MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ivthle2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ivthle2 25808
Description: The intermediate value theorem with weak inequality, decreasing case. (Contributed by Mario Carneiro, 12-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
ivth.1 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
ivth.2 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
ivth.3 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ)
ivth.4 (𝜑 → 𝐴 < 𝐵)
ivth.5 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ 𝐷)
ivth.7 (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐷–cn→ℂ))
ivth.8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
ivthle2.9 (𝜑 → ((𝐹‘𝐵) ≤ 𝑈 ∧ 𝑈 ≤ (𝐹‘𝐴)))
Assertion
Ref Expression
ivthle2 (𝜑 → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑐,𝐵   𝐷,𝑐,𝑥   𝐹,𝑐,𝑥   𝜑,𝑐,𝑥   𝐴,𝑐,𝑥   𝑈,𝑐,𝑥

Proof of Theorem ivthle2
StepHypRef Expression
1 ioossicc 13591 . . . . 5 (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵)
2 ivth.1 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
32adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴))) → 𝐴 ∈ ℝ)
4 ivth.2 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
54adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴))) → 𝐵 ∈ ℝ)
6 ivth.3 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ)
76adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴))) → 𝑈 ∈ ℝ)
8 ivth.4 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 < 𝐵)
98adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴))) → 𝐴 < 𝐵)
10 ivth.5 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ 𝐷)
1110adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴))) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ 𝐷)
12 ivth.7 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐷–cn→ℂ))
1312adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴))) → 𝐹 ∈ (𝐷–cn→ℂ))
14 ivth.8 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
1514adantlr 728 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴))) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
16 simpr 490 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴))) → ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴)))
173, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 16ivth2 25806 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴))) → ∃𝑐 ∈ (𝐴(,)𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
18 ssrexv 3983 . . . . 5 ((𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵) → (∃𝑐 ∈ (𝐴(,)𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈 → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈))
191, 17, 18mpsyl 69 . . . 4 ((𝜑 ∧ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴))) → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
2019anassrs 473 . . 3 (((𝜑 ∧ (𝐹‘𝐵) < 𝑈) ∧ 𝑈 < (𝐹‘𝐴)) → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
212rexrd 11386 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
224rexrd 11386 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
232, 4, 8ltled 11485 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
24 lbicc2 13622 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
2521, 22, 23, 24syl3anc 1399 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
26 eqcom 2770 . . . . . . 7 ((𝐹‘𝑐) = 𝑈 ↔ 𝑈 = (𝐹‘𝑐))
27 fveq2 6908 . . . . . . . 8 (𝑐 = 𝐴 → (𝐹‘𝑐) = (𝐹‘𝐴))
2827eqeq2d 2774 . . . . . . 7 (𝑐 = 𝐴 → (𝑈 = (𝐹‘𝑐) ↔ 𝑈 = (𝐹‘𝐴)))
2926, 28bitrid 286 . . . . . 6 (𝑐 = 𝐴 → ((𝐹‘𝑐) = 𝑈 ↔ 𝑈 = (𝐹‘𝐴)))
3029rspcev 3580 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑈 = (𝐹‘𝐴)) → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
3125, 30sylan 592 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑈 = (𝐹‘𝐴)) → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
3231adantlr 728 . . 3 (((𝜑 ∧ (𝐹‘𝐵) < 𝑈) ∧ 𝑈 = (𝐹‘𝐴)) → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
33 ivthle2.9 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹‘𝐵) ≤ 𝑈 ∧ 𝑈 ≤ (𝐹‘𝐴)))
3433simprd 501 . . . . 5 (𝜑 → 𝑈 ≤ (𝐹‘𝐴))
35 fveq2 6908 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝐴 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝐴))
3635eleq1d 2849 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝐴 → ((𝐹‘𝑥) ∈ ℝ ↔ (𝐹‘𝐴) ∈ ℝ))
3714ralrimiva 3158 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
3836, 37, 25rspcdva 3581 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐹‘𝐴) ∈ ℝ)
396, 38leloed 11480 . . . . 5 (𝜑 → (𝑈 ≤ (𝐹‘𝐴) ↔ (𝑈 < (𝐹‘𝐴) ∨ 𝑈 = (𝐹‘𝐴))))
4034, 39mpbid 235 . . . 4 (𝜑 → (𝑈 < (𝐹‘𝐴) ∨ 𝑈 = (𝐹‘𝐴)))
4140adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝐹‘𝐵) < 𝑈) → (𝑈 < (𝐹‘𝐴) ∨ 𝑈 = (𝐹‘𝐴)))
4220, 32, 41mpjaodan 973 . 2 ((𝜑 ∧ (𝐹‘𝐵) < 𝑈) → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
43 ubicc2 13623 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵))
4421, 22, 23, 43syl3anc 1399 . . 3 (𝜑 → 𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵))
45 fveqeq2 6917 . . . 4 (𝑐 = 𝐵 → ((𝐹‘𝑐) = 𝑈 ↔ (𝐹‘𝐵) = 𝑈))
4645rspcev 3580 . . 3 ((𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ (𝐹‘𝐵) = 𝑈) → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
4744, 46sylan 592 . 2 ((𝜑 ∧ (𝐹‘𝐵) = 𝑈) → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
4833simpld 500 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘𝐵) ≤ 𝑈)
49 fveq2 6908 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐵 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝐵))
5049eleq1d 2849 . . . . 5 (𝑥 = 𝐵 → ((𝐹‘𝑥) ∈ ℝ ↔ (𝐹‘𝐵) ∈ ℝ))
5150, 37, 44rspcdva 3581 . . . 4 (𝜑 → (𝐹‘𝐵) ∈ ℝ)
5251, 6leloed 11480 . . 3 (𝜑 → ((𝐹‘𝐵) ≤ 𝑈 ↔ ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∨ (𝐹‘𝐵) = 𝑈)))
5348, 52mpbid 235 . 2 (𝜑 → ((𝐹‘𝐵) < 𝑈 ∨ (𝐹‘𝐵) = 𝑈))
5442, 47, 53mpjaodan 973 1 (𝜑 → ∃𝑐 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐹‘𝑐) = 𝑈)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∃wrex 3090   ⊆ wss 3900   class class class wbr 5106  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  ℂcc 11225  ℝcr 11226  ℝ*cxr 11369   < clt 11370   ≤ cle 11371  (,)cioo 13503  [,]cicc 13506  –cn→ccncf 25227
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-supp 8205  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8745  df-map 8877  df-ixp 8954  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-fsupp 9382  df-fi 9430  df-sup 9461  df-inf 9462  df-oi 9531  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-q 13103  df-rp 13148  df-xneg 13268  df-xadd 13269  df-xmul 13270  df-ioo 13507  df-icc 13510  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-seq 14172  df-exp 14232  df-hash 14502  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-starv 17472  df-sca 17473  df-vsca 17474  df-ip 17475  df-tset 17476  df-ple 17477  df-ds 17479  df-unif 17480  df-hom 17481  df-cco 17482  df-rest 17622  df-topn 17623  df-0g 17641  df-gsum 17642  df-topgen 17643  df-pt 17644  df-prds 17647  df-xrs 17703  df-qtop 17708  df-imas 17709  df-xps 17711  df-mre 17785  df-mrc 17786  df-acs 17788  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-submnd 19008  df-mulg 19307  df-cntz 19561  df-cmn 20026  df-psmet 21700  df-xmet 21701  df-met 21702  df-bl 21703  df-mopn 21704  df-cnfld 21709  df-top 23242  df-topon 23259  df-topsp 23281  df-bases 23294  df-cn 23575  df-cnp 23576  df-tx 23911  df-hmeo 24104  df-xms 24669  df-ms 24670  df-tms 24671  df-cncf 25229
This theorem is used by:  ivthicc  25809  recosf1o  26893
  Copyright terms: Public domain W3C validator