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

Theorem ivthdichlem 14830
Description: Lemma for ivthdich 14832. 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 8288 . . . 4 (𝑍 ∈ ℝ → (𝑍 − 1) ∈ ℝ)
31, 2syl 14 . . 3 (𝜑 → (𝑍 − 1) ∈ ℝ)
4 2re 9054 . . . . 5 2 ∈ ℝ
54a1i 9 . . . 4 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
61, 5readdcld 8051 . . 3 (𝜑 → (𝑍 + 2) ∈ ℝ)
71ltm1d 8953 . . . 4 (𝜑 → (𝑍 − 1) < 𝑍)
8 2rp 9727 . . . . . 6 2 ∈ ℝ+
98a1i 9 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℝ+)
101, 9ltaddrpd 9799 . . . 4 (𝜑𝑍 < (𝑍 + 2))
113, 1, 6, 7, 10lttrd 8147 . . 3 (𝜑 → (𝑍 − 1) < (𝑍 + 2))
12 hover.f . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup({inf({𝑥, 0}, ℝ, < ), (𝑥 − 1)}, ℝ, < ))
1312hovercncf 14825 . . . 4 𝐹 ∈ (ℝ–cn→ℝ)
1413a1i 9 . . 3 (𝜑𝐹 ∈ (ℝ–cn→ℝ))
1512hovera 14826 . . . . 5 (𝑍 ∈ ℝ → (𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍)
161, 15syl 14 . . . 4 (𝜑 → (𝐹‘(𝑍 − 1)) < 𝑍)
1712hoverb 14827 . . . . 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 14824 . 2 (𝜑 → ∃𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2))(𝐹𝑐) = 𝑍)
22 0red 8022 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 0 ∈ ℝ)
23 1red 8036 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 1 ∈ ℝ)
24 elioore 9981 . . . . . 6 (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) → 𝑐 ∈ ℝ)
2524ad2antrl 490 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → 𝑐 ∈ ℝ)
26 0lt1 8148 . . . . . 6 0 < 1
27 axltwlin 8089 . . . . . 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 1249 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ ((𝑍 − 1)(,)(𝑍 + 2)) ∧ (𝐹𝑐) = 𝑍)) → (0 < 𝑐𝑐 < 1))
3029orcomd 730 . . 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 14828 . . . . . . 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 4054 . . . . 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 14829 . . . . . . 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 4056 . . . . 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 787 . . 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 2616 1 (𝜑 → (𝑍 ≤ 0 ∨ 0 ≤ 𝑍))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wo 709  w3a 980  wal 1362   = wceq 1364  wcel 2164  wral 2472  wrex 2473  {cpr 3620   class class class wbr 4030  cmpt 4091  cfv 5255  (class class class)co 5919  supcsup 7043  infcinf 7044  cr 7873  0cc0 7874  1c1 7875   + caddc 7877   < clt 8056  cle 8057  cmin 8192  2c2 9035  +crp 9722  (,)cioo 9957  cnccncf 14749
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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4145  ax-sep 4148  ax-nul 4156  ax-pow 4204  ax-pr 4239  ax-un 4465  ax-setind 4570  ax-iinf 4621  ax-cnex 7965  ax-resscn 7966  ax-1cn 7967  ax-1re 7968  ax-icn 7969  ax-addcl 7970  ax-addrcl 7971  ax-mulcl 7972  ax-mulrcl 7973  ax-addcom 7974  ax-mulcom 7975  ax-addass 7976  ax-mulass 7977  ax-distr 7978  ax-i2m1 7979  ax-0lt1 7980  ax-1rid 7981  ax-0id 7982  ax-rnegex 7983  ax-precex 7984  ax-cnre 7985  ax-pre-ltirr 7986  ax-pre-ltwlin 7987  ax-pre-lttrn 7988  ax-pre-apti 7989  ax-pre-ltadd 7990  ax-pre-mulgt0 7991  ax-pre-mulext 7992  ax-arch 7993  ax-caucvg 7994  ax-addf 7996
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2987  df-csb 3082  df-dif 3156  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-nul 3448  df-if 3559  df-pw 3604  df-sn 3625  df-pr 3626  df-op 3628  df-uni 3837  df-int 3872  df-iun 3915  df-br 4031  df-opab 4092  df-mpt 4093  df-tr 4129  df-id 4325  df-po 4328  df-iso 4329  df-iord 4398  df-on 4400  df-ilim 4401  df-suc 4403  df-iom 4624  df-xp 4666  df-rel 4667  df-cnv 4668  df-co 4669  df-dm 4670  df-rn 4671  df-res 4672  df-ima 4673  df-iota 5216  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-isom 5264  df-riota 5874  df-ov 5922  df-oprab 5923  df-mpo 5924  df-1st 6195  df-2nd 6196  df-recs 6360  df-frec 6446  df-map 6706  df-sup 7045  df-inf 7046  df-pnf 8058  df-mnf 8059  df-xr 8060  df-ltxr 8061  df-le 8062  df-sub 8194  df-neg 8195  df-reap 8596  df-ap 8603  df-div 8694  df-inn 8985  df-2 9043  df-3 9044  df-4 9045  df-n0 9244  df-z 9321  df-uz 9596  df-q 9688  df-rp 9723  df-xneg 9841  df-xadd 9842  df-ioo 9961  df-seqfrec 10522  df-exp 10613  df-cj 10989  df-re 10990  df-im 10991  df-rsqrt 11145  df-abs 11146  df-rest 12855  df-topgen 12874  df-psmet 14042  df-xmet 14043  df-met 14044  df-bl 14045  df-mopn 14046  df-top 14177  df-topon 14190  df-bases 14222  df-cn 14367  df-cnp 14368  df-tx 14432  df-cncf 14750
This theorem is referenced by:  ivthdich  14832
  Copyright terms: Public domain W3C validator