MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  evthicc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem evthicc 23517
Description: Specialization of the Extreme Value Theorem to a closed interval of . (Contributed by Mario Carneiro, 12-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
evthicc.1 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
evthicc.2 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
evthicc.3 (𝜑𝐴𝐵)
evthicc.4 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
Assertion
Ref Expression
evthicc (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹𝑦) ≤ (𝐹𝑥) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹𝑧) ≤ (𝐹𝑤)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑧,𝑤,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦   𝑤,𝐵,𝑧   𝑥,𝐹,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝜑,𝑤,𝑧   𝑤,𝐹,𝑧

Proof of Theorem evthicc
StepHypRef Expression
1 eqid 2765 . . . 4 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)) = ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))
2 eqid 2765 . . . 4 (topGen‘ran (,)) = (topGen‘ran (,))
3 evthicc.1 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
4 evthicc.2 . . . . 5 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
5 eqid 2765 . . . . . 6 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)) = ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))
62, 5icccmp 22907 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)) ∈ Comp)
73, 4, 6syl2anc 579 . . . 4 (𝜑 → ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)) ∈ Comp)
8 evthicc.4 . . . . 5 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
9 iccssre 12457 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
103, 4, 9syl2anc 579 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
11 ax-resscn 10246 . . . . . . . 8 ℝ ⊆ ℂ
1210, 11syl6ss 3773 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℂ)
13 eqid 2765 . . . . . . . 8 ((abs ∘ − ) ↾ ((𝐴[,]𝐵) × (𝐴[,]𝐵))) = ((abs ∘ − ) ↾ ((𝐴[,]𝐵) × (𝐴[,]𝐵)))
14 eqid 2765 . . . . . . . 8 ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)) = ((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))
15 eqid 2765 . . . . . . . 8 (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ ((𝐴[,]𝐵) × (𝐴[,]𝐵)))) = (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ ((𝐴[,]𝐵) × (𝐴[,]𝐵))))
16 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ))) = (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)))
1714, 16tgioo 22878 . . . . . . . 8 (topGen‘ran (,)) = (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ (ℝ × ℝ)))
1813, 14, 15, 17cncfmet 22990 . . . . . . 7 (((𝐴[,]𝐵) ⊆ ℂ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) = ((MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ ((𝐴[,]𝐵) × (𝐴[,]𝐵)))) Cn (topGen‘ran (,))))
1912, 11, 18sylancl 580 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) = ((MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ ((𝐴[,]𝐵) × (𝐴[,]𝐵)))) Cn (topGen‘ran (,))))
202, 15resubmet 22884 . . . . . . . 8 ((𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ → (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ ((𝐴[,]𝐵) × (𝐴[,]𝐵)))) = ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)))
2110, 20syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ ((𝐴[,]𝐵) × (𝐴[,]𝐵)))) = ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)))
2221oveq1d 6857 . . . . . 6 (𝜑 → ((MetOpen‘((abs ∘ − ) ↾ ((𝐴[,]𝐵) × (𝐴[,]𝐵)))) Cn (topGen‘ran (,))) = (((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)) Cn (topGen‘ran (,))))
2319, 22eqtrd 2799 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) = (((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)) Cn (topGen‘ran (,))))
248, 23eleqtrd 2846 . . . 4 (𝜑𝐹 ∈ (((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)) Cn (topGen‘ran (,))))
25 retop 22844 . . . . . 6 (topGen‘ran (,)) ∈ Top
26 uniretop 22845 . . . . . . 7 ℝ = (topGen‘ran (,))
2726restuni 21246 . . . . . 6 (((topGen‘ran (,)) ∈ Top ∧ (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) = ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)))
2825, 10, 27sylancr 581 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) = ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)))
293rexrd 10343 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
304rexrd 10343 . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
31 evthicc.3 . . . . . . 7 (𝜑𝐴𝐵)
32 lbicc2 12492 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
