Metamath Proof Explorer


Theorem broucube

Description: Brouwer - or as Kulpa calls it, "Bohl-Brouwer" - fixed point theorem for the unit cube. Theorem on Kulpa p. 548. (Contributed by Brendan Leahy, 21-Aug-2020)

Ref Expression
Hypotheses poimir.0 ⊢ φ → N ∈ ℕ
poimir.i ⊢ I = 0 1 1 … N
poimir.r ⊢ R = ∏ 𝑡 ⁡ 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ .
broucube.1 ⊢ φ → F ∈ R ↾ 𝑡 I Cn R ↾ 𝑡 I
Assertion broucube ⊢ φ → ∃ c ∈ I c = F ⁡ c

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 poimir.0 ⊢ φ → N ∈ ℕ
2 poimir.i ⊢ I = 0 1 1 … N
3 poimir.r ⊢ R = ∏ 𝑡 ⁡ 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ .
4 broucube.1 ⊢ φ → F ∈ R ↾ 𝑡 I Cn R ↾ 𝑡 I
5 elmapfn ⊢ x ∈ 0 1 1 … N → x Fn 1 … N
6 5 2 eleq2s ⊢ x ∈ I → x Fn 1 … N
7 6 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ I → x Fn 1 … N
8 ovex ⊢ 1 … N ∈ V
9 retopon ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ TopOn ⁡ ℝ
10 3 pttoponconst ⊢ 1 … N ∈ V ∧ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ TopOn ⁡ ℝ → R ∈ TopOn ⁡ ℝ 1 … N
11 8 9 10 mp2an ⊢ R ∈ TopOn ⁡ ℝ 1 … N
12 reex ⊢ ℝ ∈ V
13 unitssre ⊢ 0 1 ⊆ ℝ
14 mapss ⊢ ℝ ∈ V ∧ 0 1 ⊆ ℝ → 0 1 1 … N ⊆ ℝ 1 … N
15 12 13 14 mp2an ⊢ 0 1 1 … N ⊆ ℝ 1 … N
16 2 15 eqsstri ⊢ I ⊆ ℝ 1 … N
17 resttopon ⊢ R ∈ TopOn ⁡ ℝ 1 … N ∧ I ⊆ ℝ 1 … N → R ↾ 𝑡 I ∈ TopOn ⁡ I
18 11 16 17 mp2an ⊢ R ↾ 𝑡 I ∈ TopOn ⁡ I
19 18 toponunii ⊢ I = ⋃ R ↾ 𝑡 I
20 19 19 cnf ⊢ F ∈ R ↾ 𝑡 I Cn R ↾ 𝑡 I → F : I ⟶ I
21 4 20 syl ⊢ φ → F : I ⟶ I
22 21 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ x ∈ I → F ⁡ x ∈ I
23 elmapfn ⊢ F ⁡ x ∈ 0 1 1 … N → F ⁡ x Fn 1 … N
24 23 2 eleq2s ⊢ F ⁡ x ∈ I → F ⁡ x Fn 1 … N
25 22 24 syl ⊢ φ ∧ x ∈ I → F ⁡ x Fn 1 … N
26 ovexd ⊢ φ ∧ x ∈ I → 1 … N ∈ V
27 inidm ⊢ 1 … N ∩ 1 … N = 1 … N
28 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → x ⁡ n = x ⁡ n
29 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ x ⁡ n = F ⁡ x ⁡ n
30 7 25 26 26 27 28 29 offval ⊢ φ ∧ x ∈ I → x − f F ⁡ x = n ∈ 1 … N ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n
31 30 mpteq2dva ⊢ φ → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x = x ∈ I ⟼ n ∈ 1 … N ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n
32 18 a1i ⊢ φ → R ↾ 𝑡 I ∈ TopOn ⁡ I
33 ovexd ⊢ φ → 1 … N ∈ V
34 retop ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top
35 34 fconst6 ⊢ 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . : 1 … N ⟶ Top
36 35 a1i ⊢ φ → 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . : 1 … N ⟶ Top
37 18 a1i ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → R ↾ 𝑡 I ∈ TopOn ⁡ I
38 eqid ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld = TopOpen ⁡ ℂ fld
39 38 cnfldtop ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld ∈ Top
40 cnrest2r ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld ∈ Top → R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ⊆ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
41 39 40 ax-mp ⊢ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ⊆ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
42 resmpt ⊢ I ⊆ ℝ 1 … N → x ∈ ℝ 1 … N ⟼ x ⁡ n ↾ I = x ∈ I ⟼ x ⁡ n
43 16 42 ax-mp ⊢ x ∈ ℝ 1 … N ⟼ x ⁡ n ↾ I = x ∈ I ⟼ x ⁡ n
44 11 toponunii ⊢ ℝ 1 … N = ⋃ R
45 44 3 ptpjcn ⊢ 1 … N ∈ V ∧ 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . : 1 … N ⟶ Top ∧ n ∈ 1 … N → x ∈ ℝ 1 … N ⟼ x ⁡ n ∈ R Cn 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n
46 8 35 45 mp3an12 ⊢ n ∈ 1 … N → x ∈ ℝ 1 … N ⟼ x ⁡ n ∈ R Cn 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n
47 44 cnrest ⊢ x ∈ ℝ 1 … N ⟼ x ⁡ n ∈ R Cn 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n ∧ I ⊆ ℝ 1 … N → x ∈ ℝ 1 … N ⟼ x ⁡ n ↾ I ∈ R ↾ 𝑡 I Cn 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n
48 46 16 47 sylancl ⊢ n ∈ 1 … N → x ∈ ℝ 1 … N ⟼ x ⁡ n ↾ I ∈ R ↾ 𝑡 I Cn 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n
49 43 48 eqeltrrid ⊢ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n
50 fvex ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ V
51 50 fvconst2 ⊢ n ∈ 1 … N → 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n = topGen ⁡ ran ⁡ .
