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Theorem rolle

Description: Rolle's theorem. If F is a real continuous function on [ A , B ] which is differentiable on ( A , B ) , and F ( A ) = F ( B ) , then there is some x e. ( A , B ) such that ( RR _D F )x = 0 . (Contributed by Mario Carneiro, 1-Sep-2014)

Ref Expression
Hypotheses rolle.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
rolle.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
rolle.lt ⊢ φ → A < B
rolle.f ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℝ
rolle.d ⊢ φ → dom ⁡ F ℝ ′ = A B
rolle.e ⊢ φ → F ⁡ A = F ⁡ B
Assertion rolle ⊢ φ → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rolle.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
2 rolle.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
3 rolle.lt ⊢ φ → A < B
4 rolle.f ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℝ
5 rolle.d ⊢ φ → dom ⁡ F ℝ ′ = A B
6 rolle.e ⊢ φ → F ⁡ A = F ⁡ B
7 1 2 3 ltled ⊢ φ → A ≤ B
8 1 2 7 4 evthicc ⊢ φ → ∃ u ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ ∃ v ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ v ≤ F ⁡ y
9 reeanv ⊢ ∃ u ∈ A B ∃ v ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ v ≤ F ⁡ y ↔ ∃ u ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ ∃ v ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ v ≤ F ⁡ y
10 8 9 sylibr ⊢ φ → ∃ u ∈ A B ∃ v ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ v ≤ F ⁡ y
11 r19.26 ⊢ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ↔ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ v ≤ F ⁡ y
12 1 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ u ∈ A B → A ∈ ℝ
13 2 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ u ∈ A B → B ∈ ℝ
14 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ u ∈ A B → A < B
15 4 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ u ∈ A B → F : A B ⟶cn ℝ
16 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ u ∈ A B → dom ⁡ F ℝ ′ = A B
17 simpl ⊢ F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → F ⁡ y ≤ F ⁡ u
18 17 ralimi ⊢ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u
19 fveq2 ⊢ y = t → F ⁡ y = F ⁡ t
20 19 breq1d ⊢ y = t → F ⁡ y ≤ F ⁡ u ↔ F ⁡ t ≤ F ⁡ u
21 20 cbvralvw ⊢ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ↔ ∀ t ∈ A B F ⁡ t ≤ F ⁡ u
22 18 21 sylib ⊢ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ∀ t ∈ A B F ⁡ t ≤ F ⁡ u
23 22 ad2antrl ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ u ∈ A B → ∀ t ∈ A B F ⁡ t ≤ F ⁡ u
24 simplrl ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ u ∈ A B → u ∈ A B
25 simprr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ u ∈ A B → ¬ u ∈ A B
26 12 13 14 15 16 23 24 25 rollelem ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ u ∈ A B → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
27 26 expr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ¬ u ∈ A B → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
28 1 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → A ∈ ℝ
29 2 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → B ∈ ℝ
30 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → A < B
31 cncff ⊢ F : A B ⟶cn ℝ → F : A B ⟶ ℝ
32 4 31 syl ⊢ φ → F : A B ⟶ ℝ
33 32 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ u ∈ A B → F ⁡ u ∈ ℝ
34 33 renegcld ⊢ φ ∧ u ∈ A B → − F ⁡ u ∈ ℝ
35 34 fmpttd ⊢ φ → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u : A B ⟶ ℝ
