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

Theorem ivthdichlem 15754
Description: Lemma for ivthdich 15756. 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 8593 . . . 4 (𝑍 ∈ ℝ → (𝑍 − 1) ∈ ℝ)
31, 2syl 14 . . 3 (𝜑 → (𝑍 − 1) ∈ ℝ)
4 2re 9375 . . . . 5 2 ∈ ℝ
54a1i 9 . . . 4 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
61, 5readdcld 8355 . . 3 (𝜑 → (𝑍 + 2) ∈ ℝ)
71ltm1d 9263 . . . 4 (𝜑 → (𝑍 − 1) < 𝑍)
8 2rp 10061 . . . . . 6 2 ∈ ℝ+
98a1i 9 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
101, 9ltaddrpd 10133 . . . 4 (𝜑𝑍 < (𝑍 + 2))
113, 1, 6, 7, 10lttrd 8452 . . 3 (𝜑 → (𝑍 − 1) < (𝑍 + 2))
12 hover.f . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup({inf({𝑥, 0}, ℝ, < ), (𝑥 − 1)}, ℝ, < ))
1312hovercncf 15749 . . . 4 𝐹 ∈ (ℝ–cn→ℝ)
1413a1i 9 . . 3 (𝜑𝐹 ∈ (ℝ–cn→ℝ))
1512hovera 15750 . . . . 5 (𝑍 ∈ ℝ → (𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍)
161, 15syl 14 . . . 4 (𝜑 → (𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍)
1712hoverb 15751 . . . . 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 15748 . 2 (𝜑 → ∃𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2))(𝐹𝑐) = 𝑍)
22 0red 8327 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 0 ∈ ℝ)
23 1red 8341 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 1 ∈ ℝ)
24 elioore 10316 . . . . . 6 (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) → 𝑐 ∈ ℝ)
2524ad2antrl 494 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 𝑐 ∈ ℝ)
26 0lt1 8453 . . . . . 6 0 < 1
27 axltwlin 8393 . . . . . 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 1278 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → (0 < 𝑐𝑐 < 1))
3029orcomd 741 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → (𝑐 < 1 ∨ 0 < 𝑐))
31 simplrr 542 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) ∧ 𝑐 < 1) → (𝐹𝑐) = 𝑍)
3212hoverlt1 15752 . . . . . . 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 4154 . . . . 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 15753 . . . . . . 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 542 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) ∧ 0 < 𝑐) → (𝐹𝑐) = 𝑍)
3937, 38breqtrd 4156 . . . . 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 798 . . 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 2673 1 (𝜑 → (𝑍 ≤ 0 ∨ 0 ≤ 𝑍))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 104  wo 720  w3a 1009  wal 1400   = wceq 1402  wcel 2209  wral 2528  wrex 2529  {cpr 3710   class class class wbr 4130  cmpt 4192  cfv 5377  (class class class)co 6085  supcsup 7322  infcinf 7323  cr 8178  0cc0 8179  1c1 8180   + caddc 8182   < clt 8360  cle 8361  cmin 8497  2c2 9356  +crp 10056  (,)cioo 10292  cnccncf 15673
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8270  ax-resscn 8271  ax-1cn 8272  ax-1re 8273  ax-icn 8274  ax-addcl 8275  ax-addrcl 8276  ax-mulcl 8277  ax-mulrcl 8278  ax-addcom 8279  ax-mulcom 8280  ax-addass 8281  ax-mulass 8282  ax-distr 8283  ax-i2m1 8284  ax-0lt1 8285  ax-1rid 8286  ax-0id 8287  ax-rnegex 8288  ax-precex 8289  ax-cnre 8290  ax-pre-ltirr 8291  ax-pre-ltwlin 8292  ax-pre-lttrn 8293  ax-pre-apti 8294  ax-pre-ltadd 8295  ax-pre-mulgt0 8296  ax-pre-mulext 8297  ax-arch 8298  ax-caucvg 8299  ax-addf 8301
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-isom 5386  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-frec 6662  df-map 6924  df-sup 7324  df-inf 7325  df-pnf 8362  df-mnf 8363  df-xr 8364  df-ltxr 8365  df-le 8366  df-sub 8499  df-neg 8500  df-reap 8904  df-ap 8911  df-div 9004  df-inn 9306  df-2 9364  df-3 9365  df-4 9366  df-n0 9566  df-z 9647  df-uz 9924  df-q 10022  df-rp 10057  df-xneg 10176  df-xadd 10177  df-ioo 10296  df-seqfrec 10887  df-exp 10978  df-cj 11609  df-re 11610  df-im 11611  df-rsqrt 11766  df-abs 11767  df-rest 13597  df-topgen 13616  df-psmet 14882  df-xmet 14883  df-met 14884  df-bl 14885  df-mopn 14886  df-top 15101  df-topon 15114  df-bases 15146  df-cn 15291  df-cnp 15292  df-tx 15356  df-cncf 15674
This theorem is used by:  ivthdich  15756
  Copyright terms: Public domain W3C validator