Theorem evthiccabs 41778

Description: Extreme Value Theorem on y closed interval, for the absolute value of y continuous function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
evthiccabs.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
evthiccabs.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
evthiccabs.aleb	⊢ (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
evthiccabs.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))

Assertion

Ref	Expression
evthiccabs	⊢ (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑥)) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑧)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑤))))

Distinct variable groups:   𝑤,𝐴,𝑧   𝑥,𝐴,𝑦   𝑤,𝐵,𝑧   𝑥,𝐵,𝑦   𝑤,𝐹,𝑧   𝑥,𝐹,𝑦   𝜑,𝑤,𝑧   𝜑,𝑥,𝑦

Proof of Theorem evthiccabs

Step	Hyp	Ref	Expression
1		evthiccabs.a	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2		evthiccabs.b	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
3		evthiccabs.aleb	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
4		ax-resscn 10596	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
5		ssid 3991	. . . . . . . 8 ⊢ ℂ ⊆ ℂ
6		cncfss 23509	. . . . . . . 8 ⊢ ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) ⊆ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
7	4, 5, 6	mp2an 690	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) ⊆ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)
8		evthiccabs.f	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
9	7, 8	sseldi 3967	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
10		abscncf 23511	. . . . . . 7 ⊢ abs ∈ (ℂ–cn→ℝ)
11	10	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → abs ∈ (ℂ–cn→ℝ))
12	9, 11	cncfco 23517	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (abs ∘ 𝐹) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
13	1, 2, 3, 12	evthicc 24062	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) ≤ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)((abs ∘ 𝐹)‘𝑧) ≤ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑤)))
14	13	simpld 497	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) ≤ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥))
15		cncff 23503	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
16		ffun 6519	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ → Fun 𝐹)
17	8, 15, 16	3syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → Fun 𝐹)
18	17	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → Fun 𝐹)
19		simpr 487	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))
20		fdm 6524	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ → dom 𝐹 = (𝐴[,]𝐵))
21	8, 15, 20	3syl 18	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → dom 𝐹 = (𝐴[,]𝐵))
22	21	eqcomd 2829	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) = dom 𝐹)
23	22	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐴[,]𝐵) = dom 𝐹)
24	19, 23	eleqtrd 2917	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
25		fvco 6761	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) = (abs‘(𝐹‘𝑦)))
26	18, 24, 25	syl2anc 586	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) = (abs‘(𝐹‘𝑦)))
27	26	adantlr 713	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) = (abs‘(𝐹‘𝑦)))
28	17	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → Fun 𝐹)
29		simpr 487	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
30	22	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐴[,]𝐵) = dom 𝐹)
31	29, 30	eleqtrd 2917	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ dom 𝐹)
32		fvco 6761	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) = (abs‘(𝐹‘𝑥)))
33	28, 31, 32	syl2anc 586	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) = (abs‘(𝐹‘𝑥)))
34	33	adantr 483	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) = (abs‘(𝐹‘𝑥)))
35	27, 34	breq12d 5081	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) ≤ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) ↔ (abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑥))))
36	35	ralbidva 3198	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) ≤ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) ↔ ∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑥))))
37	36	rexbidva 3298	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) ≤ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) ↔ ∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑥))))
38	14, 37	mpbid 234	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑥)))
39	13	simprd 498	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)((abs ∘ 𝐹)‘𝑧) ≤ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑤))
40	17	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → Fun 𝐹)
41		simpr 487	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵))
42	22	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐴[,]𝐵) = dom 𝐹)
43	41, 42	eleqtrd 2917	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑧 ∈ dom 𝐹)
44		fvco 6761	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑧 ∈ dom 𝐹) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑧) = (abs‘(𝐹‘𝑧)))
45	40, 43, 44	syl2anc 586	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑧) = (abs‘(𝐹‘𝑧)))
46	45	adantr 483	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑧) = (abs‘(𝐹‘𝑧)))
47	17	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → Fun 𝐹)
48		simpr 487	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵))
49	22	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐴[,]𝐵) = dom 𝐹)
50	48, 49	eleqtrd 2917	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑤 ∈ dom 𝐹)
51		fvco 6761	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑤 ∈ dom 𝐹) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑤) = (abs‘(𝐹‘𝑤)))
52	47, 50, 51	syl2anc 586	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑤) = (abs‘(𝐹‘𝑤)))
53	52	adantlr 713	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑤) = (abs‘(𝐹‘𝑤)))
54	46, 53	breq12d 5081	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (((abs ∘ 𝐹)‘𝑧) ≤ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑤) ↔ (abs‘(𝐹‘𝑧)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑤))))
55	54	ralbidva 3198	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)((abs ∘ 𝐹)‘𝑧) ≤ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑤) ↔ ∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑧)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑤))))
56	55	rexbidva 3298	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)((abs ∘ 𝐹)‘𝑧) ≤ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑤) ↔ ∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑧)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑤))))
57	39, 56	mpbid 234	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑧)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑤)))
58	38, 57	jca 514	1 ⊢ (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑥)) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑤 ∈ (𝐴[,]𝐵)(abs‘(𝐹‘𝑧)) ≤ (abs‘(𝐹‘𝑤))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  ∀wral 3140  ∃wrex 3141   ⊆ wss 3938   class class class wbr 5068  dom cdm 5557   ∘ ccom 5561  Fun wfun 6351  ⟶wf 6353  ‘cfv 6357  (class class class)co 7158  ℂcc 10537  ℝcr 10538   ≤ cle 10678  [,]cicc 12744  abscabs 14595  –cn→ccncf 23486