52 tgioo4 ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
53 51 52 eqtrdi ⊢ n ∈ 1 … N → 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
54 53 oveq2d ⊢ n ∈ 1 … N → R ↾ 𝑡 I Cn 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n = R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
55 49 54 eleqtrd ⊢ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
56 41 55 sselid ⊢ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
57 56 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
58 21 feqmptd ⊢ φ → F = x ∈ I ⟼ F ⁡ x
59 58 4 eqeltrrd ⊢ φ → x ∈ I ⟼ F ⁡ x ∈ R ↾ 𝑡 I Cn R ↾ 𝑡 I
60 59 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ F ⁡ x ∈ R ↾ 𝑡 I Cn R ↾ 𝑡 I
61 fveq1 ⊢ x = z → x ⁡ n = z ⁡ n
62 61 cbvmptv ⊢ x ∈ I ⟼ x ⁡ n = z ∈ I ⟼ z ⁡ n
63 62 57 eqeltrrid ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → z ∈ I ⟼ z ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
64 fveq1 ⊢ z = F ⁡ x → z ⁡ n = F ⁡ x ⁡ n
65 37 60 37 63 64 cnmpt11 ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
66 38 subcn ⊢ − ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld × t TopOpen ⁡ ℂ fld Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
67 66 a1i ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → − ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld × t TopOpen ⁡ ℂ fld Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
68 37 57 65 67 cnmpt12f ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
69 elmapi ⊢ x ∈ 0 1 1 … N → x : 1 … N ⟶ 0 1
70 69 2 eleq2s ⊢ x ∈ I → x : 1 … N ⟶ 0 1
71 70 ffvelcdmda ⊢ x ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → x ⁡ n ∈ 0 1
72 13 71 sselid ⊢ x ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → x ⁡ n ∈ ℝ
73 72 adantll ⊢ φ ∧ x ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → x ⁡ n ∈ ℝ
74 elmapi ⊢ F ⁡ x ∈ 0 1 1 … N → F ⁡ x : 1 … N ⟶ 0 1
75 74 2 eleq2s ⊢ F ⁡ x ∈ I → F ⁡ x : 1 … N ⟶ 0 1
76 22 75 syl ⊢ φ ∧ x ∈ I → F ⁡ x : 1 … N ⟶ 0 1
77 76 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ x ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ x ⁡ n ∈ 0 1
78 13 77 sselid ⊢ φ ∧ x ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ x ⁡ n ∈ ℝ
79 73 78 resubcld ⊢ φ ∧ x ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ ℝ
80 79 an32s ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ x ∈ I → x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ ℝ
81 80 fmpttd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n : I ⟶ ℝ
82 frn ⊢ x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n : I ⟶ ℝ → ran ⁡ x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ⊆ ℝ
83 38 cnfldtopon ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld ∈ TopOn ⁡ ℂ
84 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
85 cnrest2 ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld ∈ TopOn ⁡ ℂ ∧ ran ⁡ x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ⊆ ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ → x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↔ x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
86 83 84 85 mp3an13 ⊢ ran ⁡ x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ⊆ ℝ → x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↔ x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