36 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
37 ssid ⊢ ℂ ⊆ ℂ
38 cncfss ⊢ ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ → A B ⟶cn ℝ ⊆ A B ⟶cn ℂ
39 36 37 38 mp2an ⊢ A B ⟶cn ℝ ⊆ A B ⟶cn ℂ
40 39 4 sselid ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℂ
41 eqid ⊢ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u = u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u
42 41 negfcncf ⊢ F : A B ⟶cn ℂ → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u : A B ⟶cn ℂ
43 40 42 syl ⊢ φ → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u : A B ⟶cn ℂ
44 cncfcdm ⊢ ℝ ⊆ ℂ ∧ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u : A B ⟶cn ℂ → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u : A B ⟶cn ℝ ↔ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u : A B ⟶ ℝ
45 36 43 44 sylancr ⊢ φ → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u : A B ⟶cn ℝ ↔ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u : A B ⟶ ℝ
46 35 45 mpbird ⊢ φ → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u : A B ⟶cn ℝ
47 46 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u : A B ⟶cn ℝ
48 36 a1i ⊢ φ → ℝ ⊆ ℂ
49 iccssre ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → A B ⊆ ℝ
50 1 2 49 syl2anc ⊢ φ → A B ⊆ ℝ
51 fss ⊢ F : A B ⟶ ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ → F : A B ⟶ ℂ
52 32 36 51 sylancl ⊢ φ → F : A B ⟶ ℂ
53 52 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ u ∈ A B → F ⁡ u ∈ ℂ
54 53 negcld ⊢ φ ∧ u ∈ A B → − F ⁡ u ∈ ℂ
55 tgioo4 ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
56 eqid ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld = TopOpen ⁡ ℂ fld
57 iccntr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A B = A B
58 1 2 57 syl2anc ⊢ φ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A B = A B
59 48 50 54 55 56 58 dvmptntr ⊢ φ → du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u = du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u
60 reelprrecn ⊢ ℝ ∈ ℝ ℂ
61 60 a1i ⊢ φ → ℝ ∈ ℝ ℂ
62 ioossicc ⊢ A B ⊆ A B
63 62 sseli ⊢ u ∈ A B → u ∈ A B
64 63 53 sylan2 ⊢ φ ∧ u ∈ A B → F ⁡ u ∈ ℂ
65 fvexd ⊢ φ ∧ u ∈ A B → F ℝ ′ ⁡ u ∈ V
66 32 feqmptd ⊢ φ → F = u ∈ A B ⟼ F ⁡ u
67 66 oveq2d ⊢ φ → ℝ D F = du ∈ A B F ⁡ u d ℝ u
68 dvf ⊢ F ℝ ′ : dom ⁡ F ℝ ′ ⟶ ℂ
69 5 feq2d ⊢ φ → F ℝ ′ : dom ⁡ F ℝ ′ ⟶ ℂ ↔ F ℝ ′ : A B ⟶ ℂ
70 68 69 mpbii ⊢ φ → F ℝ ′ : A B ⟶ ℂ
71 70 feqmptd ⊢ φ → ℝ D F = u ∈ A B ⟼ F ℝ ′ ⁡ u
72 48 50 53 55 56 58 dvmptntr ⊢ φ → du ∈ A B F ⁡ u d ℝ u = du ∈ A B F ⁡ u d ℝ u
73 67 71 72 3eqtr3rd ⊢ φ → du ∈ A B F ⁡ u d ℝ u = u ∈ A B ⟼ F ℝ ′ ⁡ u
74 61 64 65 73 dvmptneg ⊢ φ → du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u = u ∈ A B ⟼ − F ℝ ′ ⁡ u
75 59 74 eqtrd ⊢ φ → du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u = u ∈ A B ⟼ − F ℝ ′ ⁡ u
76 75 dmeqd ⊢ φ → dom ⁡ du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u = dom ⁡ u ∈ A B ⟼ − F ℝ ′ ⁡ u
77 dmmptg ⊢ ∀ u ∈ A B − F ℝ ′ ⁡ u ∈ V → dom ⁡ u ∈ A B ⟼ − F ℝ ′ ⁡ u = A B
78 negex ⊢ − F ℝ ′ ⁡ u ∈ V
79 78 a1i ⊢ u ∈ A B → − F ℝ ′ ⁡ u ∈ V
80 77 79 mprg ⊢ dom ⁡ u ∈ A B ⟼ − F ℝ ′ ⁡ u = A B
81 76 80 eqtrdi ⊢ φ → dom ⁡ du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u = A B
82 81 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → dom ⁡ du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u = A B
83 simpr ⊢ F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → F ⁡ v ≤ F ⁡ y
