Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  cncfiooicc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cncfiooicc 42961
Description: A continuous function 𝐹 on an open interval (𝐴(,)𝐵) can be extended to a continuous function 𝐺 on the corresponding closed interval, if it has a finite right limit 𝑅 in 𝐴 and a finite left limit 𝐿 in 𝐵. 𝐹 can be complex-valued. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
cncfiooicc.x 𝑥𝜑
cncfiooicc.g 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))))
cncfiooicc.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
cncfiooicc.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
cncfiooicc.f (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
cncfiooicc.l (𝜑𝐿 ∈ (𝐹 lim 𝐵))
cncfiooicc.r (𝜑𝑅 ∈ (𝐹 lim 𝐴))
Assertion
Ref Expression
cncfiooicc (𝜑𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐹   𝑥,𝐿   𝑥,𝑅   𝜑,𝑥
Allowed substitution hint:   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem cncfiooicc
StepHypRef Expression
1 nfv 1920 . . 3 𝑥(𝜑𝐴 < 𝐵)
2 cncfiooicc.g . . 3 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))))
3 cncfiooicc.a . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
43adantr 484 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
5 cncfiooicc.b . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
65adantr 484 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
7 simpr 488 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐴 < 𝐵)
8 cncfiooicc.f . . . 4 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
98adantr 484 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
10 cncfiooicc.l . . . 4 (𝜑𝐿 ∈ (𝐹 lim 𝐵))
1110adantr 484 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐿 ∈ (𝐹 lim 𝐵))
12 cncfiooicc.r . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ (𝐹 lim 𝐴))
1312adantr 484 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝑅 ∈ (𝐹 lim 𝐴))
141, 2, 4, 6, 7, 9, 11, 13cncfiooicclem1 42960 . 2 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
15 limccl 24619 . . . . . . . . . 10 (𝐹 lim 𝐴) ⊆ ℂ
1615, 12sseldi 3873 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 ∈ ℂ)
1716snssd 4694 . . . . . . . 8 (𝜑 → {𝑅} ⊆ ℂ)
18 ssid 3897 . . . . . . . . 9 ℂ ⊆ ℂ
1918a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
20 cncfss 23644 . . . . . . . 8 (({𝑅} ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → ({𝐴}–cn→{𝑅}) ⊆ ({𝐴}–cn→ℂ))
2117, 19, 20syl2anc 587 . . . . . . 7 (𝜑 → ({𝐴}–cn→{𝑅}) ⊆ ({𝐴}–cn→ℂ))
2221adantr 484 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → ({𝐴}–cn→{𝑅}) ⊆ ({𝐴}–cn→ℂ))
233rexrd 10762 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
24 iccid 12859 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ* → (𝐴[,]𝐴) = {𝐴})
2523, 24syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐴[,]𝐴) = {𝐴})
26 oveq2 7172 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 = 𝐵 → (𝐴[,]𝐴) = (𝐴[,]𝐵))
2725, 26sylan9req 2794 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → {𝐴} = (𝐴[,]𝐵))
2827eqcomd 2744 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → (𝐴[,]𝐵) = {𝐴})
29 simpr 488 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐴 = 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
3028adantr 484 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐴 = 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐴[,]𝐵) = {𝐴})
3129, 30eleqtrd 2835 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐴 = 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ {𝐴})
32 elsni 4530 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ {𝐴} → 𝑥 = 𝐴)
3331, 32syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐴 = 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 = 𝐴)
3433iftrued 4419 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 = 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) = 𝑅)
3528, 34mpteq12dva 5111 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))) = (𝑥 ∈ {𝐴} ↦ 𝑅))
362, 35syl5eq 2785 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝐺 = (𝑥 ∈ {𝐴} ↦ 𝑅))