3329, 30, 31, 32syl3anc 1490 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
3433ne0d 4086 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ≠ ∅)
3528, 34eqnetrrd 3005 . . . 4 (𝜑 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵)) ≠ ∅)
361, 2, 7, 24, 35evth 23037 . . 3 (𝜑 → ∃𝑥 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))∀𝑦 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))(𝐹𝑦) ≤ (𝐹𝑥))
3728raleqdv 3292 . . . 4 (𝜑 → (∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹𝑦) ≤ (𝐹𝑥) ↔ ∀𝑦 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))(𝐹𝑦) ≤ (𝐹𝑥)))
3828, 37rexeqbidv 3301 . . 3 (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹𝑦) ≤ (𝐹𝑥) ↔ ∃𝑥 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))∀𝑦 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))(𝐹𝑦) ≤ (𝐹𝑥)))
3936, 38mpbird 248 . 2 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹𝑦) ≤ (𝐹𝑥))
401, 2, 7, 24, 35evth2 23038 . . 3 (𝜑 → ∃𝑧 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))∀𝑤 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))(𝐹𝑧) ≤ (𝐹𝑤))
4128raleqdv 3292 . . . 4 (𝜑 → (∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹𝑧) ≤ (𝐹𝑤) ↔ ∀𝑤 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))(𝐹𝑧) ≤ (𝐹𝑤)))
4228, 41rexeqbidv 3301 . . 3 (𝜑 → (∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹𝑧) ≤ (𝐹𝑤) ↔ ∃𝑧 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))∀𝑤 ((topGen‘ran (,)) ↾t (𝐴[,]𝐵))(𝐹𝑧) ≤ (𝐹𝑤)))
4340, 42mpbird 248 . 2 (𝜑 → ∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹𝑧) ≤ (𝐹𝑤))
4439, 43jca 507 1 (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹𝑦) ≤ (𝐹𝑥) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹𝑧) ≤ (𝐹𝑤)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1652  wcel 2155  wral 3055  wrex 3056  wss 3732  c0 4079   cuni 4594   class class class wbr 4809   × cxp 5275  ran crn 5278  cres 5279  ccom 5281  cfv 6068  (class class class)co 6842  cc 10187  cr 10188  *cxr 10327  cle 10329  cmin 10520  (,)cioo 12377  [,]cicc 12380  abscabs 14259  t crest 16347  topGenctg 16364  MetOpencmopn 20009  Topctop 20977   Cn ccn 21308  Compccmp 21469  cnccncf 22958
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4930  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-inf2 8753  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-pre-sup 10267  ax-mulf 10269
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-int 4634  df-iun 4678  df-iin 4679  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-se 5237  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-isom 6077  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-of 7095  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-supp 7498  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-1o 7764  df-2o 7765  df-oadd 7768  df-er 7947  df-map 8062  df-ixp 8114  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-fin 8164  df-fsupp 8483  df-fi 8524  df-sup 8555  df-inf 8556  df-oi 8622  df-card 9016  df-cda 9243  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-div 10939  df-nn 11275  df-2 11335  df-3 11336  df-4 11337  df-5 11338  df-6 11339  df-7 11340  df-8 11341  df-9 11342  df-n0 11539  df-z 11625  df-dec 11741  df-uz 11887  df-q 11990  df-rp 12029  df-xneg 12146  df-xadd 12147  df-xmul 12148  df-ioo 12381  df-icc 12384  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-seq 13009  df-exp 13068  df-hash 13322  df-cj 14124  df-re 14125  df-im 14126  df-sqrt 14260  df-abs 14261  df-struct 16132  df-ndx 16133  df-slot 16134  df-base 16136  df-sets 16137  df-ress 16138  df-plusg 16227  df-mulr 16228  df-starv 16229  df-sca 16230  df-vsca 16231  df-ip 16232  df-tset 16233  df-ple 16234  df-ds 16236  df-unif 16237  df-hom 16238  df-cco 16239  df-rest 16349  df-topn 16350  df-0g 16368  df-gsum 16369  df-topgen 16370  df-pt 16371  df-prds 16374  df-xrs 16428  df-qtop 16433  df-imas 16434  df-xps 16436  df-mre 16512  df-mrc 16513  df-acs 16515  df-mgm 17508  df-sgrp 17550  df-mnd 17561  df-submnd 17602  df-mulg 17808  df-cntz 18013  df-cmn 18461  df-psmet 20011  df-xmet 20012  df-met 20013  df-bl 20014  df-mopn 20015  df-cnfld 20020  df-top 20978  df-topon 20995  df-topsp 21017  df-bases 21030  df-cn 21311  df-cnp 21312  df-cmp 21470  df-tx 21645  df-hmeo 21838  df-xms 22404  df-ms 22405  df-tms 22406  df-cncf 22960
This theorem is referenced by:  evthicc2  23518  cniccbdd  23519  rolle  24044  dvivthlem1  24062  itgsubst  24103  evthiccabs  40360  cncficcgt0  40739
  Copyright terms: Public domain W3C validator