84 32 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → F : A B ⟶ ℝ
85 simplrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → v ∈ A B
86 84 85 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → F ⁡ v ∈ ℝ
87 32 adantr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B → F : A B ⟶ ℝ
88 87 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → F ⁡ y ∈ ℝ
89 86 88 lenegd ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → F ⁡ v ≤ F ⁡ y ↔ − F ⁡ y ≤ − F ⁡ v
90 fveq2 ⊢ u = y → F ⁡ u = F ⁡ y
91 90 negeqd ⊢ u = y → − F ⁡ u = − F ⁡ y
92 negex ⊢ − F ⁡ y ∈ V
93 91 41 92 fvmpt ⊢ y ∈ A B → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ y = − F ⁡ y
94 93 adantl ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ y = − F ⁡ y
95 fveq2 ⊢ u = v → F ⁡ u = F ⁡ v
96 95 negeqd ⊢ u = v → − F ⁡ u = − F ⁡ v
97 negex ⊢ − F ⁡ v ∈ V
98 96 41 97 fvmpt ⊢ v ∈ A B → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v = − F ⁡ v
99 85 98 syl ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v = − F ⁡ v
100 94 99 breq12d ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ y ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v ↔ − F ⁡ y ≤ − F ⁡ v
101 89 100 bitr4d ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → F ⁡ v ≤ F ⁡ y ↔ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ y ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v
102 83 101 imbitrid ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ y ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v
103 102 ralimdva ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B → ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ∀ y ∈ A B u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ y ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v
104 103 imp ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ∀ y ∈ A B u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ y ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v
105 fveq2 ⊢ y = t → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ y = u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ t
106 105 breq1d ⊢ y = t → u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ y ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v ↔ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v
107 106 cbvralvw ⊢ ∀ y ∈ A B u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ y ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v ↔ ∀ t ∈ A B u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v
108 104 107 sylib ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ∀ t ∈ A B u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v
109 108 adantrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → ∀ t ∈ A B u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ − F ⁡ u ⁡ v
110 simplrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → v ∈ A B
111 simprr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → ¬ v ∈ A B
112 28 29 30 47 82 109 110 111 rollelem ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → ∃ x ∈ A B du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u ⁡ x = 0
113 75 fveq1d ⊢ φ → du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u ⁡ x = u ∈ A B ⟼ − F ℝ ′ ⁡ u ⁡ x
114 fveq2 ⊢ u = x → F ℝ ′ ⁡ u = F ℝ ′ ⁡ x
115 114 negeqd ⊢ u = x → − F ℝ ′ ⁡ u = − F ℝ ′ ⁡ x
116 eqid ⊢ u ∈ A B ⟼ − F ℝ ′ ⁡ u = u ∈ A B ⟼ − F ℝ ′ ⁡ u
117 negex ⊢ − F ℝ ′ ⁡ x ∈ V
118 115 116 117 fvmpt ⊢ x ∈ A B → u ∈ A B ⟼ − F ℝ ′ ⁡ u ⁡ x = − F ℝ ′ ⁡ x
