Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  cncfiooicc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cncfiooicc 40425
Description: A continuous function 𝐹 on an open interval (𝐴(,)𝐵) can be extended to a continuous function 𝐺 on the corresponding closed interval, if it has a finite right limit 𝑅 in 𝐴 and a finite left limit 𝐿 in 𝐵. 𝐹 can be complex valued. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
cncfiooicc.x 𝑥𝜑
cncfiooicc.g 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))))
cncfiooicc.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
cncfiooicc.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
cncfiooicc.f (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
cncfiooicc.l (𝜑𝐿 ∈ (𝐹 lim 𝐵))
cncfiooicc.r (𝜑𝑅 ∈ (𝐹 lim 𝐴))
Assertion
Ref Expression
cncfiooicc (𝜑𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐹   𝑥,𝐿   𝑥,𝑅   𝜑,𝑥
Allowed substitution hint:   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem cncfiooicc
StepHypRef Expression
1 nfv 1883 . . 3 𝑥(𝜑𝐴 < 𝐵)
2 cncfiooicc.g . . 3 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))))
3 cncfiooicc.a . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
43adantr 480 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
5 cncfiooicc.b . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
65adantr 480 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
7 simpr 476 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐴 < 𝐵)
8 cncfiooicc.f . . . 4 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
98adantr 480 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
10 cncfiooicc.l . . . 4 (𝜑𝐿 ∈ (𝐹 lim 𝐵))
1110adantr 480 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐿 ∈ (𝐹 lim 𝐵))
12 cncfiooicc.r . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ (𝐹 lim 𝐴))
1312adantr 480 . . 3 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝑅 ∈ (𝐹 lim 𝐴))
141, 2, 4, 6, 7, 9, 11, 13cncfiooicclem1 40424 . 2 ((𝜑𝐴 < 𝐵) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
15 limccl 23684 . . . . . . . . . 10 (𝐹 lim 𝐴) ⊆ ℂ
1615, 12sseldi 3634 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 ∈ ℂ)
1716snssd 4372 . . . . . . . 8 (𝜑 → {𝑅} ⊆ ℂ)
18 ssid 3657 . . . . . . . . 9 ℂ ⊆ ℂ
1918a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
20 cncfss 22749 . . . . . . . 8 (({𝑅} ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → ({𝐴}–cn→{𝑅}) ⊆ ({𝐴}–cn→ℂ))
2117, 19, 20syl2anc 694 . . . . . . 7 (𝜑 → ({𝐴}–cn→{𝑅}) ⊆ ({𝐴}–cn→ℂ))
2221adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → ({𝐴}–cn→{𝑅}) ⊆ ({𝐴}–cn→ℂ))
233rexrd 10127 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
24 iccid 12258 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ* → (𝐴[,]𝐴) = {𝐴})
2523, 24syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐴[,]𝐴) = {𝐴})
26 oveq2 6698 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 = 𝐵 → (𝐴[,]𝐴) = (𝐴[,]𝐵))
2725, 26sylan9req 2706 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → {𝐴} = (𝐴[,]𝐵))
2827eqcomd 2657 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → (𝐴[,]𝐵) = {𝐴})
29 simpr 476 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐴 = 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
3028adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐴 = 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐴[,]𝐵) = {𝐴})
3129, 30eleqtrd 2732 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐴 = 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ {𝐴})
32 elsni 4227 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ {𝐴} → 𝑥 = 𝐴)
3331, 32syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐴 = 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 = 𝐴)
3433iftrued 4127 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 = 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥))) = 𝑅)
3528, 34mpteq12dva 4765 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))) = (𝑥 ∈ {𝐴} ↦ 𝑅))
362, 35syl5eq 2697 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝐺 = (𝑥 ∈ {𝐴} ↦ 𝑅))
373recnd 10106 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
3837adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℂ)
3916adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝑅 ∈ ℂ)
40 cncfdmsn 40421 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑅 ∈ ℂ) → (𝑥 ∈ {𝐴} ↦ 𝑅) ∈ ({𝐴}–cn→{𝑅}))
4138, 39, 40syl2anc 694 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → (𝑥 ∈ {𝐴} ↦ 𝑅) ∈ ({𝐴}–cn→{𝑅}))
4236, 41eqeltrd 2730 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝐺 ∈ ({𝐴}–cn→{𝑅}))
4322, 42sseldd 3637 . . . . 5 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝐺 ∈ ({𝐴}–cn→ℂ))
4427oveq1d 6705 . . . . 5 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → ({𝐴}–cn→ℂ) = ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
4543, 44eleqtrd 2732 . . . 4 ((𝜑𝐴 = 𝐵) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
4645adantlr 751 . . 3 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐴 = 𝐵) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
47 simpll 805 . . . 4 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → 𝜑)
48 eqcom 2658 . . . . . . . . 9 (𝐵 = 𝐴𝐴 = 𝐵)
4948biimpi 206 . . . . . . . 8 (𝐵 = 𝐴𝐴 = 𝐵)
5049con3i 150 . . . . . . 7 𝐴 = 𝐵 → ¬ 𝐵 = 𝐴)
5150adantl 481 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → ¬ 𝐵 = 𝐴)
52 simplr 807 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → ¬ 𝐴 < 𝐵)
53 pm4.56 515 . . . . . . 7 ((¬ 𝐵 = 𝐴 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ↔ ¬ (𝐵 = 𝐴𝐴 < 𝐵))
5453biimpi 206 . . . . . 6 ((¬ 𝐵 = 𝐴 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) → ¬ (𝐵 = 𝐴𝐴 < 𝐵))
5551, 52, 54syl2anc 694 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → ¬ (𝐵 = 𝐴𝐴 < 𝐵))
5647, 5syl 17 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
5747, 3syl 17 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
5856, 57lttrid 10213 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → (𝐵 < 𝐴 ↔ ¬ (𝐵 = 𝐴𝐴 < 𝐵)))
5955, 58mpbird 247 . . . 4 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → 𝐵 < 𝐴)
60 0ss 4005 . . . . . . . 8 ∅ ⊆ ℂ
61 eqid 2651 . . . . . . . . 9 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
6261cnfldtop 22634 . . . . . . . . . . 11 (TopOpen‘ℂfld) ∈ Top
63 rest0 21021 . . . . . . . . . . 11 ((TopOpen‘ℂfld) ∈ Top → ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ∅) = {∅})
6462, 63ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ∅) = {∅}
6564eqcomi 2660 . . . . . . . . 9 {∅} = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ∅)
6661, 65, 65cncfcn 22759 . . . . . . . 8 ((∅ ⊆ ℂ ∧ ∅ ⊆ ℂ) → (∅–cn→∅) = ({∅} Cn {∅}))
6760, 60, 66mp2an 708 . . . . . . 7 (∅–cn→∅) = ({∅} Cn {∅})
68 cncfss 22749 . . . . . . . 8 ((∅ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (∅–cn→∅) ⊆ (∅–cn→ℂ))
6960, 18, 68mp2an 708 . . . . . . 7 (∅–cn→∅) ⊆ (∅–cn→ℂ)
7067, 69eqsstr3i 3669 . . . . . 6 ({∅} Cn {∅}) ⊆ (∅–cn→ℂ)
712a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))))
72 simpr 476 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐵 < 𝐴)
7323adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ*)
745rexrd 10127 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
7574adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ*)
76 icc0 12261 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → ((𝐴[,]𝐵) = ∅ ↔ 𝐵 < 𝐴))
7773, 75, 76syl2anc 694 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → ((𝐴[,]𝐵) = ∅ ↔ 𝐵 < 𝐴))
7872, 77mpbird 247 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → (𝐴[,]𝐵) = ∅)
7978mpteq1d 4771 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))) = (𝑥 ∈ ∅ ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))))
80 mpt0 6059 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ∅ ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))) = ∅
8180a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → (𝑥 ∈ ∅ ↦ if(𝑥 = 𝐴, 𝑅, if(𝑥 = 𝐵, 𝐿, (𝐹𝑥)))) = ∅)
8271, 79, 813eqtrd 2689 . . . . . . 7 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐺 = ∅)
83 0cnf 40408 . . . . . . 7 ∅ ∈ ({∅} Cn {∅})
8482, 83syl6eqel 2738 . . . . . 6 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐺 ∈ ({∅} Cn {∅}))
8570, 84sseldi 3634 . . . . 5 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐺 ∈ (∅–cn→ℂ))
8678eqcomd 2657 . . . . . 6 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → ∅ = (𝐴[,]𝐵))
8786oveq1d 6705 . . . . 5 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → (∅–cn→ℂ) = ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
8885, 87eleqtrd 2732 . . . 4 ((𝜑𝐵 < 𝐴) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
8947, 59, 88syl2anc 694 . . 3 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = 𝐵) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
9046, 89pm2.61dan 849 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐵) → 𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
9114, 90pm2.61dan 849 1 (𝜑𝐺 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wo 382  wa 383   = wceq 1523  wnf 1748  wcel 2030  wss 3607  c0 3948  ifcif 4119  {csn 4210   class class class wbr 4685  cmpt 4762  cfv 5926  (class class class)co 6690  cc 9972  cr 9973  *cxr 10111   < clt 10112  (,)cioo 12213  [,]cicc 12216  t crest 16128  TopOpenctopn 16129  fldccnfld 19794  Topctop 20746   Cn ccn 21076  cnccncf 22726   lim climc 23671
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-iin 4555  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-pm 7902  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-ioo 12217  df-ioc 12218  df-ico 12219  df-icc 12220  df-fz 12365  df-seq 12842  df-exp 12901  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-rest 16130  df-topn 16131  df-topgen 16151  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-cnfld 19795  df-top 20747  df-topon 20764  df-topsp 20785  df-bases 20798  df-cld 20871  df-ntr 20872  df-cls 20873  df-cn 21079  df-cnp 21080  df-xms 22172  df-ms 22173  df-cncf 22728  df-limc 23675
This theorem is referenced by:  cncfiooiccre  40426  cncfioobd  40428  itgioocnicc  40511  iblcncfioo  40512  fourierdlem73  40714  fourierdlem81  40722  fourierdlem82  40723
  Copyright terms: Public domain W3C validator