87 81 82 86 3syl ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↔ x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
88 68 87 mpbid ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
89 54 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → R ↾ 𝑡 I Cn 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n = R ↾ 𝑡 I Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
90 88 89 eleqtrrd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → x ∈ I ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn 1 … N × topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ n
91 3 32 33 36 90 ptcn ⊢ φ → x ∈ I ⟼ n ∈ 1 … N ⟼ x ⁡ n − F ⁡ x ⁡ n ∈ R ↾ 𝑡 I Cn R
92 31 91 eqeltrd ⊢ φ → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ∈ R ↾ 𝑡 I Cn R
93 simpr2 ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 0 → z ∈ I
94 id ⊢ x = z → x = z
95 fveq2 ⊢ x = z → F ⁡ x = F ⁡ z
96 94 95 oveq12d ⊢ x = z → x − f F ⁡ x = z − f F ⁡ z
97 eqid ⊢ x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x = x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x
98 ovex ⊢ z − f F ⁡ z ∈ V
99 96 97 98 fvmpt ⊢ z ∈ I → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ z = z − f F ⁡ z
100 99 fveq1d ⊢ z ∈ I → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ z ⁡ n = z − f F ⁡ z ⁡ n
101 93 100 syl ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 0 → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ z ⁡ n = z − f F ⁡ z ⁡ n
102 elmapfn ⊢ z ∈ 0 1 1 … N → z Fn 1 … N
103 102 2 eleq2s ⊢ z ∈ I → z Fn 1 … N
104 103 adantl ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 0 ∧ z ∈ I → z Fn 1 … N
105 21 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ z ∈ I → F ⁡ z ∈ I
106 elmapfn ⊢ F ⁡ z ∈ 0 1 1 … N → F ⁡ z Fn 1 … N
107 106 2 eleq2s ⊢ F ⁡ z ∈ I → F ⁡ z Fn 1 … N
108 105 107 syl ⊢ φ ∧ z ∈ I → F ⁡ z Fn 1 … N
109 108 adantlr ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 0 ∧ z ∈ I → F ⁡ z Fn 1 … N
110 ovexd ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 0 ∧ z ∈ I → 1 … N ∈ V
111 simpllr ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 0 ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → z ⁡ n = 0
112 eqidd ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 0 ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ z ⁡ n = F ⁡ z ⁡ n
113 104 109 110 110 27 111 112 ofval ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 0 ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → z − f F ⁡ z ⁡ n = 0 − F ⁡ z ⁡ n
114 df-neg ⊢ − F ⁡ z ⁡ n = 0 − F ⁡ z ⁡ n
115 113 114 eqtr4di ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 0 ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → z − f F ⁡ z ⁡ n = − F ⁡ z ⁡ n
116 115 exp41 ⊢ φ → z ⁡ n = 0 → z ∈ I → n ∈ 1 … N → z − f F ⁡ z ⁡ n = − F ⁡ z ⁡ n
117 116 com24 ⊢ φ → n ∈ 1 … N → z ∈ I → z ⁡ n = 0 → z − f F ⁡ z ⁡ n = − F ⁡ z ⁡ n
118 117 3imp2 ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 0 → z − f F ⁡ z ⁡ n = − F ⁡ z ⁡ n
119 101 118 eqtrd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 0 → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ z ⁡ n = − F ⁡ z ⁡ n
120 elmapi ⊢ F ⁡ z ∈ 0 1 1 … N → F ⁡ z : 1 … N ⟶ 0 1
121 120 2 eleq2s ⊢ F ⁡ z ∈ I → F ⁡ z : 1 … N ⟶ 0 1
122 105 121 syl ⊢ φ ∧ z ∈ I → F ⁡ z : 1 … N ⟶ 0 1
123 122 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ z ⁡ n ∈ 0 1
124 0xr ⊢ 0 ∈ ℝ *
125 1xr ⊢ 1 ∈ ℝ *