119 113 118 sylan9eq ⊢ φ ∧ x ∈ A B → du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u ⁡ x = − F ℝ ′ ⁡ x
120 119 eqeq1d ⊢ φ ∧ x ∈ A B → du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u ⁡ x = 0 ↔ − F ℝ ′ ⁡ x = 0
121 5 eleq2d ⊢ φ → x ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ↔ x ∈ A B
122 121 biimpar ⊢ φ ∧ x ∈ A B → x ∈ dom ⁡ F ℝ ′
123 68 ffvelcdmi ⊢ x ∈ dom ⁡ F ℝ ′ → F ℝ ′ ⁡ x ∈ ℂ
124 122 123 syl ⊢ φ ∧ x ∈ A B → F ℝ ′ ⁡ x ∈ ℂ
125 124 negeq0d ⊢ φ ∧ x ∈ A B → F ℝ ′ ⁡ x = 0 ↔ − F ℝ ′ ⁡ x = 0
126 120 125 bitr4d ⊢ φ ∧ x ∈ A B → du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u ⁡ x = 0 ↔ F ℝ ′ ⁡ x = 0
127 126 rexbidva ⊢ φ → ∃ x ∈ A B du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u ⁡ x = 0 ↔ ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
128 127 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → ∃ x ∈ A B du ∈ A B − F ⁡ u d ℝ u ⁡ x = 0 ↔ ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
129 112 128 mpbid ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ∧ ¬ v ∈ A B → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
130 129 expr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ¬ v ∈ A B → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
131 vex ⊢ u ∈ V
132 131 elpr ⊢ u ∈ A B ↔ u = A ∨ u = B
133 fveq2 ⊢ u = A → F ⁡ u = F ⁡ A
134 133 a1i ⊢ φ → u = A → F ⁡ u = F ⁡ A
135 6 eqcomd ⊢ φ → F ⁡ B = F ⁡ A
136 fveqeq2 ⊢ u = B → F ⁡ u = F ⁡ A ↔ F ⁡ B = F ⁡ A
137 135 136 syl5ibrcom ⊢ φ → u = B → F ⁡ u = F ⁡ A
138 134 137 jaod ⊢ φ → u = A ∨ u = B → F ⁡ u = F ⁡ A
139 132 138 biimtrid ⊢ φ → u ∈ A B → F ⁡ u = F ⁡ A
140 eleq1w ⊢ u = v → u ∈ A B ↔ v ∈ A B
141 fveqeq2 ⊢ u = v → F ⁡ u = F ⁡ A ↔ F ⁡ v = F ⁡ A
142 140 141 imbi12d ⊢ u = v → u ∈ A B → F ⁡ u = F ⁡ A ↔ v ∈ A B → F ⁡ v = F ⁡ A
143 142 imbi2d ⊢ u = v → φ → u ∈ A B → F ⁡ u = F ⁡ A ↔ φ → v ∈ A B → F ⁡ v = F ⁡ A
144 143 139 chvarvv ⊢ φ → v ∈ A B → F ⁡ v = F ⁡ A
145 139 144 anim12d ⊢ φ → u ∈ A B ∧ v ∈ A B → F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A
146 145 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → u ∈ A B ∧ v ∈ A B → F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A
147 1 rexrd ⊢ φ → A ∈ ℝ *
148 2 rexrd ⊢ φ → B ∈ ℝ *
149 lbicc2 ⊢ A ∈ ℝ * ∧ B ∈ ℝ * ∧ A ≤ B → A ∈ A B
150 147 148 7 149 syl3anc ⊢ φ → A ∈ A B
151 32 150 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ A ∈ ℝ
152 151 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → F ⁡ A ∈ ℝ
153 88 152 letri3d ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → F ⁡ y = F ⁡ A ↔ F ⁡ y ≤ F ⁡ A ∧ F ⁡ A ≤ F ⁡ y
154 breq2 ⊢ F ⁡ u = F ⁡ A → F ⁡ y ≤ F ⁡ u ↔ F ⁡ y ≤ F ⁡ A
155 breq1 ⊢ F ⁡ v = F ⁡ A → F ⁡ v ≤ F ⁡ y ↔ F ⁡ A ≤ F ⁡ y
156 154 155 bi2anan9 ⊢ F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A → F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ↔ F ⁡ y ≤ F ⁡ A ∧ F ⁡ A ≤ F ⁡ y
157 156 bibi2d ⊢ F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A → F ⁡ y = F ⁡ A ↔ F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y ↔ F ⁡ y = F ⁡ A ↔ F ⁡ y ≤ F ⁡ A ∧ F ⁡ A ≤ F ⁡ y
158 153 157 syl5ibrcom ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ y ∈ A B → F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A → F ⁡ y = F ⁡ A ↔ F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y
159 158 impancom ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A → y ∈ A B → F ⁡ y = F ⁡ A ↔ F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y
