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

Theorem ivthdichlem 15503
Description: Lemma for ivthdich 15505. 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 8536 . . . 4 (𝑍 ∈ ℝ → (𝑍 − 1) ∈ ℝ)
31, 2syl 14 . . 3 (𝜑 → (𝑍 − 1) ∈ ℝ)
4 2re 9303 . . . . 5 2 ∈ ℝ
54a1i 9 . . . 4 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
61, 5readdcld 8299 . . 3 (𝜑 → (𝑍 + 2) ∈ ℝ)
71ltm1d 9202 . . . 4 (𝜑 → (𝑍 − 1) < 𝑍)
8 2rp 9987 . . . . . 6 2 ∈ ℝ+
98a1i 9 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
101, 9ltaddrpd 10059 . . . 4 (𝜑𝑍 < (𝑍 + 2))
113, 1, 6, 7, 10lttrd 8395 . . 3 (𝜑 → (𝑍 − 1) < (𝑍 + 2))
12 hover.f . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup({inf({𝑥, 0}, ℝ, < ), (𝑥 − 1)}, ℝ, < ))
1312hovercncf 15498 . . . 4 𝐹 ∈ (ℝ–cn→ℝ)
1413a1i 9 . . 3 (𝜑𝐹 ∈ (ℝ–cn→ℝ))
1512hovera 15499 . . . . 5 (𝑍 ∈ ℝ → (𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍)
161, 15syl 14 . . . 4 (𝜑 → (𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍)
1712hoverb 15500 . . . . 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 15497 . 2 (𝜑 → ∃𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2))(𝐹𝑐) = 𝑍)
22 0red 8271 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 0 ∈ ℝ)
23 1red 8285 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 1 ∈ ℝ)
24 elioore 10241 . . . . . 6 (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) → 𝑐 ∈ ℝ)
2524ad2antrl 490 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 𝑐 ∈ ℝ)
26 0lt1 8396 . . . . . 6 0 < 1
27 axltwlin 8337 . . . . . 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 1274 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → (0 < 𝑐𝑐 < 1))
3029orcomd 737 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → (𝑐 < 1 ∨ 0 < 𝑐))
31 simplrr 538 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) ∧ 𝑐 < 1) → (𝐹𝑐) = 𝑍)
3212hoverlt1 15501 . . . . . . 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 4132 . . . . 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 15502 . . . . . . 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 538 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) ∧ 0 < 𝑐) → (𝐹𝑐) = 𝑍)
3937, 38breqtrd 4134 . . . . 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 794 . . 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 2665 1 (𝜑 → (𝑍 ≤ 0 ∨ 0 ≤ 𝑍))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wo 716  w3a 1005  wal 1396   = wceq 1398  wcel 2203  wral 2520  wrex 2521  {cpr 3689   class class class wbr 4108  cmpt 4170  cfv 5351  (class class class)co 6049  supcsup 7272  infcinf 7273  cr 8122  0cc0 8123  1c1 8124   + caddc 8126   < clt 8304  cle 8305  cmin 8440  2c2 9284  +crp 9982  (,)cioo 10217  cnccncf 15422
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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2205  ax-14 2206  ax-ext 2214  ax-coll 4224  ax-sep 4227  ax-nul 4235  ax-pow 4286  ax-pr 4321  ax-un 4553  ax-setind 4658  ax-iinf 4709  ax-cnex 8214  ax-resscn 8215  ax-1cn 8216  ax-1re 8217  ax-icn 8218  ax-addcl 8219  ax-addrcl 8220  ax-mulcl 8221  ax-mulrcl 8222  ax-addcom 8223  ax-mulcom 8224  ax-addass 8225  ax-mulass 8226  ax-distr 8227  ax-i2m1 8228  ax-0lt1 8229  ax-1rid 8230  ax-0id 8231  ax-rnegex 8232  ax-precex 8233  ax-cnre 8234  ax-pre-ltirr 8235  ax-pre-ltwlin 8236  ax-pre-lttrn 8237  ax-pre-apti 8238  ax-pre-ltadd 8239  ax-pre-mulgt0 8240  ax-pre-mulext 8241  ax-arch 8242  ax-caucvg 8243  ax-addf 8245
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 839  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2083  df-mo 2084  df-clab 2219  df-cleq 2225  df-clel 2228  df-nfc 2373  df-ne 2413  df-nel 2508  df-ral 2525  df-rex 2526  df-reu 2527  df-rmo 2528  df-rab 2529  df-v 2814  df-sbc 3042  df-csb 3138  df-dif 3212  df-un 3214  df-in 3216  df-ss 3223  df-nul 3508  df-if 3620  df-pw 3670  df-sn 3694  df-pr 3695  df-op 3697  df-uni 3914  df-int 3949  df-iun 3992  df-br 4109  df-opab 4171  df-mpt 4172  df-tr 4208  df-id 4413  df-po 4416  df-iso 4417  df-iord 4486  df-on 4488  df-ilim 4489  df-suc 4491  df-iom 4712  df-xp 4754  df-rel 4755  df-cnv 4756  df-co 4757  df-dm 4758  df-rn 4759  df-res 4760  df-ima 4761  df-iota 5311  df-fun 5353  df-fn 5354  df-f 5355  df-f1 5356  df-fo 5357  df-f1o 5358  df-fv 5359  df-isom 5360  df-riota 6002  df-ov 6052  df-oprab 6053  df-mpo 6054  df-1st 6333  df-2nd 6334  df-recs 6535  df-frec 6621  df-map 6883  df-sup 7274  df-inf 7275  df-pnf 8306  df-mnf 8307  df-xr 8308  df-ltxr 8309  df-le 8310  df-sub 8442  df-neg 8443  df-reap 8845  df-ap 8852  df-div 8943  df-inn 9234  df-2 9292  df-3 9293  df-4 9294  df-n0 9493  df-z 9574  df-uz 9850  df-q 9948  df-rp 9983  df-xneg 10101  df-xadd 10102  df-ioo 10221  df-seqfrec 10806  df-exp 10897  df-cj 11520  df-re 11521  df-im 11522  df-rsqrt 11676  df-abs 11677  df-rest 13443  df-topgen 13462  df-psmet 14678  df-xmet 14679  df-met 14680  df-bl 14681  df-mopn 14682  df-top 14850  df-topon 14863  df-bases 14895  df-cn 15040  df-cnp 15041  df-tx 15105  df-cncf 15423
This theorem is referenced by:  ivthdich  15505
  Copyright terms: Public domain W3C validator