝐹𝑐))
3725, 36sylan 283 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) ∧ 0 < 𝑐) → 0 ≤ (𝐹𝑐))
38 simplrr 536 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) ∧ 0 < 𝑐) → (𝐹𝑐) = 𝑍)
3937, 38breqtrd 4088 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) ∧ 0 < 𝑐) → 0 ≤ 𝑍)
4039ex 115 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → (0 < 𝑐 → 0 ≤ 𝑍))
4135, 40orim12d 790 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → ((𝑐 < 1 ∨ 0 < 𝑐) → (𝑍 ≤ 0 ∨ 0 ≤ 𝑍)))
4230, 41mpd 13 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → (𝑍 ≤ 0 ∨ 0 ≤ 𝑍))
4321, 42rexlimddv 2633 1 (𝜑 → (𝑍 ≤ 0 ∨ 0 ≤ 𝑍))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wo 712  w3a 983  wal 1373   = wceq 1375  wcel 2180  wral 2488  wrex 2489  {cpr 3647   class class class wbr 4062  cmpt 4124  cfv 5294  (class class class)co 5974  supcsup 7117  infcinf 7118  cr 7966  0cc0 7967  1c1 7968   + caddc 7970   < clt 8149  cle 8150  cmin 8285  2c2 9129  +crp 9817  (,)cioo 10052  cnccncf 15209
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 713  ax-5 1473  ax-7 1474  ax-gen 1475  ax-ie1 1519  ax-ie2 1520  ax-8 1530  ax-10 1531  ax-11 1532  ax-i12 1533  ax-bndl 1535  ax-4 1536  ax-17 1552  ax-i9 1556  ax-ial 1560  ax-i5r 1561  ax-13 2182  ax-14 2183  ax-ext 2191  ax-coll 4178  ax-sep 4181  ax-nul 4189  ax-pow 4237  ax-pr 4272  ax-un 4501  ax-setind 4606  ax-iinf 4657  ax-cnex 8058  ax-resscn 8059  ax-1cn 8060  ax-1re 8061  ax-icn 8062  ax-addcl 8063  ax-addrcl 8064  ax-mulcl 8065  ax-mulrcl 8066  ax-addcom 8067  ax-mulcom 8068  ax-addass 8069  ax-mulass 8070  ax-distr 8071  ax-i2m1 8072  ax-0lt1 8073  ax-1rid 8074  ax-0id 8075  ax-rnegex 8076  ax-precex 8077  ax-cnre 8078  ax-pre-ltirr 8079  ax-pre-ltwlin 8080  ax-pre-lttrn 8081  ax-pre-apti 8082  ax-pre-ltadd 8083  ax-pre-mulgt0 8084  ax-pre-mulext 8085  ax-arch 8086  ax-caucvg 8087  ax-addf 8089
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 835  df-dc 839  df-3or 984  df-3an 985  df-tru 1378  df-fal 1381  df-nf 1487  df-sb 1789  df-eu 2060  df-mo 2061  df-clab 2196  df-cleq 2202  df-clel 2205  df-nfc 2341  df-ne 2381  df-nel 2476  df-ral 2493  df-rex 2494  df-reu 2495  df-rmo 2496  df-rab 2497  df-v 2781  df-sbc 3009  df-csb 3105  df-dif 3179  df-un 3181  df-in 3183  df-ss 3190  df-nul 3472  df-if 3583  df-pw 3631  df-sn 3652  df-pr 3653  df-op 3655  df-uni 3868  df-int 3903  df-iun 3946  df-br 4063  df-opab 4125  df-mpt 4126  df-tr 4162  df-id 4361  df-po 4364  df-iso 4365  df-iord 4434  df-on 4436  df-ilim 4437  df-suc 4439  df-iom 4660  df-xp 4702  df-rel 4703  df-cnv 4704  df-co 4705  df-dm 4706  df-rn 4707  df-res 4708  df-ima 4709  df-iota 5254  df-fun 5296  df-fn 5297  df-f 5298  df-f1 5299  df-fo 5300  df-f1o 5301  df-fv 5302  df-isom 5303  df-riota 5927  df-ov 5977  df-oprab 5978  df-mpo 5979  df-1st 6256  df-2nd 6257  df-recs 6421  df-frec 6507  df-map 6767  df-sup 7119  df-inf 7120  df-pnf 8151  df-mnf 8152  df-xr 8153  df-ltxr 8154  df-le 8155  df-sub 8287  df-neg 8288  df-reap 8690  df-ap 8697  df-div 8788  df-inn 9079  df-2 9137  df-3 9138  df-4 9139  df-n0 9338  df-z 9415  df-uz 9691  df-q 9783  df-rp 9818  df-xneg 9936  df-xadd 9937  df-ioo 10056  df-seqfrec 10637  df-exp 10728  df-cj 11319  df-re 11320  df-im 11321  df-rsqrt 11475  df-abs 11476  df-rest 13240  df-topgen 13259  df-psmet 14472  df-xmet 14473  df-met 14474  df-bl 14475  df-mopn 14476  df-top 14637  df-topon 14650  df-bases 14682  df-cn 14827  df-cnp 14828  df-tx 14892  df-cncf 15210
This theorem is referenced by:  ivthdich  15292
  Copyright terms: Public domain W3C validator