160 159 imp ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A ∧ y ∈ A B → F ⁡ y = F ⁡ A ↔ F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y
161 160 ralbidva ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A → ∀ y ∈ A B F ⁡ y = F ⁡ A ↔ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y
162 32 ffnd ⊢ φ → F Fn A B
163 fnconstg ⊢ F ⁡ A ∈ ℝ → A B × F ⁡ A Fn A B
164 151 163 syl ⊢ φ → A B × F ⁡ A Fn A B
165 eqfnfv ⊢ F Fn A B ∧ A B × F ⁡ A Fn A B → F = A B × F ⁡ A ↔ ∀ y ∈ A B F ⁡ y = A B × F ⁡ A ⁡ y
166 162 164 165 syl2anc ⊢ φ → F = A B × F ⁡ A ↔ ∀ y ∈ A B F ⁡ y = A B × F ⁡ A ⁡ y
167 fvex ⊢ F ⁡ A ∈ V
168 167 fvconst2 ⊢ y ∈ A B → A B × F ⁡ A ⁡ y = F ⁡ A
169 168 eqeq2d ⊢ y ∈ A B → F ⁡ y = A B × F ⁡ A ⁡ y ↔ F ⁡ y = F ⁡ A
170 169 ralbiia ⊢ ∀ y ∈ A B F ⁡ y = A B × F ⁡ A ⁡ y ↔ ∀ y ∈ A B F ⁡ y = F ⁡ A
171 166 170 bitrdi ⊢ φ → F = A B × F ⁡ A ↔ ∀ y ∈ A B F ⁡ y = F ⁡ A
172 ioon0 ⊢ A ∈ ℝ * ∧ B ∈ ℝ * → A B ≠ ∅ ↔ A < B
173 147 148 172 syl2anc ⊢ φ → A B ≠ ∅ ↔ A < B
174 3 173 mpbird ⊢ φ → A B ≠ ∅
175 fconstmpt ⊢ A B × F ⁡ A = u ∈ A B ⟼ F ⁡ A
176 175 eqeq2i ⊢ F = A B × F ⁡ A ↔ F = u ∈ A B ⟼ F ⁡ A
177 176 biimpi ⊢ F = A B × F ⁡ A → F = u ∈ A B ⟼ F ⁡ A
178 177 oveq2d ⊢ F = A B × F ⁡ A → ℝ D F = du ∈ A B F ⁡ A d ℝ u
179 151 recnd ⊢ φ → F ⁡ A ∈ ℂ
180 179 adantr ⊢ φ ∧ u ∈ ℝ → F ⁡ A ∈ ℂ
181 0cnd ⊢ φ ∧ u ∈ ℝ → 0 ∈ ℂ
182 61 179 dvmptc ⊢ φ → du ∈ ℝ F ⁡ A d ℝ u = u ∈ ℝ ⟼ 0
183 61 180 181 182 50 55 56 58 dvmptres2 ⊢ φ → du ∈ A B F ⁡ A d ℝ u = u ∈ A B ⟼ 0
184 178 183 sylan9eqr ⊢ φ ∧ F = A B × F ⁡ A → ℝ D F = u ∈ A B ⟼ 0
185 184 fveq1d ⊢ φ ∧ F = A B × F ⁡ A → F ℝ ′ ⁡ x = u ∈ A B ⟼ 0 ⁡ x
186 eqidd ⊢ u = x → 0 = 0
187 eqid ⊢ u ∈ A B ⟼ 0 = u ∈ A B ⟼ 0
188 c0ex ⊢ 0 ∈ V
189 186 187 188 fvmpt ⊢ x ∈ A B → u ∈ A B ⟼ 0 ⁡ x = 0
190 185 189 sylan9eq ⊢ φ ∧ F = A B × F ⁡ A ∧ x ∈ A B → F ℝ ′ ⁡ x = 0
191 190 ralrimiva ⊢ φ ∧ F = A B × F ⁡ A → ∀ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
192 r19.2z ⊢ A B ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0 → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
193 174 191 192 syl2an2r ⊢ φ ∧ F = A B × F ⁡ A → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
194 193 ex ⊢ φ → F = A B × F ⁡ A → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
195 171 194 sylbird ⊢ φ → ∀ y ∈ A B F ⁡ y = F ⁡ A → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
196 195 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A → ∀ y ∈ A B F ⁡ y = F ⁡ A → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
197 161 196 sylbird ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A → ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
198 197 impancom ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → F ⁡ u = F ⁡ A ∧ F ⁡ v = F ⁡ A → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
199 146 198 syld ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → u ∈ A B ∧ v ∈ A B → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
200 27 130 199 ecased ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
201 200 ex ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B → ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
202 11 201 biimtrrid ⊢ φ ∧ u ∈ A B ∧ v ∈ A B → ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
203 202 rexlimdvva ⊢ φ → ∃ u ∈ A B ∃ v ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ u ∧ ∀ y ∈ A B F ⁡ v ≤ F ⁡ y → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0
204 10 203 mpd ⊢ φ → ∃ x ∈ A B F ℝ ′ ⁡ x = 0