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

Theorem cncfiooiccre 44484
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 is assumed to be real-valued. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
cncfiooiccre.x 𝑥𝜑
cncfiooiccre.g 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))))
cncfiooiccre.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
cncfiooiccre.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
cncfiooiccre.altb (𝜑𝐴 < 𝐵)
cncfiooiccre.f (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ))
cncfiooiccre.l (𝜑𝐿 ∈ (𝐹 lim 𝐵))
cncfiooiccre.r (𝜑𝑅 ∈ (𝐹 lim 𝐴))
Assertion
Ref Expression
cncfiooiccre (𝜑𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐹   𝑥,𝐿   𝑥,𝑅   𝜑,𝑥
Allowed substitution hint:   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem cncfiooiccre
StepHypRef Expression
1 iftrue 4530 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝐴 → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) = 𝑅)
21adantl 483 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 𝐴) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) = 𝑅)
3 cncfiooiccre.f . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ))
4 cncff 24378 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ) → 𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
53, 4syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
6 ioosscn 13373 . . . . . . . . 9 (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ
76a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ)
8 eqid 2733 . . . . . . . . 9 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
9 cncfiooiccre.b . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
109rexrd 11251 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
11 cncfiooiccre.a . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
12 cncfiooiccre.altb . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 < 𝐵)
138, 10, 11, 12lptioo1cn 44235 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ((limPt‘(TopOpen‘ℂfld))‘(𝐴(,)𝐵)))
14 cncfiooiccre.r . . . . . . . 8 (𝜑𝑅 ∈ (𝐹 lim 𝐴))
155, 7, 13, 14limcrecl 44218 . . . . . . 7 (𝜑𝑅 ∈ ℝ)
1615adantr 482 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 𝐴) → 𝑅 ∈ ℝ)
172, 16eqeltrd 2834 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 𝐴) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) ∈ ℝ)
1817adantlr 714 . . . 4 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑥 = 𝐴) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) ∈ ℝ)
19 iffalse 4533 . . . . . . . . 9 𝑥 = 𝐴 → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) = if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))
20 iftrue 4530 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝐵 → if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)) = 𝐿)
2119, 20sylan9eq 2793 . . . . . . . 8 ((¬ 𝑥 = 𝐴𝑥 = 𝐵) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) = 𝐿)
2221adantll 713 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ 𝑥 = 𝐵) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) = 𝐿)
2311rexrd 11251 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
248, 23, 9, 12lptioo2cn 44234 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵 ∈ ((limPt‘(TopOpen‘ℂfld))‘(𝐴(,)𝐵)))
25 cncfiooiccre.l . . . . . . . . 9 (𝜑𝐿 ∈ (𝐹 lim 𝐵))
265, 7, 24, 25limcrecl 44218 . . . . . . . 8 (𝜑𝐿 ∈ ℝ)
2726ad2antrr 725 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝐿 ∈ ℝ)
2822, 27eqeltrd 2834 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ 𝑥 = 𝐵) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) ∈ ℝ)
2928adantllr 718 . . . . 5 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ 𝑥 = 𝐵) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) ∈ ℝ)
30 iffalse 4533 . . . . . . . 8 𝑥 = 𝐵 → if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)) = (𝐹𝑥))
3119, 30sylan9eq 2793 . . . . . . 7 ((¬ 𝑥 = 𝐴 ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) = (𝐹𝑥))
3231adantll 713 . . . . . 6 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) = (𝐹𝑥))
335ad3antrrr 729 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
3423ad3antrrr 729 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ*)
3510ad3antrrr 729 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
3611adantr 482 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ)
379adantr 482 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ)
38 simpr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
39 eliccre 44091 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ ℝ)
4036, 37, 38, 39syl3anc 1372 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ ℝ)
4140ad2antrr 725 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 ∈ ℝ)
4211ad2antrr 725 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
4340adantr 482 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) → 𝑥 ∈ ℝ)
4423ad2antrr 725 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ*)
4510ad2antrr 725 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ*)
4638adantr 482 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
47 iccgelb 13367 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴𝑥)
4844, 45, 46, 47syl3anc 1372 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) → 𝐴𝑥)
49 neqne 2949 . . . . . . . . . . 11 𝑥 = 𝐴𝑥𝐴)
5049adantl 483 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) → 𝑥𝐴)
5142, 43, 48, 50leneltd 11355 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) → 𝐴 < 𝑥)