126 iccgelb ⊢ 0 ∈ ℝ * ∧ 1 ∈ ℝ * ∧ F ⁡ z ⁡ n ∈ 0 1 → 0 ≤ F ⁡ z ⁡ n
127 124 125 126 mp3an12 ⊢ F ⁡ z ⁡ n ∈ 0 1 → 0 ≤ F ⁡ z ⁡ n
128 123 127 syl ⊢ φ ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → 0 ≤ F ⁡ z ⁡ n
129 13 123 sselid ⊢ φ ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ z ⁡ n ∈ ℝ
130 129 le0neg2d ⊢ φ ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → 0 ≤ F ⁡ z ⁡ n ↔ − F ⁡ z ⁡ n ≤ 0
131 128 130 mpbid ⊢ φ ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → − F ⁡ z ⁡ n ≤ 0
132 131 an32s ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I → − F ⁡ z ⁡ n ≤ 0
133 132 anasss ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I → − F ⁡ z ⁡ n ≤ 0
134 133 3adantr3 ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 0 → − F ⁡ z ⁡ n ≤ 0
135 119 134 eqbrtrd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 0 → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ z ⁡ n ≤ 0
136 iccleub ⊢ 0 ∈ ℝ * ∧ 1 ∈ ℝ * ∧ F ⁡ z ⁡ n ∈ 0 1 → F ⁡ z ⁡ n ≤ 1
137 124 125 136 mp3an12 ⊢ F ⁡ z ⁡ n ∈ 0 1 → F ⁡ z ⁡ n ≤ 1
138 123 137 syl ⊢ φ ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ z ⁡ n ≤ 1
139 1red ⊢ φ ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → 1 ∈ ℝ
140 139 129 subge0d ⊢ φ ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → 0 ≤ 1 − F ⁡ z ⁡ n ↔ F ⁡ z ⁡ n ≤ 1
141 138 140 mpbird ⊢ φ ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → 0 ≤ 1 − F ⁡ z ⁡ n
142 141 an32s ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I → 0 ≤ 1 − F ⁡ z ⁡ n
143 142 anasss ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I → 0 ≤ 1 − F ⁡ z ⁡ n
144 143 3adantr3 ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 1 → 0 ≤ 1 − F ⁡ z ⁡ n
145 simpr2 ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 1 → z ∈ I
146 145 100 syl ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 1 → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ z ⁡ n = z − f F ⁡ z ⁡ n
147 103 adantl ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 1 ∧ z ∈ I → z Fn 1 … N
148 108 adantlr ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 1 ∧ z ∈ I → F ⁡ z Fn 1 … N
149 ovexd ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 1 ∧ z ∈ I → 1 … N ∈ V
150 simpllr ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 1 ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → z ⁡ n = 1
151 eqidd ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 1 ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ z ⁡ n = F ⁡ z ⁡ n
152 147 148 149 149 27 150 151 ofval ⊢ φ ∧ z ⁡ n = 1 ∧ z ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → z − f F ⁡ z ⁡ n = 1 − F ⁡ z ⁡ n
153 152 exp41 ⊢ φ → z ⁡ n = 1 → z ∈ I → n ∈ 1 … N → z − f F ⁡ z ⁡ n = 1 − F ⁡ z ⁡ n
154 153 com24 ⊢ φ → n ∈ 1 … N → z ∈ I → z ⁡ n = 1 → z − f F ⁡ z ⁡ n = 1 − F ⁡ z ⁡ n
155 154 3imp2 ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 1 → z − f F ⁡ z ⁡ n = 1 − F ⁡ z ⁡ n
156 146 155 eqtrd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 1 → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ z ⁡ n = 1 − F ⁡ z ⁡ n
157 144 156 breqtrrd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N ∧ z ∈ I ∧ z ⁡ n = 1 → 0 ≤ x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ z ⁡ n
158 1 2 3 92 135 157 poimir ⊢ φ → ∃ c ∈ I x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ c = 1 … N × 0
159 id ⊢ x = c → x = c
