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 38990
Description: Lemma for imo72b2 38994. (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 5784 . . . 4 ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) = (abs “ (𝐹 “ ℝ))
21eqcomi 2779 . . 3 (abs “ (𝐹 “ ℝ)) = ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ)
3 imassrn 5618 . . . . 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 14284 . . . . . . . 8 abs:ℂ⟶ℝ
76a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → abs:ℂ⟶ℝ)
8 ax-resscn 10194 . . . . . . . 8 ℝ ⊆ ℂ
98a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
107, 9fssresd 6211 . . . . . 6 (𝜑 → (abs ↾ ℝ):ℝ⟶ℝ)
115, 10fco2d 38980 . . . . 5 (𝜑 → (abs ∘ 𝐹):ℝ⟶ℝ)
12 frn 6193 . . . . 5 ((abs ∘ 𝐹):ℝ⟶ℝ → ran (abs ∘ 𝐹) ⊆ ℝ)
1311, 12syl 17 . . . 4 (𝜑 → ran (abs ∘ 𝐹) ⊆ ℝ)
144, 13sstrd 3760 . . 3 (𝜑 → ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) ⊆ ℝ)
152, 14syl5eqss 3796 . 2 (𝜑 → (abs “ (𝐹 “ ℝ)) ⊆ ℝ)
16 0re 10241 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
1716ne0ii 4069 . . . . . . 7 ℝ ≠ ∅
1817a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ℝ ≠ ∅)
1918, 11wnefimgd 38979 . . . . 5 (𝜑 → ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ) ≠ ∅)
2019necomd 2997 . . . 4 (𝜑 → ∅ ≠ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ))
212a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (abs “ (𝐹 “ ℝ)) = ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ))
2220, 21neeqtrrd 3016 . . 3 (𝜑 → ∅ ≠ (abs “ (𝐹 “ ℝ)))
2322necomd 2997 . 2 (𝜑 → (abs “ (𝐹 “ ℝ)) ≠ ∅)
24 1red 10256 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
25 simpr 471 . . . . 5 ((𝜑𝑐 = 1) → 𝑐 = 1)
2625breq2d 4796 . . . 4 ((𝜑𝑐 = 1) → (𝑡𝑐𝑡 ≤ 1))
2726ralbidv 3134 . . 3 ((𝜑𝑐 = 1) → (∀𝑡 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑡𝑐 ↔ ∀𝑡 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑡 ≤ 1))
28 imo72b2lem1.6 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℝ (abs‘(𝐹𝑦)) ≤ 1)
295, 28extoimad 38983 . . 3 (𝜑 → ∀𝑡 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑡 ≤ 1)
3024, 27, 29rspcedvd 3465 . 2 (𝜑 → ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑡 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))𝑡𝑐)
31 0red 10242 . 2 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
32 imo72b2lem1.7 . . 3 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝐹𝑥) ≠ 0)
335adantr 466 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
34 simprl 746 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → 𝑥 ∈ ℝ)
3533, 34fvco3d 38981 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) = (abs‘(𝐹𝑥)))
3611funfvima2d 38988 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) ∈ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ))
3736adantrr 688 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) ∈ ((abs ∘ 𝐹) “ ℝ))
3837, 1syl6eleq 2859 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → ((abs ∘ 𝐹)‘𝑥) ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ)))
3935, 38eqeltrrd 2850 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → (abs‘(𝐹𝑥)) ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ)))
40 simpr 471 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) ∧ 𝑧 = (abs‘(𝐹𝑥))) → 𝑧 = (abs‘(𝐹𝑥)))
4140breq2d 4796 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) ∧ 𝑧 = (abs‘(𝐹𝑥))) → (0 < 𝑧 ↔ 0 < (abs‘(𝐹𝑥))))
425ffvelrnda 6502 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ)
4342adantrr 688 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ)
4443recnd 10269 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → (𝐹𝑥) ∈ ℂ)
45 simprr 748 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → (𝐹𝑥) ≠ 0)
4644, 45absrpcld 14394 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → (abs‘(𝐹𝑥)) ∈ ℝ+)
4746rpgt0d 12077 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → 0 < (abs‘(𝐹𝑥)))
4839, 41, 47rspcedvd 3465 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑥) ≠ 0)) → ∃𝑧 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))0 < 𝑧)
4932, 48rexlimddv 3182 . 2 (𝜑 → ∃𝑧 ∈ (abs “ (𝐹 “ ℝ))0 < 𝑧)
5015, 23, 30, 31, 49suprlubrd 38989 1 (𝜑 → 0 < sup((abs “ (𝐹 “ ℝ)), ℝ, < ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382   = wceq 1630  wcel 2144  wne 2942  wral 3060  wrex 3061  wss 3721  c0 4061   class class class wbr 4784  ran crn 5250  cima 5252  ccom 5253  wf 6027  cfv 6031  supcsup 8501  cc 10135  cr 10136  0cc0 10137  1c1 10138   < clt 10275  cle 10276  abscabs 14181
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214  ax-pre-sup 10215
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rmo 3068  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-iun 4654  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-om 7212  df-2nd 7315  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-er 7895  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-sup 8503  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-div 10886  df-nn 11222  df-2 11280  df-3 11281  df-n0 11494  df-z 11579  df-uz 11888  df-rp 12035  df-seq 13008  df-exp 13067  df-cj 14046  df-re 14047  df-im 14048  df-sqrt 14182  df-abs 14183
This theorem is referenced by:  imo72b2  38994
  Copyright terms: Public domain W3C validator