Users' Mathboxes Mathbox for Jim Kingdon < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  refeq GIF version

Theorem refeq 16978
Description: Equality of two real functions which agree at negative numbers, positive numbers, and zero. This holds even without real trichotomy. From an online post by Martin Escardo. (Contributed by Jim Kingdon, 9-Jul-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
refeq.f (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
refeq.g (𝜑𝐺:ℝ⟶ℝ)
refeq.lt0 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ (𝑥 < 0 → (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥)))
refeq.gt0 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ (0 < 𝑥 → (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥)))
refeq.0 (𝜑 → (𝐹‘0) = (𝐺‘0))
Assertion
Ref Expression
refeq (𝜑𝐹 = 𝐺)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐹   𝑥,𝐺   𝜑,𝑥

Proof of Theorem refeq
StepHypRef Expression
1 refeq.f . . 3 (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
21ffnd 5529 . 2 (𝜑𝐹 Fn ℝ)
3 refeq.g . . 3 (𝜑𝐺:ℝ⟶ℝ)
43ffnd 5529 . 2 (𝜑𝐺 Fn ℝ)
5 refeq.0 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹‘0) = (𝐺‘0))
65ad2antrr 492 . . . . 5 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (𝐹‘0) = (𝐺‘0))
7 simplr 533 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → 𝑥 ∈ ℝ)
8 0red 8317 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → 0 ∈ ℝ)
9 simpr 110 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥))
101ffvelcdmda 5834 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ)
1110recnd 8344 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝐹𝑥) ∈ ℂ)
1211adantr 276 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (𝐹𝑥) ∈ ℂ)
133ffvelcdmda 5834 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝐺𝑥) ∈ ℝ)
1413recnd 8344 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝐺𝑥) ∈ ℂ)
1514adantr 276 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (𝐺𝑥) ∈ ℂ)
16 apne 8941 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐹𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝐺𝑥) ∈ ℂ) → ((𝐹𝑥) # (𝐺𝑥) → (𝐹𝑥) ≠ (𝐺𝑥)))
1712, 15, 16syl2anc 415 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → ((𝐹𝑥) # (𝐺𝑥) → (𝐹𝑥) ≠ (𝐺𝑥)))
189, 17mpd 13 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (𝐹𝑥) ≠ (𝐺𝑥))
1918neneqd 2441 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → ¬ (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥))
20 refeq.gt0 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ (0 < 𝑥 → (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥)))
2120r19.21bi 2638 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (0 < 𝑥 → (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥)))
2221adantr 276 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (0 < 𝑥 → (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥)))
2319, 22mtod 673 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → ¬ 0 < 𝑥)
247, 8, 23nltled 8437 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → 𝑥 ≤ 0)
25 refeq.lt0 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ (𝑥 < 0 → (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥)))
2625r19.21bi 2638 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝑥 < 0 → (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥)))
2726adantr 276 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (𝑥 < 0 → (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥)))
2819, 27mtod 673 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → ¬ 𝑥 < 0)
298, 7, 28nltled 8437 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → 0 ≤ 𝑥)
307, 8letri3d 8431 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (𝑥 = 0 ↔ (𝑥 ≤ 0 ∧ 0 ≤ 𝑥)))
3124, 29, 30mpbir2and 957 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → 𝑥 = 0)
3231fveq2d 5694 . . . . 5 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (𝐹𝑥) = (𝐹‘0))
3331fveq2d 5694 . . . . 5 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (𝐺𝑥) = (𝐺‘0))
346, 32, 333eqtr4d 2281 . . . 4 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)) → (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥))
3534, 19pm2.65da 671 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ¬ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥))
36 apti 8940 . . . 4 (((𝐹𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝐺𝑥) ∈ ℂ) → ((𝐹𝑥) = (𝐺𝑥) ↔ ¬ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)))
3711, 14, 36syl2anc 415 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ((𝐹𝑥) = (𝐺𝑥) ↔ ¬ (𝐹𝑥) # (𝐺𝑥)))
3835, 37mpbird 167 . 2 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝐹𝑥) = (𝐺𝑥))
392, 4, 38eqfnfvd 5800 1 (𝜑𝐹 = 𝐺)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 104  wb 105   = wceq 1402  wcel 2209  wne 2420  wral 2528   class class class wbr 4125  wf 5368  cfv 5372  cc 8167  cr 8168  0cc0 8169   < clt 8350  cle 8351   # cap 8899
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 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-sep 4244  ax-pow 4306  ax-pr 4341  ax-un 4573  ax-setind 4679  ax-cnex 8260  ax-resscn 8261  ax-1cn 8262  ax-1re 8263  ax-icn 8264  ax-addcl 8265  ax-addrcl 8266  ax-mulcl 8267  ax-mulrcl 8268  ax-addcom 8269  ax-mulcom 8270  ax-addass 8271  ax-mulass 8272  ax-distr 8273  ax-i2m1 8274  ax-0lt1 8275  ax-1rid 8276  ax-0id 8277  ax-rnegex 8278  ax-precex 8279  ax-cnre 8280  ax-pre-ltirr 8281  ax-pre-lttrn 8283  ax-pre-apti 8284  ax-pre-ltadd 8285  ax-pre-mulgt0 8286
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  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-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3687  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-br 4126  df-opab 4188  df-mpt 4189  df-id 4433  df-xp 4775  df-rel 4776  df-cnv 4777  df-co 4778  df-dm 4779  df-rn 4780  df-iota 5332  df-fun 5374  df-fn 5375  df-f 5376  df-fv 5380  df-riota 6028  df-ov 6078  df-oprab 6079  df-mpo 6080  df-pnf 8352  df-mnf 8353  df-xr 8354  df-ltxr 8355  df-le 8356  df-sub 8489  df-neg 8490  df-reap 8893  df-ap 8900
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator