Theorem maxcncf 15480

Description: The maximum of two continuous real functions is continuous. (Contributed by Jim Kingdon, 18-Jul-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
maxcncf.a	⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝑋–cn→ℝ))
maxcncf.b	⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ∈ (𝑋–cn→ℝ))

Assertion

Ref	Expression
maxcncf	⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < )) ∈ (𝑋–cn→ℝ))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑋   𝜑,𝑥

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝐵(𝑥)

Proof of Theorem maxcncf

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		maxcncf.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝑋–cn→ℝ))
2		cncff 15442	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝑋–cn→ℝ) → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐴):𝑋⟶ℝ)
3	1, 2	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐴):𝑋⟶ℝ)
4	3	fvmptelcdm 5830	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐴 ∈ ℝ)
5		maxcncf.b	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ∈ (𝑋–cn→ℝ))
6		cncff 15442	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ∈ (𝑋–cn→ℝ) → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵):𝑋⟶ℝ)
7	5, 6	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵):𝑋⟶ℝ)
8	7	fvmptelcdm 5830	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ ℝ)
9		maxabs 11894	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < ) = (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2))
10	4, 8, 9	syl2anc 411	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < ) = (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2))
11	10	mpteq2dva 4200	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < )) = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)))
12	4, 8	readdcld 8303	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ)
13	4, 8	resubcld 8654	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 − 𝐵) ∈ ℝ)
14	13	recnd 8302	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 − 𝐵) ∈ ℂ)
15	14	abscld 11866	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐴 − 𝐵)) ∈ ℝ)
16	12, 15	readdcld 8303	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) ∈ ℝ)
17	16	rehalfcld 9485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2) ∈ ℝ)
18	17	fmpttd 5832	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)):𝑋⟶ℝ)
19		ax-resscn 8219	. . . 4 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
20		ssid 3258	. . . . . . . . 9 ⊢ ℂ ⊆ ℂ
21		cncfss 15448	. . . . . . . . 9 ⊢ ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (𝑋–cn→ℝ) ⊆ (𝑋–cn→ℂ))
22	19, 20, 21	mp2an 426	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋–cn→ℝ) ⊆ (𝑋–cn→ℂ)
23	22, 1	sselid 3236	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
24	22, 5	sselid 3236	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
25	23, 24	addcncf 15477	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (𝐴 + 𝐵)) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
26		cncfss 15448	. . . . . . . . 9 ⊢ ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (ℂ–cn→ℝ) ⊆ (ℂ–cn→ℂ))
27	19, 20, 26	mp2an 426	. . . . . . . 8 ⊢ (ℂ–cn→ℝ) ⊆ (ℂ–cn→ℂ)
28		abscncf 15450	. . . . . . . . 9 ⊢ abs ∈ (ℂ–cn→ℝ)
29	28	a1i 9	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → abs ∈ (ℂ–cn→ℝ))
30	27, 29	sselid 3236	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → abs ∈ (ℂ–cn→ℂ))
31	23, 24	subcncf 15478	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (𝐴 − 𝐵)) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
32	30, 31	cncfmpt1f 15463	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (abs‘(𝐴 − 𝐵))) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
33	25, 32	addcncf 15477	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵)))) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
34		2cn 9308	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ ℂ
35		2ap0 9330	. . . . . . 7 ⊢ 2 # 0
36		breq1 4112	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 2 → (𝑦 # 0 ↔ 2 # 0))
37	36	elrab 2973	. . . . . . 7 ⊢ (2 ∈ {𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0} ↔ (2 ∈ ℂ ∧ 2 # 0))
38	34, 35, 37	mpbir2an 951	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ {𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0}
39		cncfrss 15440	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝑋–cn→ℝ) → 𝑋 ⊆ ℂ)
40	1, 39	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ⊆ ℂ)
41		apsscn 8921	. . . . . . 7 ⊢ {𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0} ⊆ ℂ
42	41	a1i 9	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → {𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0} ⊆ ℂ)
43		cncfmptc 15461	. . . . . 6 ⊢ ((2 ∈ {𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0} ∧ 𝑋 ⊆ ℂ ∧ {𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0} ⊆ ℂ) → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 2) ∈ (𝑋–cn→{𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0}))
44	38, 40, 42, 43	mp3an2i 1379	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 2) ∈ (𝑋–cn→{𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0}))
45	33, 44	divcncfap 15479	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
46		cncfcdm 15447	. . . 4 ⊢ ((ℝ ⊆ ℂ ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) ∈ (𝑋–cn→ℂ)) → ((𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) ∈ (𝑋–cn→ℝ) ↔ (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)):𝑋⟶ℝ))
47	19, 45, 46	sylancr 414	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) ∈ (𝑋–cn→ℝ) ↔ (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)):𝑋⟶ℝ))
48	18, 47	mpbird 167	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) ∈ (𝑋–cn→ℝ))
49	11, 48	eqeltrd 2309	1 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < )) ∈ (𝑋–cn→ℝ))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1398   ∈ wcel 2203  {crab 2524   ⊆ wss 3211  {cpr 3690   class class class wbr 4109   ↦ cmpt 4171  ⟶wf 5348  ‘cfv 5352  (class class class)co 6050  supcsup 7273  ℂcc 8125  ℝcr 8126  0cc0 8127   + caddc 8130   < clt 8308   − cmin 8444   # cap 8855   / cdiv 8946  2c2 9288  abscabs 11682  –cn→ccncf 15435

