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Theorem c1lip1

Description: C^1 functions are Lipschitz continuous on closed intervals. (Contributed by Stefan O'Rear, 16-Nov-2014)

Ref Expression
Hypotheses c1lip1.a φ A
c1lip1.b φ B
c1lip1.f φ F 𝑝𝑚
c1lip1.dv φ F A B : A B cn
c1lip1.cn φ F A B : A B cn
Assertion c1lip1 φ k x A B y A B F y F x k y x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 c1lip1.a φ A
2 c1lip1.b φ B
3 c1lip1.f φ F 𝑝𝑚
4 c1lip1.dv φ F A B : A B cn
5 c1lip1.cn φ F A B : A B cn
6 0re 0
7 6 ne0ii
8 ral0 x y A B F y F x k y x
9 1 rexrd φ A *
10 2 rexrd φ B *
11 icc0 A * B * A B = B < A
12 9 10 11 syl2anc φ A B = B < A
13 12 biimpar φ B < A A B =
14 13 raleqdv φ B < A x A B y A B F y F x k y x x y A B F y F x k y x
15 8 14 mpbiri φ B < A x A B y A B F y F x k y x
16 15 ralrimivw φ B < A k x A B y A B F y F x k y x
17 r19.2z k x A B y A B F y F x k y x k x A B y A B F y F x k y x
18 7 16 17 sylancr φ B < A k x A B y A B F y F x k y x
19 1 adantr φ A B A
20 2 adantr φ A B B
21 simpr φ A B A B
22 3 adantr φ A B F 𝑝𝑚
23 4 adantr φ A B F A B : A B cn
24 5 adantr φ A B F A B : A B cn
25 eqid sup abs F A B < = sup abs F A B <
26 19 20 21 22 23 24 25 c1liplem1 φ A B sup abs F A B < a A B b A B a < b F b F a sup abs F A B < b a
27 oveq1 k = sup abs F A B < k b a = sup abs F A B < b a
28 27 breq2d k = sup abs F A B < F b F a k b a F b F a sup abs F A B < b a
29 28 imbi2d k = sup abs F A B < a < b F b F a k b a a < b F b F a sup abs F A B < b a
30 29 2ralbidv k = sup abs F A B < a A B b A B a < b F b F a k b a a A B b A B a < b F b F a sup abs F A B < b a
31 30 rspcev sup abs F A B < a A B b A B a < b F b F a sup abs F A B < b a k a A B b A B a < b F b F a k b a
32 26 31 syl φ A B k a A B b A B a < b F b F a k b a
33 breq1 a = x a < b x < b
34 fveq2 a = x F a = F x
35 34 oveq2d a = x F b F a = F b F x
36 35 fveq2d a = x F b F a = F b F x
37 oveq2 a = x b a = b x
38 37 fveq2d a = x b a = b x
39 38 oveq2d a = x k b a = k b x
40 36 39 breq12d a = x F b F a k b a F b F x k b x
41 33 40 imbi12d a = x a < b F b F a k b a x < b F b F x k b x
42 breq2 b = y x < b x < y
43 fveq2 b = y F b = F y
44 43 fvoveq1d b = y F b F x = F y F x
45 fvoveq1 b = y b x = y x
46 45 oveq2d b = y k b x = k y x
47 44 46 breq12d b = y F b F x k b x F y F x k y x
48 42 47 imbi12d b = y x < b F b F x k b x x < y F y F x k y x
49 41 48 rspc2v x A B y A B a A B b A B a < b F b F a k b a x < y F y F x k y x
50 49 ad2antlr φ A B k x A B y A B x < y a A B b A B a < b F b F a k b a x < y F y F x k y x
51 pm2.27 x < y x < y F y F x k y x F y F x k y x
52 51 adantl φ A B k x A B y A B x < y x < y F y F x k y x F y F x k y x
53 50 52 syld φ A B k x A B y A B x < y a A B b A B a < b F b F a k b a F y F x k y x
54 0le0 0 0
55 fvres x A B F A B x = F x
56 55 ad2antrl φ A B k x A B y A B F A B x = F x
57 cncff F A B : A B cn F A B : A B
58 5 57 syl φ F A B : A B
59 58 ad2antrr φ A B k F A B : A B
60 simpl x A B y A B x A B
61 ffvelrn F A B : A B x A B F A B x
62 59 60 61 syl2an φ A B k x A B y A B F A B x
63 56 62 eqeltrrd φ A B k x A B y A B F x
64 63 recnd φ A B k x A B y A B F x
65 64 subidd φ A B k x A B y A B F x F x = 0
66 65 abs00bd φ A B k x A B y A B F x F x = 0
67 iccssre A B A B
68 1 2 67 syl2anc φ A B
69 68 ad3antrrr φ A B k x A B y A B A B
70 simprl φ A B k x A B y A B x A B
