Theorem extoimad 44176

Description: If |f(x)| <= C for all x then it applies to all x in the image of |f(x)| (Contributed by Stanislas Polu, 9-Mar-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
extoimad.1	⊢ (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
extoimad.2	⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℝ (abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝐶)

Assertion

Ref	Expression
extoimad	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑥 ≤ 𝐶)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐶,𝑦   𝑥,𝐹,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦

Proof of Theorem extoimad

Step	Hyp	Ref	Expression
1		extoimad.2	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℝ (abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝐶)
2		extoimad.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
3	2	ffvelcdmda 7012	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) ∈ ℝ)
4	3	recnd 11132	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) ∈ ℂ)
5	4	abscld 15338	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (abs‘(𝐹‘𝑦)) ∈ ℝ)
6		imaco 6195	. . . . . 6 ⊢ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) = (abs “ (𝐹 “ ℝ))
7	6	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) = (abs “ (𝐹 “ ℝ)))
8	7	eleq2d 2815	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) ↔ 𝑥 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))))
9		absf 15237	. . . . . . . . . . 11 ⊢ abs:ℂ⟶ℝ
10	9	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → abs:ℂ⟶ℝ)
11		ax-resscn 11055	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
12	11	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
13	10, 12	fssresd 6686	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (abs ↾ ℝ):ℝ⟶ℝ)
14	2, 13	fco2d 44174	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (abs ∘ 𝐹):ℝ⟶ℝ)
15	14	ffnd 6648	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (abs ∘ 𝐹) Fn ℝ)
16		ssidd 3956	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ℝ ⊆ ℝ)
17	15, 16	fvelimabd 6890	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) = 𝑥))
18		eqcom 2737	. . . . . . . 8 ⊢ (((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) = 𝑥 ↔ 𝑥 = ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦))
19	18	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) = 𝑥 ↔ 𝑥 = ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦)))
20	19	rexbidv 3154	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦 ∈ ℝ ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) = 𝑥 ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑥 = ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦)))
21	17, 20	bitrd 279	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑥 = ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦)))
22	2	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
23		simpr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ∈ ℝ)
24	22, 23	fvco3d 6917	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦) = (abs‘(𝐹‘𝑦)))
25	24	eqcomd 2736	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (abs‘(𝐹‘𝑦)) = ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦))
26	25	eqeq2d 2741	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑥 = (abs‘(𝐹‘𝑦)) ↔ 𝑥 = ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦)))
27	26	rexbidva 3152	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦 ∈ ℝ 𝑥 = (abs‘(𝐹‘𝑦)) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑥 = ((abs ∘ 𝐹)‘𝑦)))
28	21, 27	bitr4d 282	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑥 = (abs‘(𝐹‘𝑦))))
29	8, 28	bitr3d 281	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ)) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ 𝑥 = (abs‘(𝐹‘𝑦))))
30		simpr 484	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = (abs‘(𝐹‘𝑦))) → 𝑥 = (abs‘(𝐹‘𝑦)))
31	30	breq1d 5099	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = (abs‘(𝐹‘𝑦))) → (𝑥 ≤ 𝐶 ↔ (abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝐶))
32	5, 29, 31	ralxfr2d 5346	. 2 ⊢ (𝜑 → (∀𝑥 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑥 ≤ 𝐶 ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ (abs‘(𝐹‘𝑦)) ≤ 𝐶))
33	1, 32	mpbird 257	1 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑥 ≤ 𝐶)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1541   ∈ wcel 2110  ∀wral 3045  ∃wrex 3054   ⊆ wss 3900   class class class wbr 5089   “ cima 5617   ∘ ccom 5618  ⟶wf 6473  ‘cfv 6477  ℂcc 10996  ℝcr 10997   ≤ cle 11139  abscabs 15133

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 1968  ax-7 2009  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2179  ax-ext 2702  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7663  ax-cnex 11054  ax-resscn 11055  ax-1cn 11056  ax-icn 11057  ax-addcl 11058  ax-addrcl 11059  ax-mulcl 11060  ax-mulrcl 11061  ax-mulcom 11062  ax-addass 11063  ax-mulass 11064  ax-distr 11065  ax-i2m1 11066  ax-1ne0 11067  ax-1rid 11068  ax-rnegex 11069  ax-rrecex 11070  ax-cnre 11071  ax-pre-lttri 11072  ax-pre-lttrn 11073  ax-pre-ltadd 11074  ax-pre-mulgt0 11075  ax-pre-sup 11076

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3394  df-v 3436  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-pss 3920  df-nul 4282  df-if 4474  df-pw 4550  df-sn 4575  df-pr 4577  df-op 4581  df-uni 4858  df-iun 4941  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-tr 5197  df-id 5509  df-eprel 5514  df-po 5522  df-so 5523  df-fr 5567  df-we 5569  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6244  df-ord 6305  df-on 6306  df-lim 6307  df-suc 6308  df-iota 6433  df-fun 6479  df-fn 6480  df-f 6481  df-f1 6482  df-fo 6483  df-f1o 6484  df-fv 6485  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-om 7792  df-2nd 7917  df-frecs 8206  df-wrecs 8237  df-recs 8286  df-rdg 8324  df-er 8617  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-sup 9321  df-pnf 11140  df-mnf 11141  df-xr 11142  df-ltxr 11143  df-le 11144  df-sub 11338  df-neg 11339  df-div 11767  df-nn 12118  df-2 12180  df-3 12181  df-n0 12374  df-z 12461  df-uz 12725  df-rp 12883  df-seq 13901  df-exp 13961  df-cj 14998  df-re 14999  df-im 15000  df-sqrt 15134  df-abs 15135

This theorem is referenced by:  imo72b2lem0  44177  imo72b2lem2  44179  imo72b2lem1  44181  imo72b2  44184