Theorem repiecele0 16797

Description: Piecewise definition on the reals agrees with the nonpositive part of the definition. See repiecef 16799 for more on this construction. (Contributed by Jim Kingdon, 27-Apr-2026.)

Hypotheses

Ref	Expression
repiece.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:(-∞(,]0)⟶ℝ)
repiece.g	⊢ (𝜑 → 𝐺:(0[,)+∞)⟶ℝ)
repiece.0	⊢ (𝜑 → (𝐹‘0) = (𝐺‘0))
repiece.h	⊢ 𝐻 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (((𝐹‘inf({𝑥, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝑥, 0}, ℝ, < ))) − (𝐹‘0)))

Assertion

Ref	Expression
repiecele0	⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐻‘𝐴) = (𝐹‘𝐴))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐹   𝑥,𝐺

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐻(𝑥)

Proof of Theorem repiecele0

Step	Hyp	Ref	Expression
1		repiece.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (((𝐹‘inf({𝑥, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝑥, 0}, ℝ, < ))) − (𝐹‘0)))
2		preq1 3767	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → {𝑥, 0} = {𝐴, 0})
3	2	infeq1d 7302	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → inf({𝑥, 0}, ℝ, < ) = inf({𝐴, 0}, ℝ, < ))
4	3	fveq2d 5673	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝐹‘inf({𝑥, 0}, ℝ, < )) = (𝐹‘inf({𝐴, 0}, ℝ, < )))
5	2	supeq1d 7277	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → sup({𝑥, 0}, ℝ, < ) = sup({𝐴, 0}, ℝ, < ))
6	5	fveq2d 5673	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝐺‘sup({𝑥, 0}, ℝ, < )) = (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < )))
7	4, 6	oveq12d 6067	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝐹‘inf({𝑥, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝑥, 0}, ℝ, < ))) = ((𝐹‘inf({𝐴, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < ))))
8	7	oveq1d 6064	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (((𝐹‘inf({𝑥, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝑥, 0}, ℝ, < ))) − (𝐹‘0)) = (((𝐹‘inf({𝐴, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < ))) − (𝐹‘0)))
9		simp2 1025	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
10		repiece.f	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹:(-∞(,]0)⟶ℝ)
11		repiece.g	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺:(0[,)+∞)⟶ℝ)
12		repiece.0	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘0) = (𝐺‘0))
13	10, 11, 12, 1	repiecelem 16796	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (((𝐹‘inf({𝐴, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < ))) − (𝐹‘0)) ∈ ℝ)
14	13	3adant3 1044	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (((𝐹‘inf({𝐴, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < ))) − (𝐹‘0)) ∈ ℝ)
15	1, 8, 9, 14	fvmptd3 5770	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐻‘𝐴) = (((𝐹‘inf({𝐴, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < ))) − (𝐹‘0)))
16		simp3 1026	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐴 ≤ 0)
17		0re 8270	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ ℝ
18		mingeb 11920	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (𝐴 ≤ 0 ↔ inf({𝐴, 0}, ℝ, < ) = 𝐴))
19	9, 17, 18	sylancl 413	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴 ≤ 0 ↔ inf({𝐴, 0}, ℝ, < ) = 𝐴))
20	16, 19	mpbid 147	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → inf({𝐴, 0}, ℝ, < ) = 𝐴)
21	20	fveq2d 5673	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐹‘inf({𝐴, 0}, ℝ, < )) = (𝐹‘𝐴))
22		maxleb 11894	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (𝐴 ≤ 0 ↔ sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) = 0))
23	9, 17, 22	sylancl 413	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐴 ≤ 0 ↔ sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) = 0))
24	16, 23	mpbid 147	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) = 0)
25	24	fveq2d 5673	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < )) = (𝐺‘0))
26	12	3ad2ant1 1045	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐹‘0) = (𝐺‘0))
27	25, 26	eqtr4d 2268	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < )) = (𝐹‘0))
28	21, 27	oveq12d 6067	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → ((𝐹‘inf({𝐴, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < ))) = ((𝐹‘𝐴) + (𝐹‘0)))
29	28	oveq1d 6064	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (((𝐹‘inf({𝐴, 0}, ℝ, < )) + (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < ))) − (𝐹‘0)) = (((𝐹‘𝐴) + (𝐹‘0)) − (𝐹‘0)))
30	10	3ad2ant1 1045	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐹:(-∞(,]0)⟶ℝ)
31		mnflt 10112	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → -∞ < 𝐴)
32	9, 31	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → -∞ < 𝐴)
33		mnfxr 8326	. . . . . . 7 ⊢ -∞ ∈ ℝ*
34		elioc2 10265	. . . . . . 7 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ) → (𝐴 ∈ (-∞(,]0) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ -∞ < 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 0)))
35	33, 17, 34	mp2an 426	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ (-∞(,]0) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ -∞ < 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ 0))
36	9, 32, 16, 35	syl3anbrc 1208	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐴 ∈ (-∞(,]0))
37	30, 36	ffvelcdmd 5812	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐹‘𝐴) ∈ ℝ)
38	37	recnd 8298	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐹‘𝐴) ∈ ℂ)
39	11	3ad2ant1 1045	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → 𝐺:(0[,)+∞)⟶ℝ)
40		maxcl 11888	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
41	9, 17, 40	sylancl 413	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
42		maxle2 11890	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → 0 ≤ sup({𝐴, 0}, ℝ, < ))
43	9, 17, 42	sylancl 413	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → 0 ≤ sup({𝐴, 0}, ℝ, < ))
44	41	ltpnfd 10110	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) < +∞)
45		pnfxr 8322	. . . . . . . 8 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
46		elico2 10266	. . . . . . . 8 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ +∞ ∈ ℝ*) → (sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) ∈ (0[,)+∞) ↔ (sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) ∧ sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) < +∞)))
47	17, 45, 46	mp2an 426	. . . . . . 7 ⊢ (sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) ∈ (0[,)+∞) ↔ (sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) ∧ sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) < +∞))
48	41, 43, 44, 47	syl3anbrc 1208	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → sup({𝐴, 0}, ℝ, < ) ∈ (0[,)+∞))
49	39, 48	ffvelcdmd 5812	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐺‘sup({𝐴, 0}, ℝ, < )) ∈ ℝ)
50	27, 49	eqeltrrd 2310	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐹‘0) ∈ ℝ)
51	50	recnd 8298	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐹‘0) ∈ ℂ)
52	38, 51	pncand 8581	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (((𝐹‘𝐴) + (𝐹‘0)) − (𝐹‘0)) = (𝐹‘𝐴))
53	15, 29, 52	3eqtrd 2269	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 0) → (𝐻‘𝐴) = (𝐹‘𝐴))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 105   ∧ w3a 1005   = wceq 1398   ∈ wcel 2203  {cpr 3689   class class class wbr 4108   ↦ cmpt 4170  ⟶wf 5347  ‘cfv 5351  (class class class)co 6049  supcsup 7272  infcinf 7273  ℝcr 8122  0cc0 8123   + caddc 8126  +∞cpnf 8301  -∞cmnf 8302  ℝ^*cxr 8303   < clt 8304   ≤ cle 8305   − cmin 8440  (,]cioc 10218  [,)cico 10219

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

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  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-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-rp 9983  df-ioc 10222  df-ico 10223  df-seqfrec 10806  df-exp 10897  df-cj 11520  df-re 11521  df-im 11522  df-rsqrt 11676  df-abs 11677

This theorem is referenced by: (None)