373recnd 10740 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
3837adantr 484 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℂ)
3916adantr 484 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝑅 ∈ ℂ)
40 cncfdmsn 42957 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑅 ∈ ℂ) → (𝑥 ∈ {𝐴} ↦ 𝑅) ∈ ({𝐴}–cn→{𝑅}))
4138, 39, 40syl2anc 587 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → (𝑥 ∈ {𝐴} ↦ 𝑅) ∈ ({𝐴}–cn→{𝑅}))
4236, 41eqeltrd 2833 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝐺 ∈ ({𝐴}–cn→{𝑅}))
4322, 42sseldd 3876 . . . . 5 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝐺 ∈ ({𝐴}–cn→ℂ))
4427oveq1d 7179 . . . . 5 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → ({𝐴}–cn→ℂ) = ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
4543, 44eleqtrd 2835 . . . 4 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
4645adantlr 715 . . 3 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐴 = 𝐵) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
47 simpll 767 . . . 4 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → 𝜑)
48 eqcom 2745 . . . . . . . . 9 (𝐵 = 𝐴𝐴 = 𝐵)
4948biimpi 219 . . . . . . . 8 (𝐵 = 𝐴𝐴 = 𝐵)
5049con3i 157 . . . . . . 7 𝐴 = 𝐵 → ¬ 𝐵 = 𝐴)
5150adantl 485 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → ¬ 𝐵 = 𝐴)
52 simplr 769 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → ¬ 𝐴 < 𝐵)
53 pm4.56 988 . . . . . . 7 ((¬ 𝐵 = 𝐴 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ↔ ¬ (𝐵 = 𝐴𝐴 < 𝐵))
5453biimpi 219 . . . . . 6 ((¬ 𝐵 = 𝐴 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) → ¬ (𝐵 = 𝐴𝐴 < 𝐵))
5551, 52, 54syl2anc 587 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → ¬ (𝐵 = 𝐴𝐴 < 𝐵))
5647, 5syl 17 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
5747, 3syl 17 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
5856, 57lttrid 10849 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → (𝐵 < 𝐴 ↔ ¬ (𝐵 = 𝐴𝐴 < 𝐵)))
5955, 58mpbird 260 . . . 4 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → 𝐵 < 𝐴)
60 0ss 4282 . . . . . . . 8 ∅ ⊆ ℂ
61 eqid 2738 . . . . . . . . 9 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
6261cnfldtop 23529 . . . . . . . . . . 11 (TopOpen‘ℂfld) ∈ Top
63 rest0 21913 . . . . . . . . . . 11 ((TopOpen‘ℂfld) ∈ Top → ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ∅) = {∅})
6462, 63ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ∅) = {∅}
6564eqcomi 2747 . . . . . . . . 9 {∅} = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ∅)
6661, 65, 65cncfcn 23655 . . . . . . . 8 ((∅ ⊆ ℂ ∧ ∅ ⊆ ℂ) → (∅–cn→∅) = ({∅} Cn {∅}))
6760, 60, 66mp2an 692 . . . . . . 7 (∅–cn→∅) = ({∅} Cn {∅})
68 cncfss 23644 . . . . . . . 8 ((∅ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (∅–cn→∅) ⊆ (∅–cn→ℂ))
6960, 18, 68mp2an 692 . . . . . . 7 (∅–cn→∅) ⊆ (∅–cn→ℂ)
7067, 69eqsstrri 3910 . . . . . 6 ({∅} Cn {∅}) ⊆ (∅–cn→ℂ)
712a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))))
72 simpr 488 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐵 < 𝐴)
7323adantr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ*)
745rexrd 10762 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
7574adantr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ*)
76 icc0 12862 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐴[,]𝐵) = ∅ ↔ 𝐵 < 𝐴))
7773, 75, 76syl2anc 587 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → ((𝐴[,]𝐵) = ∅ ↔ 𝐵 < 𝐴))
7872, 77mpbird 260 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → (𝐴[,]𝐵) = ∅)
7978mpteq1d 5116 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))) = (𝑥 ∈ ∅ ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))))
80 mpt0 6473 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ∅ ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))) = ∅
8180a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → (𝑥 ∈ ∅ ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))) = ∅)
8271, 79, 813eqtrd 2777 . . . . . . 7 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐺 = ∅)
83 0cnf 42944 . . . . . . 7 ∅ ∈ ({∅} Cn {∅})
8482, 83eqeltrdi 2841 . . . . . 6 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐺 ∈ ({∅} Cn {∅}))
8570, 84sseldi 3873 . . . . 5 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐺 ∈ (∅–cn→ℂ))
8678eqcomd 2744 . . . . . 6 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → ∅ = (𝐴[,]𝐵))
8786oveq1d 7179 . . . . 5 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → (∅–cn→ℂ) = ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
8885, 87eleqtrd 2835 . . . 4 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
8947, 59, 88syl2anc 587 . . 3 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
9046, 89pm2.61dan 813 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
9114, 90pm2.61dan 813 1 (𝜑𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 399  wo 846   = wceq 1542  wnf 1790  wcel 2113  wss 3841  c0 4209  ifcif 4411  {csn 4513   class class class wbr 5027  cmpt 5107  cfv 6333  (class class class)co 7164  cc 10606  cr 10607  *cxr 10745   < clt 10746  (,)cioo 12814  [,]cicc 12817  t crest 16790  TopOpenctopn 16791  fldccnfld 20210  Topctop 21637   Cn ccn 21968  cnccncf 23621   lim climc 24606
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1916  ax-6 1974  ax-7 2019  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2144  ax-11 2161  ax-12 2178  ax-ext 2710  ax-rep 5151  ax-sep 5164  ax-nul 5171  ax-pow 5229  ax-pr 5293  ax-un 7473  ax-cnex 10664  ax-resscn 10665  ax-1cn 10666  ax-icn 10667  ax-addcl 10668  ax-addrcl 10669  ax-mulcl 10670  ax-mulrcl 10671  ax-mulcom 10672  ax-addass 10673  ax-mulass 10674  ax-distr 10675  ax-i2m1 10676  ax-1ne0 10677  ax-1rid 10678  ax-rnegex 10679  ax-rrecex 10680  ax-cnre 10681  ax-pre-lttri 10682  ax-pre-lttrn 10683  ax-pre-ltadd 10684  ax-pre-mulgt0 10685  ax-pre-sup 10686
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2717  df-cleq 2730  df-clel 2811  df-nfc 2881  df-ne 2935  df-nel 3039  df-ral 3058  df-rex 3059  df-reu 3060  df-rmo 3061  df-rab 3062  df-v 3399  df-sbc 3680  df-csb 3789  df-dif 3844  df-un 3846  df-in 3848  df-ss 3858  df-pss 3860  df-nul 4210  df-if 4412  df-pw 4487  df-sn 4514  df-pr 4516  df-tp 4518  df-op 4520  df-uni 4794  df-int 4834  df-iun 4880  df-iin 4881  df-br 5028  df-opab 5090  df-mpt 5108  df-tr 5134  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6123  df-ord 6169  df-on 6170  df-lim 6171  df-suc 6172  df-iota 6291  df-fun 6335  df-fn 6336  df-f 6337  df-f1 6338  df-fo 6339  df-f1o 6340  df-fv 6341  df-riota 7121  df-ov 7167  df-oprab 7168  df-mpo 7169  df-om 7594  df-1st 7707  df-2nd 7708  df-wrecs 7969  df-recs 8030  df-rdg 8068  df-1o 8124  df-er 8313  df-map 8432  df-pm 8433  df-en 8549  df-dom 8550  df-sdom 8551  df-fin 8552  df-fi 8941  df-sup 8972  df-inf 8973  df-pnf 10748  df-mnf 10749  df-xr 10750  df-ltxr 10751  df-le 10752  df-sub 10943  df-neg 10944  df-div 11369  df-nn 11710  df-2 11772  df-3 11773  df-4 11774  df-5 11775  df-6 11776  df-7 11777  df-8 11778  df-9 11779  df-n0 11970  df-z 12056  df-dec 12173  df-uz 12318  df-q 12424  df-rp 12466  df-xneg 12583  df-xadd 12584  df-xmul 12585  df-ioo 12818  df-ioc 12819  df-ico 12820  df-icc 12821  df-fz 12975  df-seq 13454  df-exp 13515  df-cj 14541  df-re 14542  df-im 14543  df-sqrt 14677  df-abs 14678  df-struct 16581  df-ndx 16582  df-slot 16583  df-base 16585  df-plusg 16674  df-mulr 16675  df-starv 16676  df-tset 16680  df-ple 16681  df-ds 16683  df-unif 16684  df-rest 16792  df-topn 16793  df-topgen 16813  df-psmet 20202  df-xmet 20203  df-met 20204  df-bl 20205  df-mopn 20206  df-cnfld 20211  df-top 21638  df-topon 21655  df-topsp 21677  df-bases 21690  df-cld 21763  df-ntr 21764  df-cls 21765  df-cn 21971  df-cnp 21972  df-xms 23066  df-ms 23067  df-cncf 23623  df-limc 24610
This theorem is referenced by:  cncfiooiccre  42962  cncfioobd  42964  itgioocnicc  43044  iblcncfioo  43045  fourierdlem73  43246  fourierdlem81  43254  fourierdlem82  43255
  Copyright terms: Public domain W3C validator