Metamath Proof Explorer


Theorem unbdqndv2

Description: Variant of unbdqndv1 with the hypothesis that ( ( ( Fy ) - ( Fx ) ) / ( y - x ) ) is unbounded where x <_ A and A <_ y . (Contributed by Asger C. Ipsen, 12-May-2021)

Ref Expression
Hypotheses unbdqndv2.x ⊢ φ → X ⊆ ℝ
unbdqndv2.f ⊢ φ → F : X ⟶ ℂ
unbdqndv2.1 ⊢ φ → ∀ b ∈ ℝ + ∀ d ∈ ℝ + ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ b ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
Assertion unbdqndv2 ⊢ φ → ¬ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 unbdqndv2.x ⊢ φ → X ⊆ ℝ
2 unbdqndv2.f ⊢ φ → F : X ⟶ ℂ
3 unbdqndv2.1 ⊢ φ → ∀ b ∈ ℝ + ∀ d ∈ ℝ + ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ b ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
4 eqid ⊢ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A = z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A
5 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
6 5 a1i ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ → ℝ ⊆ ℂ
7 1 adantr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ → X ⊆ ℝ
8 2 adantr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ → F : X ⟶ ℂ
9 breq1 ⊢ b = 2 ⁢ c → b ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x ↔ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
10 9 3anbi3d ⊢ b = 2 ⁢ c → x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ b ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x ↔ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
11 10 rexbidv ⊢ b = 2 ⁢ c → ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ b ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x ↔ ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
12 11 rexbidv ⊢ b = 2 ⁢ c → ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ b ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x ↔ ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
13 12 ralbidv ⊢ b = 2 ⁢ c → ∀ d ∈ ℝ + ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ b ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x ↔ ∀ d ∈ ℝ + ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
14 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → ∀ b ∈ ℝ + ∀ d ∈ ℝ + ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ b ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
15 2rp ⊢ 2 ∈ ℝ +
16 15 a1i ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → 2 ∈ ℝ +
17 simprl ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → c ∈ ℝ +
18 16 17 rpmulcld ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → 2 ⁢ c ∈ ℝ +
19 13 14 18 rspcdva ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → ∀ d ∈ ℝ + ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
20 simprr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → d ∈ ℝ +
21 rsp ⊢ ∀ d ∈ ℝ + ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → d ∈ ℝ + → ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
22 19 20 21 sylc ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
23 eqid ⊢ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y = if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y
24 7 ad3antrrr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → X ⊆ ℝ
25 8 ad3antrrr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → F : X ⟶ ℂ
26 6 8 7 dvbss ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ → dom ⁡ F ℝ ′ ⊆ X
27 simpr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ → A ∈ dom ⁡ F ℝ ′
28 26 27 sseldd ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ → A ∈ X
29 28 adantr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → A ∈ X
30 29 adantr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → A ∈ X
31 30 adantr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → A ∈ X
32 17 ad2antrr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → c ∈ ℝ +
33 20 ad2antrr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → d ∈ ℝ +
34 simplrl ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → x ∈ X
35 simplrr ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → y ∈ X
36 simpr2r ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → x ≠ y
37 simpr1l ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → x ≤ A
38 simpr1r ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → A ≤ y
39 simpr2l ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → y − x < d
40 simpr3 ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x
41 4 23 24 25 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 unbdqndv2lem2 ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y ∈ X ∖ A ∧ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y
42 41 simpld ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y ∈ X ∖ A
43 fvoveq1 ⊢ w = if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y → w − A = if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y − A
44 43 breq1d ⊢ w = if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y → w − A < d ↔ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y − A < d
45 2fveq3 ⊢ w = if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y → z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ w = z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y
46 45 breq2d ⊢ w = if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y → c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ w ↔ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y
47 44 46 anbi12d ⊢ w = if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y → w − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ w ↔ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y
48 47 adantl ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x ∧ w = if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y → w − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ w ↔ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y
49 41 simprd ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ if c ⁢ y − x ≤ F ⁡ x − F ⁡ A x y
50 42 48 49 rspcedvd ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → ∃ w ∈ X ∖ A w − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ w
51 50 ex ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → ∃ w ∈ X ∖ A w − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ w
52 51 rexlimdvva ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → ∃ x ∈ X ∃ y ∈ X x ≤ A ∧ A ≤ y ∧ y − x < d ∧ x ≠ y ∧ 2 ⁢ c ≤ F ⁡ y − F ⁡ x y − x → ∃ w ∈ X ∖ A w − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ w
53 22 52 mpd ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ∧ c ∈ ℝ + ∧ d ∈ ℝ + → ∃ w ∈ X ∖ A w − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ w
54 53 ralrimivva ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ → ∀ c ∈ ℝ + ∀ d ∈ ℝ + ∃ w ∈ X ∖ A w − A < d ∧ c ≤ z ∈ X ∖ A ⟼ F ⁡ z − F ⁡ A z − A ⁡ w
55 4 6 7 8 54 unbdqndv1 ⊢ φ ∧ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′ → ¬ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′
56 55 pm2.01da ⊢ φ → ¬ A ∈ dom ⁡ F ℝ ′