Users' Mathboxes Mathbox for Stanislas Polu < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  imo72b2lem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem imo72b2lem1 39409
Description: Lemma for imo72b2 39413. (Contributed by Stanislas Polu, 9-Mar-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
imo72b2lem1.1 (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
imo72b2lem1.7 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝐹𝑥) ≠ 0)
imo72b2lem1.6 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℝ (abs‘(𝐹𝑦)) ≤ 1)
Assertion
Ref Expression
imo72b2lem1 (𝜑 → 0 < sup((abs “ (𝐹 “ ℝ)), ℝ, < ))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐹   𝑦,𝐹   𝜑,𝑥   𝜑,𝑦

Proof of Theorem imo72b2lem1
Dummy variables 𝑐 𝑡 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imaco 5894 . . . 4 ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) = (abs “ (𝐹 “ ℝ))
21eqcomi 2786 . . 3 (abs “ (𝐹 “ ℝ)) = ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ)
3 imassrn 5731 . . . . 5 ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) ⊆ ran (abs ∘ 𝐹)
43a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) ⊆ ran (abs ∘ 𝐹))
5 imo72b2lem1.1 . . . . . 6 (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
6 absf 14484 . . . . . . . 8 abs:ℂ⟶ℝ
76a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → abs:ℂ⟶ℝ)
8 ax-resscn 10329 . . . . . . . 8 ℝ ⊆ ℂ
98a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
107, 9fssresd 6321 . . . . . 6 (𝜑 → (abs ↾ ℝ):ℝ⟶ℝ)
115, 10fco2d 39399 . . . . 5 (𝜑 → (abs ∘ 𝐹):ℝ⟶ℝ)
1211frnd 6298 . . . 4 (𝜑 → ran (abs ∘ 𝐹) ⊆ ℝ)
134, 12sstrd 3830 . . 3 (𝜑 → ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) ⊆ ℝ)
142, 13syl5eqss 3867 . 2 (𝜑 → (abs “ (𝐹 “ ℝ)) ⊆ ℝ)
15 0re 10378 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
1615ne0ii 4151 . . . . . . 7 ℝ ≠ ∅
1716a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ℝ ≠ ∅)
1817, 11wnefimgd 39398 . . . . 5 (𝜑 → ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) ≠ ∅)
1918necomd 3023 . . . 4 (𝜑 → ∅ ≠ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ))
202a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (abs “ (𝐹 “ ℝ)) = ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ))
2119, 20neeqtrrd 3042 . . 3 (𝜑 → ∅ ≠ (abs “ (𝐹 “ ℝ)))
2221necomd 3023 . 2 (𝜑 → (abs “ (𝐹 “ ℝ)) ≠ ∅)
23 1red 10377 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
24 simpr 479 . . . . 5 ((𝜑𝑐 = 1) → 𝑐 = 1)
2524breq2d 4898 . . . 4 ((𝜑𝑐 = 1) → (𝑡𝑐𝑡 ≤ 1))
2625ralbidv 3167 . . 3 ((𝜑𝑐 = 1) → (∀𝑡 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑡𝑐 ↔ ∀𝑡 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑡 ≤ 1))
27 imo72b2lem1.6 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℝ (abs‘(𝐹𝑦)) ≤ 1)
285, 27extoimad 39402 . . 3 (𝜑 → ∀𝑡 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑡 ≤ 1)
2923, 26, 28rspcedvd 3517 . 2 (𝜑 → ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑡 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑡𝑐)
30 0red 10380 . 2 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
31 imo72b2lem1.7 . . 3 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝐹𝑥) ≠ 0)
325adantr 474 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
33 simprl 761 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → 𝑥 ∈ ℝ)
3432, 33fvco3d 39400 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) = (abs‘(𝐹𝑥)))
3511funfvima2d 39407 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) ∈ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ))
3635adantrr 707 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) ∈ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ))