160 fveq2 ⊢ x = c → F ⁡ x = F ⁡ c
161 159 160 oveq12d ⊢ x = c → x − f F ⁡ x = c − f F ⁡ c
162 ovex ⊢ c − f F ⁡ c ∈ V
163 161 97 162 fvmpt ⊢ c ∈ I → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ c = c − f F ⁡ c
164 163 adantl ⊢ φ ∧ c ∈ I → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ c = c − f F ⁡ c
165 164 eqeq1d ⊢ φ ∧ c ∈ I → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ c = 1 … N × 0 ↔ c − f F ⁡ c = 1 … N × 0
166 elmapfn ⊢ c ∈ 0 1 1 … N → c Fn 1 … N
167 166 2 eleq2s ⊢ c ∈ I → c Fn 1 … N
168 167 adantl ⊢ φ ∧ c ∈ I → c Fn 1 … N
169 21 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ c ∈ I → F ⁡ c ∈ I
170 elmapfn ⊢ F ⁡ c ∈ 0 1 1 … N → F ⁡ c Fn 1 … N
171 170 2 eleq2s ⊢ F ⁡ c ∈ I → F ⁡ c Fn 1 … N
172 169 171 syl ⊢ φ ∧ c ∈ I → F ⁡ c Fn 1 … N
173 ovexd ⊢ φ ∧ c ∈ I → 1 … N ∈ V
174 eqidd ⊢ φ ∧ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → c ⁡ n = c ⁡ n
175 eqidd ⊢ φ ∧ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ c ⁡ n = F ⁡ c ⁡ n
176 168 172 173 173 27 174 175 ofval ⊢ φ ∧ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → c − f F ⁡ c ⁡ n = c ⁡ n − F ⁡ c ⁡ n
177 c0ex ⊢ 0 ∈ V
178 177 fvconst2 ⊢ n ∈ 1 … N → 1 … N × 0 ⁡ n = 0
179 178 adantl ⊢ φ ∧ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → 1 … N × 0 ⁡ n = 0
180 176 179 eqeq12d ⊢ φ ∧ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → c − f F ⁡ c ⁡ n = 1 … N × 0 ⁡ n ↔ c ⁡ n − F ⁡ c ⁡ n = 0
181 13 84 sstri ⊢ 0 1 ⊆ ℂ
182 elmapi ⊢ c ∈ 0 1 1 … N → c : 1 … N ⟶ 0 1
183 182 2 eleq2s ⊢ c ∈ I → c : 1 … N ⟶ 0 1
184 183 ffvelcdmda ⊢ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → c ⁡ n ∈ 0 1
185 181 184 sselid ⊢ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → c ⁡ n ∈ ℂ
186 185 adantll ⊢ φ ∧ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → c ⁡ n ∈ ℂ
187 elmapi ⊢ F ⁡ c ∈ 0 1 1 … N → F ⁡ c : 1 … N ⟶ 0 1
188 187 2 eleq2s ⊢ F ⁡ c ∈ I → F ⁡ c : 1 … N ⟶ 0 1
189 169 188 syl ⊢ φ ∧ c ∈ I → F ⁡ c : 1 … N ⟶ 0 1
190 189 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ c ⁡ n ∈ 0 1
191 181 190 sselid ⊢ φ ∧ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → F ⁡ c ⁡ n ∈ ℂ
192 186 191 subeq0ad ⊢ φ ∧ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → c ⁡ n − F ⁡ c ⁡ n = 0 ↔ c ⁡ n = F ⁡ c ⁡ n
193 180 192 bitrd ⊢ φ ∧ c ∈ I ∧ n ∈ 1 … N → c − f F ⁡ c ⁡ n = 1 … N × 0 ⁡ n ↔ c ⁡ n = F ⁡ c ⁡ n
194 193 ralbidva ⊢ φ ∧ c ∈ I → ∀ n ∈ 1 … N c − f F ⁡ c ⁡ n = 1 … N × 0 ⁡ n ↔ ∀ n ∈ 1 … N c ⁡ n = F ⁡ c ⁡ n
195 168 172 173 173 27 offn ⊢ φ ∧ c ∈ I → c − f F ⁡ c Fn 1 … N
196 fnconstg ⊢ 0 ∈ V → 1 … N × 0 Fn 1 … N
197 177 196 ax-mp ⊢ 1 … N × 0 Fn 1 … N
198 eqfnfv ⊢ c − f F ⁡ c Fn 1 … N ∧ 1 … N × 0 Fn 1 … N → c − f F ⁡ c = 1 … N × 0 ↔ ∀ n ∈ 1 … N c − f F ⁡ c ⁡ n = 1 … N × 0 ⁡ n
199 195 197 198 sylancl ⊢ φ ∧ c ∈ I → c − f F ⁡ c = 1 … N × 0 ↔ ∀ n ∈ 1 … N c − f F ⁡ c ⁡ n = 1 … N × 0 ⁡ n
200 eqfnfv ⊢ c Fn 1 … N ∧ F ⁡ c Fn 1 … N → c = F ⁡ c ↔ ∀ n ∈ 1 … N c ⁡ n = F ⁡ c ⁡ n
201 168 172 200 syl2anc ⊢ φ ∧ c ∈ I → c = F ⁡ c ↔ ∀ n ∈ 1 … N c ⁡ n = F ⁡ c ⁡ n
202 194 199 201 3bitr4d ⊢ φ ∧ c ∈ I → c − f F ⁡ c = 1 … N × 0 ↔ c = F ⁡ c
203 165 202 bitrd ⊢ φ ∧ c ∈ I → x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ c = 1 … N × 0 ↔ c = F ⁡ c
204 203 rexbidva ⊢ φ → ∃ c ∈ I x ∈ I ⟼ x − f F ⁡ x ⁡ c = 1 … N × 0 ↔ ∃ c ∈ I c = F ⁡ c
205 158 204 mpbid ⊢ φ → ∃ c ∈ I c = F ⁡ c