Theorem cncfioobd 46435

Description: A continuous function 𝐹 on an open interval (𝐴(,)𝐵) with a finite right limit 𝑅 in 𝐴 and a finite left limit 𝐿 in 𝐵 is bounded. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
cncfioobd.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
cncfioobd.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
cncfioobd.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
cncfioobd.l	⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵))
cncfioobd.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ (𝐹 limℂ 𝐴))

Assertion

Ref	Expression
cncfioobd	⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝑥)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝐿,𝑦   𝑥,𝑅,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦

Proof of Theorem cncfioobd

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cncfioobd.a	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2		cncfioobd.b	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
3		nfv 1933	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑧𝜑
4		eqid 2761	. . . 4 ⊢ (𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧)))) = (𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))
5		cncfioobd.f	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
6		cncfioobd.l	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵))
7		cncfioobd.r	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ (𝐹 limℂ 𝐴))
8	3, 4, 1, 2, 5, 6, 7	cncfiooicc 46432	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧)))) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
9		cniccbdd 25503	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧)))) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥)
10	1, 2, 8, 9	syl3anc 1389	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥)
11		nfv 1933	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑦(𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ)
12		nfra1 3285	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑦∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥
13	11, 12	nfan 1918	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑦((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥)
14		simpr 488	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵))
15		cncff 24935	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ) → 𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℂ)
16	5, 15	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → 𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℂ)
17	16	fdmd 6698	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → dom 𝐹 = (𝐴(,)𝐵))
18	17	eqcomd 2767	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) = dom 𝐹)
19	18	adantr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐴(,)𝐵) = dom 𝐹)
20	14, 19	eleqtrd 2863	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
21	1	adantr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → 𝐴 ∈ ℝ)
22	2	adantr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → 𝐵 ∈ ℝ)
23	16	adantr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → 𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℂ)
24		simpr 488	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
25	17	adantr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → dom 𝐹 = (𝐴(,)𝐵))
26	24, 25	eleqtrd 2863	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵))
27	21, 22, 23, 4, 26	cncfioobdlem 46434	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → ((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦) = (𝐹‘𝑦))
28	20, 27	syldan 600	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦) = (𝐹‘𝑦))
29	28	eqcomd 2767	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐹‘𝑦) = ((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦))
30	29	fveq2d 6867	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (abs‘(𝐹‘𝑦)) = (abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)))
31	30	ad4ant14 762	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (abs‘(𝐹‘𝑦)) = (abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)))
32		simplr 778	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥)
33		ioossicc 13434	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵)
34		simpr 488	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵))
35	33, 34	sselid 3934	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))
36		rspa 3250	. . . . . . . 8 ⊢ ((∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥)
37	32, 35, 36	syl2anc 593	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥)
38	31, 37	eqbrtrd 5121	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝑥)
39	38	ex 416	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥) → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) → (abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝑥))
40	13, 39	ralrimi 3259	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥) → ∀𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝑥)
41	40	ex 416	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥 → ∀𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝑥))
42	41	reximdva 3174	. 2 ⊢ (𝜑 → (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘((𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑧 = 𝐴, 𝑅, if(𝑧 = 𝐵, 𝐿, (𝐹‘𝑧))))‘𝑦)) ≤ 𝑥 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝑥))
43	10, 42	mpd 15	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝑥)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1559   ∈ wcel 2141  ∀wral 3075  ∃wrex 3085  ifcif 4479   class class class wbr 5099   ↦ cmpt 5180  dom cdm 5645  ⟶wf 6513  ‘cfv 6517  (class class class)co 7392  ℂcc 11068  ℝcr 11069   ≤ cle 11214  (,)cioo 13346  [,]cicc 13349  abscabs 15244  –cn→ccncf 24918   lim_ℂ climc 25904

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5226  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5321  ax-pr 5389  ax-un 7714  ax-cnex 11126  ax-resscn 11127  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-mulcom 11134  ax-addass 11135  ax-mulass 11136  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rnegex 11141  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143  ax-pre-lttri 11144  ax-pre-lttrn 11145  ax-pre-ltadd 11146  ax-pre-mulgt0 11147  ax-pre-sup 11148

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-tp 4586  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-se 5599  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-isom 6526  df-riota 7349  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-of 7656  df-om 7843  df-1st 7966  df-2nd 7967  df-supp 8136  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-1o 8432  df-2o 8433  df-er 8673  df-map 8805  df-pm 8806  df-ixp 8876  df-en 8924  df-dom 8925  df-sdom 8926  df-fin 8927  df-fsupp 9305  df-fi 9354  df-sup 9385  df-inf 9386  df-oi 9455  df-card 9894  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11413  df-neg 11414  df-div 11842  df-nn 12208  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-5 12280  df-6 12281  df-7 12282  df-8 12283  df-9 12284  df-n0 12479  df-z 12566  df-dec 12686  df-uz 12837  df-q 12947  df-rp 12991  df-xneg 13111  df-xadd 13112  df-xmul 13113  df-ioo 13350  df-ioc 13351  df-ico 13352  df-icc 13353  df-fz 13510  df-fzo 13657  df-seq 14012  df-exp 14072  df-hash 14341  df-cj 15109  df-re 15110  df-im 15111  df-sqrt 15245  df-abs 15246  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17250  df-plusg 17282  df-mulr 17283  df-starv 17284  df-sca 17285  df-vsca 17286  df-ip 17287  df-tset 17288  df-ple 17289  df-ds 17291  df-unif 17292  df-hom 17293  df-cco 17294  df-rest 17434  df-topn 17435  df-0g 17453  df-gsum 17454  df-topgen 17455  df-pt 17456  df-prds 17459  df-xrs 17515  df-qtop 17520  df-imas 17521  df-xps 17523  df-mre 17597  df-mrc 17598  df-acs 17600  df-mgm 18657  df-sgrp 18736  df-mnd 18752  df-submnd 18801  df-mulg 19093  df-cntz 19340  df-cmn 19805  df-psmet 21396  df-xmet 21397  df-met 21398  df-bl 21399  df-mopn 21400  df-cnfld 21405  df-top 22934  df-topon 22951  df-topsp 22973  df-bases 22986  df-cld 23059  df-ntr 23060  df-cls 23061  df-cn 23267  df-cnp 23268  df-cmp 23427  df-tx 23602  df-hmeo 23795  df-xms 24360  df-ms 24361  df-tms 24362  df-cncf 24920  df-limc 25908

This theorem is referenced by:  fourierdlem70  46714  fourierdlem71  46715