3736, 1syl6eleq 2868 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ)))
3834, 37eqeltrrd 2859 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → (abs‘(𝐹𝑥)) ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ)))
39 simpr 479 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) ∧ 𝑧 = (abs‘(𝐹𝑥))) → 𝑧 = (abs‘(𝐹𝑥)))
4039breq2d 4898 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) ∧ 𝑧 = (abs‘(𝐹𝑥))) → (0 < 𝑧 ↔ 0 < (abs‘(𝐹𝑥))))
415ffvelrnda 6623 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ)
4241adantrr 707 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ)
4342recnd 10405 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → (𝐹𝑥) ∈ ℂ)
44 simprr 763 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → (𝐹𝑥) ≠ 0)
4543, 44absrpcld 14595 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → (abs‘(𝐹𝑥)) ∈ ℝ+)
4645rpgt0d 12184 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → 0 < (abs‘(𝐹𝑥)))
4738, 40, 46rspcedvd 3517 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → ∃𝑧 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))0 < 𝑧)
4831, 47rexlimddv 3217 . 2 (𝜑 → ∃𝑧 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))0 < 𝑧)
4914, 22, 29, 30, 48suprlubrd 39408 1 (𝜑 → 0 < sup((abs “ (𝐹 “ ℝ)), ℝ, < ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 386   = wceq 1601  wcel 2106  wne 2968  wral 3089  wrex 3090  wss 3791  c0 4140   class class class wbr 4886  ran crn 5356  cima 5358  ccom 5359  wf 6131  cfv 6135  supcsup 8634  cc 10270  cr 10271  0cc0 10272  1c1 10273   < clt 10411  cle 10412  abscabs 14381
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2054  ax-8 2108  ax-9 2115  ax-10 2134  ax-11 2149  ax-12 2162  ax-13 2333  ax-ext 2753  ax-sep 5017  ax-nul 5025  ax-pow 5077  ax-pr 5138  ax-un 7226  ax-cnex 10328  ax-resscn 10329  ax-1cn 10330  ax-icn 10331  ax-addcl 10332  ax-addrcl 10333  ax-mulcl 10334  ax-mulrcl 10335  ax-mulcom 10336  ax-addass 10337  ax-mulass 10338  ax-distr 10339  ax-i2m1 10340  ax-1ne0 10341  ax-1rid 10342  ax-rnegex 10343  ax-rrecex 10344  ax-cnre 10345  ax-pre-lttri 10346  ax-pre-lttrn 10347  ax-pre-ltadd 10348  ax-pre-mulgt0 10349  ax-pre-sup 10350
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2550  df-eu 2586  df-clab 2763  df-cleq 2769  df-clel 2773  df-nfc 2920  df-ne 2969  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3399  df-sbc 3652  df-csb 3751  df-dif 3794  df-un 3796  df-in 3798  df-ss 3805  df-pss 3807  df-nul 4141  df-if 4307  df-pw 4380  df-sn 4398  df-pr 4400  df-tp 4402  df-op 4404  df-uni 4672  df-iun 4755  df-br 4887  df-opab 4949  df-mpt 4966  df-tr 4988  df-id 5261  df-eprel 5266  df-po 5274  df-so 5275  df-fr 5314  df-we 5316  df-xp 5361  df-rel 5362  df-cnv 5363  df-co 5364  df-dm 5365  df-rn 5366  df-res 5367  df-ima 5368  df-pred 5933  df-ord 5979  df-on 5980  df-lim 5981  df-suc 5982  df-iota 6099  df-fun 6137  df-fn 6138  df-f 6139  df-f1 6140  df-fo 6141  df-f1o 6142  df-fv 6143  df-riota 6883  df-ov 6925  df-oprab 6926  df-mpt2 6927  df-om 7344  df-2nd 7446  df-wrecs 7689  df-recs 7751  df-rdg 7789  df-er 8026  df-en 8242  df-dom 8243  df-sdom 8244  df-sup 8636  df-pnf 10413  df-mnf 10414  df-xr 10415  df-ltxr 10416  df-le 10417  df-sub 10608  df-neg 10609  df-div 11033  df-nn 11375  df-2 11438  df-3 11439  df-n0 11643  df-z 11729  df-uz 11993  df-rp 12138  df-seq 13120  df-exp 13179  df-cj 14246  df-re 14247  df-im 14248  df-sqrt 14382  df-abs 14383
This theorem is referenced by:  imo72b2  39413
  Copyright terms: Public domain W3C validator