71 69 70 sseldd φ A B k x A B y A B x
72 71 recnd φ A B k x A B y A B x
73 72 subidd φ A B k x A B y A B x x = 0
74 73 abs00bd φ A B k x A B y A B x x = 0
75 74 oveq2d φ A B k x A B y A B k x x = k 0
76 simplr φ A B k x A B y A B k
77 76 recnd φ A B k x A B y A B k
78 77 mul01d φ A B k x A B y A B k 0 = 0
79 75 78 eqtrd φ A B k x A B y A B k x x = 0
80 66 79 breq12d φ A B k x A B y A B F x F x k x x 0 0
81 54 80 mpbiri φ A B k x A B y A B F x F x k x x
82 fveq2 x = y F x = F y
83 82 fvoveq1d x = y F x F x = F y F x
84 fvoveq1 x = y x x = y x
85 84 oveq2d x = y k x x = k y x
86 83 85 breq12d x = y F x F x k x x F y F x k y x
87 81 86 syl5ibcom φ A B k x A B y A B x = y F y F x k y x
88 87 imp φ A B k x A B y A B x = y F y F x k y x
89 88 a1d φ A B k x A B y A B x = y a A B b A B a < b F b F a k b a F y F x k y x
90 breq1 a = y a < b y < b
91 fveq2 a = y F a = F y
92 91 oveq2d a = y F b F a = F b F y
93 92 fveq2d a = y F b F a = F b F y
94 oveq2 a = y b a = b y
95 94 fveq2d a = y b a = b y
96 95 oveq2d a = y k b a = k b y
97 93 96 breq12d a = y F b F a k b a F b F y k b y
98 90 97 imbi12d a = y a < b F b F a k b a y < b F b F y k b y
99 breq2 b = x y < b y < x
100 fveq2 b = x F b = F x
101 100 fvoveq1d b = x F b F y = F x F y
102 fvoveq1 b = x b y = x y
103 102 oveq2d b = x k b y = k x y
104 101 103 breq12d b = x F b F y k b y F x F y k x y
105 99 104 imbi12d b = x y < b F b F y k b y y < x F x F y k x y
106 98 105 rspc2v y A B x A B a A B b A B a < b F b F a k b a y < x F x F y k x y
107 106 ancoms x A B y A B a A B b A B a < b F b F a k b a y < x F x F y k x y
108 107 ad2antlr φ A B k x A B y A B y < x a A B b A B a < b F b F a k b a y < x F x F y k x y
109 simpr φ A B k x A B y A B y < x y < x
110 fvres y A B F A B y = F y
111 110 ad2antll φ A B k x A B y A B F A B y = F y
112 simpr x A B y A B y A B
113 ffvelrn F A B : A B y A B F A B y
114 59 112 113 syl2an φ A B k x A B y A B F A B y
115 111 114 eqeltrrd φ A B k x A B y A B F y
116 115 recnd φ A B k x A B y A B F y
117 64 116 abssubd φ A B k x A B y A B F x F y = F y F x
118 117 adantr φ A B k x A B y A B y < x F x F y = F y F x
119 68 ad2antrr φ A B k A B
120 119 sseld φ A B k x A B x
121 119 sseld φ A B k y A B y
122 120 121 anim12d φ A B k x A B y A B x y
123 122 imp φ A B k x A B y A B x y
124 recn x x
125 recn y y
126 abssub x y x y = y x
127 124 125 126 syl2an x y x y = y x
128 123 127 syl φ A B k x A B y A B x y = y x
129 128 adantr φ A B k x A B y A B y < x x y = y x
130 129 oveq2d φ A B k x A B y A B y < x k x y = k y x
131 118 130 breq12d φ A B k x A B y A B y < x F x F y k x y F y F x k y x
132 131 biimpd φ A B k x A B y A B y < x F x F y k x y F y F x k y x
133 109 132 embantd φ A B k x A B y A B y < x y < x F x F y k x y F y F x k y x
134 108 133 syld φ A B k x A B y A B y < x a A B b A B a < b F b F a k b a F y F x k y x
135 lttri4 x y x < y x = y y < x
136 123 135 syl φ A B k x A B y A B x < y x = y y < x
137 53 89 134 136 mpjao3dan φ A B k x A B y A B a A B b A B a < b F b F a k b a F y F x k y x
138 137 ralrimdvva φ A B k a A B b A B a < b F b F a k b a x A B y A B F y F x k y x
139 138 reximdva φ A B k a A B b A B a < b F b F a k b a k x A B y A B F y F x k y x
140 32 139 mpd φ A B k x A B y A B F y F x k y x
141 18 140 2 1 ltlecasei φ k x A B y A B F y F x k y x