5251adantr 482 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝐴 < 𝑥)
5340adantr 482 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 ∈ ℝ)
549ad2antrr 725 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
5523ad2antrr 725 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ*)
5610ad2antrr 725 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
5738adantr 482 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
58 iccleub 13366 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥𝐵)
5955, 56, 57, 58syl3anc 1372 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥𝐵)
60 neqne 2949 . . . . . . . . . . . 12 𝑥 = 𝐵𝑥𝐵)
6160necomd 2997 . . . . . . . . . . 11 𝑥 = 𝐵𝐵𝑥)
6261adantl 483 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝐵𝑥)
6353, 54, 59, 62leneltd 11355 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 < 𝐵)
6463adantlr 714 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 < 𝐵)
6534, 35, 41, 52, 64eliood 44084 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵))
6633, 65ffvelcdmd 7075 . . . . . 6 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ)
6732, 66eqeltrd 2834 . . . . 5 ((((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐵) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) ∈ ℝ)
6829, 67pm2.61dan 812 . . . 4 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝐴) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) ∈ ℝ)
6918, 68pm2.61dan 812 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) ∈ ℝ)
70 cncfiooiccre.g . . 3 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))))
7169, 70fmptd 7101 . 2 (𝜑𝐺:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
72 ax-resscn 11154 . . 3 ℝ ⊆ ℂ
73 cncfiooiccre.x . . . 4 𝑥𝜑
74 ssid 4002 . . . . . 6 ℂ ⊆ ℂ
75 cncfss 24384 . . . . . 6 ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ) ⊆ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
7672, 74, 75mp2an 691 . . . . 5 ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ) ⊆ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ)
7776, 3sselid 3978 . . . 4 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
7873, 70, 11, 9, 77, 25, 14cncfiooicc 44483 . . 3 (𝜑𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
79 cncfcdm 24383 . . 3 ((ℝ ⊆ ℂ ∧ 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)) → (𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) ↔ 𝐺:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ))
8072, 78, 79sylancr 588 . 2 (𝜑 → (𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) ↔ 𝐺:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ))
8171, 80mpbird 257 1 (𝜑𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 397   = wceq 1542  wnf 1786  wcel 2107  wne 2941  wss 3946  ifcif 4524   class class class wbr 5144  cmpt 5227  wf 6531  cfv 6535  (class class class)co 7396  cc 11095  cr 11096  *cxr 11234   < clt 11235  cle 11236  (,)cioo 13311  [,]cicc 13314  TopOpenctopn 17354  fldccnfld 20918  cnccncf 24361   lim climc 25348
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5281  ax-sep 5295  ax-nul 5302  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7712  ax-cnex 11153  ax-resscn 11154  ax-1cn 11155  ax-icn 11156  ax-addcl 11157  ax-addrcl 11158  ax-mulcl 11159  ax-mulrcl 11160  ax-mulcom 11161  ax-addass 11162  ax-mulass 11163  ax-distr 11164  ax-i2m1 11165  ax-1ne0 11166  ax-1rid 11167  ax-rnegex 11168  ax-rrecex 11169  ax-cnre 11170  ax-pre-lttri 11171  ax-pre-lttrn 11172  ax-pre-ltadd 11173  ax-pre-mulgt0 11174  ax-pre-sup 11175
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3776  df-csb 3892  df-dif 3949  df-un 3951  df-in 3953  df-ss 3963  df-pss 3965  df-nul 4321  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-tp 4629  df-op 4631  df-uni 4905  df-int 4947  df-iun 4995  df-iin 4996  df-br 5145  df-opab 5207  df-mpt 5228  df-tr 5262  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6292  df-ord 6359  df-on 6360  df-lim 6361  df-suc 6362  df-iota 6487  df-fun 6537  df-fn 6538  df-f 6539  df-f1 6540  df-fo 6541  df-f1o 6542  df-fv 6543  df-riota 7352  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-om 7843  df-1st 7962  df-2nd 7963  df-frecs 8253  df-wrecs 8284  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-er 8691  df-map 8810  df-pm 8811  df-en 8928  df-dom 8929  df-sdom 8930  df-fin 8931  df-fi 9393  df-sup 9424  df-inf 9425  df-pnf 11237  df-mnf 11238  df-xr 11239  df-ltxr 11240  df-le 11241  df-sub 11433  df-neg 11434  df-div 11859  df-nn 12200  df-2 12262  df-3 12263  df-4 12264  df-5 12265  df-6 12266  df-7 12267  df-8 12268  df-9 12269  df-n0 12460  df-z 12546  df-dec 12665  df-uz 12810  df-q 12920  df-rp 12962  df-xneg 13079  df-xadd 13080  df-xmul 13081  df-ioo 13315  df-ioc 13316  df-ico 13317  df-icc 13318  df-fz 13472  df-seq 13954  df-exp 14015  df-cj 15033  df-re 15034  df-im 15035  df-sqrt 15169  df-abs 15170  df-struct 17067  df-slot 17102  df-ndx 17114  df-base 17132  df-plusg 17197  df-mulr 17198  df-starv 17199  df-tset 17203  df-ple 17204  df-ds 17206  df-unif 17207  df-rest 17355  df-topn 17356  df-topgen 17376  df-psmet 20910  df-xmet 20911  df-met 20912  df-bl 20913  df-mopn 20914  df-cnfld 20919  df-top 22365  df-topon 22382  df-topsp 22404  df-bases 22418  df-cld 22492  df-ntr 22493  df-cls 22494  df-nei 22571  df-lp 22609  df-cn 22700  df-cnp 22701  df-xms 23795  df-ms 23796  df-cncf 24363  df-limc 25352
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator