Theorem maxcncf 15606

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 15568	. . . . . 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 5835	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐴 ∈ ℝ)
5		maxcncf.b	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ∈ (𝑋–cn→ℝ))
6		cncff 15568	. . . . . 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 5835	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ ℝ)
9		maxabs 11919	. . . 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 4205	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < )) = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)))
12	4, 8	readdcld 8319	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ)
13	4, 8	resubcld 8671	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 − 𝐵) ∈ ℝ)
14	13	recnd 8318	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐴 − 𝐵) ∈ ℂ)
15	14	abscld 11891	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (abs‘(𝐴 − 𝐵)) ∈ ℝ)
16	12, 15	readdcld 8319	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) ∈ ℝ)
17	16	rehalfcld 9502	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2) ∈ ℝ)
18	17	fmpttd 5837	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)):𝑋⟶ℝ)
19		ax-resscn 8235	. . . 4 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
20		ssid 3262	. . . . . . . . 9 ⊢ ℂ ⊆ ℂ
21		cncfss 15574	. . . . . . . . 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 3240	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
24	22, 5	sselid 3240	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
25	23, 24	addcncf 15603	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (𝐴 + 𝐵)) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
26		cncfss 15574	. . . . . . . . 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 15576	. . . . . . . . 9 ⊢ abs ∈ (ℂ–cn→ℝ)
29	28	a1i 9	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → abs ∈ (ℂ–cn→ℝ))
30	27, 29	sselid 3240	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → abs ∈ (ℂ–cn→ℂ))
31	23, 24	subcncf 15604	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (𝐴 − 𝐵)) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
32	30, 31	cncfmpt1f 15589	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (abs‘(𝐴 − 𝐵))) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
33	25, 32	addcncf 15603	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵)))) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
34		2cn 9325	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ ℂ
35		2ap0 9347	. . . . . . 7 ⊢ 2 # 0
36		breq1 4117	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 2 → (𝑦 # 0 ↔ 2 # 0))
37	36	elrab 2976	. . . . . . 7 ⊢ (2 ∈ {𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0} ↔ (2 ∈ ℂ ∧ 2 # 0))
38	34, 35, 37	mpbir2an 951	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ {𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0}
39		cncfrss 15566	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐴) ∈ (𝑋–cn→ℝ) → 𝑋 ⊆ ℂ)
40	1, 39	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ⊆ ℂ)
41		apsscn 8938	. . . . . . 7 ⊢ {𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0} ⊆ ℂ
42	41	a1i 9	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → {𝑦 ∈ ℂ ∣ 𝑦 # 0} ⊆ ℂ)
43		cncfmptc 15587	. . . . . 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 15605	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
46		cncfcdm 15573	. . . 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 2311	1 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < )) ∈ (𝑋–cn→ℝ))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1398   ∈ wcel 2205  {crab 2526   ⊆ wss 3214  {cpr 3695   class class class wbr 4114   ↦ cmpt 4176  ⟶wf 5353  ‘cfv 5357  (class class class)co 6058  supcsup 7286  ℂcc 8141  ℝcr 8142  0cc0 8143   + caddc 8146   < clt 8324   − cmin 8460   # cap 8872   / cdiv 8963  2c2 9305  abscabs 11707  –cn→ccncf 15561

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 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4230  ax-sep 4233  ax-nul 4241  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559  ax-setind 4664  ax-iinf 4715  ax-cnex 8234  ax-resscn 8235  ax-1cn 8236  ax-1re 8237  ax-icn 8238  ax-addcl 8239  ax-addrcl 8240  ax-mulcl 8241  ax-mulrcl 8242  ax-addcom 8243  ax-mulcom 8244  ax-addass 8245  ax-mulass 8246  ax-distr 8247  ax-i2m1 8248  ax-0lt1 8249  ax-1rid 8250  ax-0id 8251  ax-rnegex 8252  ax-precex 8253  ax-cnre 8254  ax-pre-ltirr 8255  ax-pre-ltwlin 8256  ax-pre-lttrn 8257  ax-pre-apti 8258  ax-pre-ltadd 8259  ax-pre-mulgt0 8260  ax-pre-mulext 8261  ax-arch 8262  ax-caucvg 8263  ax-addf 8265

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 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rmo 2530  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3046  df-csb 3142  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-nul 3513  df-if 3625  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-op 3703  df-uni 3920  df-int 3955  df-iun 3998  df-br 4115  df-opab 4177  df-mpt 4178  df-tr 4214  df-id 4419  df-po 4422  df-iso 4423  df-iord 4492  df-on 4494  df-ilim 4495  df-suc 4497  df-iom 4718  df-xp 4760  df-rel 4761  df-cnv 4762  df-co 4763  df-dm 4764  df-rn 4765  df-res 4766  df-ima 4767  df-iota 5317  df-fun 5359  df-fn 5360  df-f 5361  df-f1 5362  df-fo 5363  df-f1o 5364  df-fv 5365  df-isom 5366  df-riota 6011  df-ov 6061  df-oprab 6062  df-mpo 6063  df-1st 6347  df-2nd 6348  df-recs 6549  df-frec 6635  df-map 6897  df-sup 7288  df-inf 7289  df-pnf 8326  df-mnf 8327  df-xr 8328  df-ltxr 8329  df-le 8330  df-sub 8462  df-neg 8463  df-reap 8866  df-ap 8873  df-div 8964  df-inn 9255  df-2 9313  df-3 9314  df-4 9315  df-n0 9514  df-z 9595  df-uz 9872  df-q 9970  df-rp 10005  df-xneg 10124  df-xadd 10125  df-seqfrec 10834  df-exp 10925  df-cj 11552  df-re 11553  df-im 11554  df-rsqrt 11708  df-abs 11709  df-rest 13538  df-topgen 13557  df-psmet 14817  df-xmet 14818  df-met 14819  df-bl 14820  df-mopn 14821  df-top 14989  df-topon 15002  df-bases 15034  df-cn 15179  df-cnp 15180  df-tx 15244  df-cncf 15562

This theorem is referenced by:  hovercncf  15637