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 4225  ax-sep 4228  ax-nul 4236  ax-pow 4287  ax-pr 4322  ax-un 4554  ax-setind 4659  ax-iinf 4710  ax-cnex 8218  ax-resscn 8219  ax-1cn 8220  ax-1re 8221  ax-icn 8222  ax-addcl 8223  ax-addrcl 8224  ax-mulcl 8225  ax-mulrcl 8226  ax-addcom 8227  ax-mulcom 8228  ax-addass 8229  ax-mulass 8230  ax-distr 8231  ax-i2m1 8232  ax-0lt1 8233  ax-1rid 8234  ax-0id 8235  ax-rnegex 8236  ax-precex 8237  ax-cnre 8238  ax-pre-ltirr 8239  ax-pre-ltwlin 8240  ax-pre-lttrn 8241  ax-pre-apti 8242  ax-pre-ltadd 8243  ax-pre-mulgt0 8244  ax-pre-mulext 8245  ax-arch 8246  ax-caucvg 8247  ax-addf 8249

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 2815  df-sbc 3043  df-csb 3139  df-dif 3213  df-un 3215  df-in 3217  df-ss 3224  df-nul 3509  df-if 3621  df-pw 3671  df-sn 3695  df-pr 3696  df-op 3698  df-uni 3915  df-int 3950  df-iun 3993  df-br 4110  df-opab 4172  df-mpt 4173  df-tr 4209  df-id 4414  df-po 4417  df-iso 4418  df-iord 4487  df-on 4489  df-ilim 4490  df-suc 4492  df-iom 4713  df-xp 4755  df-rel 4756  df-cnv 4757  df-co 4758  df-dm 4759  df-rn 4760  df-res 4761  df-ima 4762  df-iota 5312  df-fun 5354  df-fn 5355  df-f 5356  df-f1 5357  df-fo 5358  df-f1o 5359  df-fv 5360  df-isom 5361  df-riota 6003  df-ov 6053  df-oprab 6054  df-mpo 6055  df-1st 6334  df-2nd 6335  df-recs 6536  df-frec 6622  df-map 6884  df-sup 7275  df-inf 7276  df-pnf 8310  df-mnf 8311  df-xr 8312  df-ltxr 8313  df-le 8314  df-sub 8446  df-neg 8447  df-reap 8849  df-ap 8856  df-div 8947  df-inn 9238  df-2 9296  df-3 9297  df-4 9298  df-n0 9497  df-z 9578  df-uz 9854  df-q 9952  df-rp 9987  df-xneg 10105  df-xadd 10106  df-seqfrec 10810  df-exp 10901  df-cj 11527  df-re 11528  df-im 11529  df-rsqrt 11683  df-abs 11684  df-rest 13454  df-topgen 13473  df-psmet 14691  df-xmet 14692  df-met 14693  df-bl 14694  df-mopn 14695  df-top 14863  df-topon 14876  df-bases 14908  df-cn 15053  df-cnp 15054  df-tx 15118  df-cncf 15436

This theorem is referenced by:  hovercncf  15511