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Theorem evthiccabs

Description: Extreme Value Theorem on y closed interval, for the absolute value of y continuous function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses evthiccabs.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
evthiccabs.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
evthiccabs.aleb ⊢ φ → A ≤ B
evthiccabs.f ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℝ
Assertion evthiccabs ⊢ φ → ∃ x ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ x ∧ ∃ z ∈ A B ∀ w ∈ A B F ⁡ z ≤ F ⁡ w

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 evthiccabs.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
2 evthiccabs.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
3 evthiccabs.aleb ⊢ φ → A ≤ B
4 evthiccabs.f ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℝ
5 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
6 ssid ⊢ ℂ ⊆ ℂ
7 cncfss ⊢ ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ → A B ⟶cn ℝ ⊆ A B ⟶cn ℂ
8 5 6 7 mp2an ⊢ A B ⟶cn ℝ ⊆ A B ⟶cn ℂ
9 8 4 sselid ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℂ
10 abscncf ⊢ abs : ℂ ⟶cn ℝ
11 10 a1i ⊢ φ → abs : ℂ ⟶cn ℝ
12 9 11 cncfco ⊢ φ → abs ∘ F : A B ⟶cn ℝ
13 1 2 3 12 evthicc ⊢ φ → ∃ x ∈ A B ∀ y ∈ A B abs ∘ F ⁡ y ≤ abs ∘ F ⁡ x ∧ ∃ z ∈ A B ∀ w ∈ A B abs ∘ F ⁡ z ≤ abs ∘ F ⁡ w
14 13 simpld ⊢ φ → ∃ x ∈ A B ∀ y ∈ A B abs ∘ F ⁡ y ≤ abs ∘ F ⁡ x
15 cncff ⊢ F : A B ⟶cn ℝ → F : A B ⟶ ℝ
16 ffun ⊢ F : A B ⟶ ℝ → Fun ⁡ F
17 4 15 16 3syl ⊢ φ → Fun ⁡ F
18 17 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ A B → Fun ⁡ F
19 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ A B → y ∈ A B
20 fdm ⊢ F : A B ⟶ ℝ → dom ⁡ F = A B
21 4 15 20 3syl ⊢ φ → dom ⁡ F = A B
22 21 eqcomd ⊢ φ → A B = dom ⁡ F
23 22 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ A B → A B = dom ⁡ F
24 19 23 eleqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ A B → y ∈ dom ⁡ F
25 fvco ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ dom ⁡ F → abs ∘ F ⁡ y = F ⁡ y
26 18 24 25 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ A B → abs ∘ F ⁡ y = F ⁡ y
27 26 adantlr ⊢ φ ∧ x ∈ A B ∧ y ∈ A B → abs ∘ F ⁡ y = F ⁡ y
28 17 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A B → Fun ⁡ F
29 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ A B → x ∈ A B
30 22 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A B → A B = dom ⁡ F
31 29 30 eleqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ A B → x ∈ dom ⁡ F
32 fvco ⊢ Fun ⁡ F ∧ x ∈ dom ⁡ F → abs ∘ F ⁡ x = F ⁡ x
33 28 31 32 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ A B → abs ∘ F ⁡ x = F ⁡ x
34 33 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A B ∧ y ∈ A B → abs ∘ F ⁡ x = F ⁡ x
35 27 34 breq12d ⊢ φ ∧ x ∈ A B ∧ y ∈ A B → abs ∘ F ⁡ y ≤ abs ∘ F ⁡ x ↔ F ⁡ y ≤ F ⁡ x
36 35 ralbidva ⊢ φ ∧ x ∈ A B → ∀ y ∈ A B abs ∘ F ⁡ y ≤ abs ∘ F ⁡ x ↔ ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ x
37 36 rexbidva ⊢ φ → ∃ x ∈ A B ∀ y ∈ A B abs ∘ F ⁡ y ≤ abs ∘ F ⁡ x ↔ ∃ x ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ x
38 14 37 mpbid ⊢ φ → ∃ x ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ x
39 13 simprd ⊢ φ → ∃ z ∈ A B ∀ w ∈ A B abs ∘ F ⁡ z ≤ abs ∘ F ⁡ w
40 17 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A B → Fun ⁡ F
41 simpr ⊢ φ ∧ z ∈ A B → z ∈ A B
42 22 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A B → A B = dom ⁡ F
43 41 42 eleqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ A B → z ∈ dom ⁡ F
44 fvco ⊢ Fun ⁡ F ∧ z ∈ dom ⁡ F → abs ∘ F ⁡ z = F ⁡ z
45 40 43 44 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ A B → abs ∘ F ⁡ z = F ⁡ z
46 45 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A B ∧ w ∈ A B → abs ∘ F ⁡ z = F ⁡ z
47 17 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ A B → Fun ⁡ F
48 simpr ⊢ φ ∧ w ∈ A B → w ∈ A B
49 22 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ A B → A B = dom ⁡ F
50 48 49 eleqtrd ⊢ φ ∧ w ∈ A B → w ∈ dom ⁡ F
51 fvco ⊢ Fun ⁡ F ∧ w ∈ dom ⁡ F → abs ∘ F ⁡ w = F ⁡ w
52 47 50 51 syl2anc ⊢ φ ∧ w ∈ A B → abs ∘ F ⁡ w = F ⁡ w
53 52 adantlr ⊢ φ ∧ z ∈ A B ∧ w ∈ A B → abs ∘ F ⁡ w = F ⁡ w
54 46 53 breq12d ⊢ φ ∧ z ∈ A B ∧ w ∈ A B → abs ∘ F ⁡ z ≤ abs ∘ F ⁡ w ↔ F ⁡ z ≤ F ⁡ w
55 54 ralbidva ⊢ φ ∧ z ∈ A B → ∀ w ∈ A B abs ∘ F ⁡ z ≤ abs ∘ F ⁡ w ↔ ∀ w ∈ A B F ⁡ z ≤ F ⁡ w
56 55 rexbidva ⊢ φ → ∃ z ∈ A B ∀ w ∈ A B abs ∘ F ⁡ z ≤ abs ∘ F ⁡ w ↔ ∃ z ∈ A B ∀ w ∈ A B F ⁡ z ≤ F ⁡ w
57 39 56 mpbid ⊢ φ → ∃ z ∈ A B ∀ w ∈ A B F ⁡ z ≤ F ⁡ w
58 38 57 jca ⊢ φ → ∃ x ∈ A B ∀ y ∈ A B F ⁡ y ≤ F ⁡ x ∧ ∃ z ∈ A B ∀ w ∈ A B F ⁡ z ≤ F ⁡ w