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-rep 5192  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616  ax-pre-sup 10617  ax-mulf 10619

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-int 4879  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-se 5517  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-isom 6366  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-of 7411  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-supp 7833  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-1o 8104  df-2o 8105  df-oadd 8108  df-er 8291  df-map 8410  df-ixp 8464  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-fin 8515  df-fsupp 8836  df-fi 8877  df-sup 8908  df-inf 8909  df-oi 8976  df-card 9370  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-div 11300  df-nn 11641  df-2 11703  df-3 11704  df-4 11705  df-5 11706  df-6 11707  df-7 11708  df-8 11709  df-9 11710  df-n0 11901  df-z 11985  df-dec 12102  df-uz 12247  df-q 12352  df-rp 12393  df-xneg 12510  df-xadd 12511  df-xmul 12512  df-ioo 12745  df-icc 12748  df-fz 12896  df-fzo 13037  df-seq 13373  df-exp 13433  df-hash 13694  df-cj 14460  df-re 14461  df-im 14462  df-sqrt 14596  df-abs 14597  df-struct 16487  df-ndx 16488  df-slot 16489  df-base 16491  df-sets 16492  df-ress 16493  df-plusg 16580  df-mulr 16581  df-starv 16582  df-sca 16583  df-vsca 16584  df-ip 16585  df-tset 16586  df-ple 16587  df-ds 16589  df-unif 16590  df-hom 16591  df-cco 16592  df-rest 16698  df-topn 16699  df-0g 16717  df-gsum 16718  df-topgen 16719  df-pt 16720  df-prds 16723  df-xrs 16777  df-qtop 16782  df-imas 16783  df-xps 16785  df-mre 16859  df-mrc 16860  df-acs 16862  df-mgm 17854  df-sgrp 17903  df-mnd 17914  df-submnd 17959  df-mulg 18227  df-cntz 18449  df-cmn 18910  df-psmet 20539  df-xmet 20540  df-met 20541  df-bl 20542  df-mopn 20543  df-cnfld 20548  df-top 21504  df-topon 21521  df-topsp 21543  df-bases 21556  df-cn 21837  df-cnp 21838  df-cmp 21997  df-tx 22172  df-hmeo 22365  df-xms 22932  df-ms 22933  df-tms 22934  df-cncf 23488

This theorem is referenced by:  fourierdlem77  42475  fourierdlem83  42481