fourierdlem10 - Mathbox for Glauco Siliprandi

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Theorem fourierdlem10 39010

Description: Condition on the bounds of a non empty subinterval. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)

**Hypotheses**
Ref	Expression
fourierdlem10.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
fourierdlem10.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
fourierdlem10.3	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
fourierdlem10.4	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ)
fourierdlem10.5	⊢ (𝜑 → 𝐶 < 𝐷)
fourierdlem10.6	⊢ (𝜑 → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))

**Assertion**
Ref	Expression
fourierdlem10	⊢ (𝜑 → (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵))

**Proof of Theorem fourierdlem10**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		fourierdlem10.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2		fourierdlem10.3	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
3		fourierdlem10.6	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
4	3	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
5	2	rexrd 9968	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ^*)
6	5	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ^*)
7		fourierdlem10.4	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ)
8	7	rexrd 9968	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ^*)
9	8	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → 𝐷 ∈ ℝ^*)
10	2, 1	readdcld 9948	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐶 + 𝐴) ∈ ℝ)
11	10	rehalfcld 11156	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ)
12	2, 7	readdcld 9948	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐶 + 𝐷) ∈ ℝ)
13	12	rehalfcld 11156	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 + 𝐷) / 2) ∈ ℝ)
14	11, 13	ifcld 4081	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ)
15	14	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ)
16		simplr 788	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐶 < 𝐴)
17	2	ad2antrr 758	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐶 ∈ ℝ)
18	1	ad2antrr 758	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐴 ∈ ℝ)
19		avglt1 11147	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (𝐶 < 𝐴 ↔ 𝐶 < ((𝐶 + 𝐴) / 2)))
20	17, 18, 19	syl2anc 691	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → (𝐶 < 𝐴 ↔ 𝐶 < ((𝐶 + 𝐴) / 2)))
21	16, 20	mpbid 221	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐶 < ((𝐶 + 𝐴) / 2))
22		iftrue 4042	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ≤ 𝐷 → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) = ((𝐶 + 𝐴) / 2))
23	22	adantl 481	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) = ((𝐶 + 𝐴) / 2))
24	21, 23	breqtrrd 4611	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐶 < if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
25		fourierdlem10.5	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐶 < 𝐷)
26	25	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐶 < 𝐷)
27	2	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐶 ∈ ℝ)
28	7	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐷 ∈ ℝ)
29		avglt1 11147	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) → (𝐶 < 𝐷 ↔ 𝐶 < ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
30	27, 28, 29	syl2anc 691	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → (𝐶 < 𝐷 ↔ 𝐶 < ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
31	26, 30	mpbid 221	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐶 < ((𝐶 + 𝐷) / 2))
32		iffalse 4045	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (¬ 𝐴 ≤ 𝐷 → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) = ((𝐶 + 𝐷) / 2))
33	32	eqcomd 2616	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ 𝐴 ≤ 𝐷 → ((𝐶 + 𝐷) / 2) = if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
34	33	adantl 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → ((𝐶 + 𝐷) / 2) = if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
35	31, 34	breqtrd 4609	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐶 < if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
36	35	adantlr 747	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐶 < if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
37	24, 36	pm2.61dan 828	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → 𝐶 < if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
38	22	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) = ((𝐶 + 𝐴) / 2))
39	10	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → (𝐶 + 𝐴) ∈ ℝ)
40	12	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → (𝐶 + 𝐷) ∈ ℝ)
41		2rp 11713	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 2 ∈ ℝ⁺
42	41	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → 2 ∈ ℝ⁺)
43	1	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐴 ∈ ℝ)
44	7	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐷 ∈ ℝ)
45	2	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐶 ∈ ℝ)
46		simpr 476	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐴 ≤ 𝐷)
47	43, 44, 45, 46	leadd2dd 10521	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → (𝐶 + 𝐴) ≤ (𝐶 + 𝐷))
48	39, 40, 42, 47	lediv1dd 11806	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → ((𝐶 + 𝐴) / 2) ≤ ((𝐶 + 𝐷) / 2))
49	38, 48	eqbrtrd 4605	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ≤ ((𝐶 + 𝐷) / 2))
50	32	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) = ((𝐶 + 𝐷) / 2))
51	13	leidd 10473	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 + 𝐷) / 2) ≤ ((𝐶 + 𝐷) / 2))
52	51	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → ((𝐶 + 𝐷) / 2) ≤ ((𝐶 + 𝐷) / 2))
53	50, 52	eqbrtrd 4605	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ≤ ((𝐶 + 𝐷) / 2))
54	49, 53	pm2.61dan 828	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ≤ ((𝐶 + 𝐷) / 2))
55		avglt2 11148	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) → (𝐶 < 𝐷 ↔ ((𝐶 + 𝐷) / 2) < 𝐷))
56	2, 7, 55	syl2anc 691	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐶 < 𝐷 ↔ ((𝐶 + 𝐷) / 2) < 𝐷))
57	25, 56	mpbid 221	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 + 𝐷) / 2) < 𝐷)
58	14, 13, 7, 54, 57	lelttrd 10074	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐷)
59	58	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐷)
60	6, 9, 15, 37, 59	eliood 38567	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐶(,)𝐷))
61	1	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
62	11	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → ((𝐶 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ)
63	14	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ)
64	63, 38	eqled 10019	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ≤ 𝐷) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ≤ ((𝐶 + 𝐴) / 2))
65	14	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ)
66	11	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → ((𝐶 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ)
67		simpr 476	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → ¬ 𝐴 ≤ 𝐷)
68	1	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐴 ∈ ℝ)
69	28, 68	ltnled 10063	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → (𝐷 < 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷))
70	67, 69	mpbird 246	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → 𝐷 < 𝐴)
71	12	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 < 𝐴) → (𝐶 + 𝐷) ∈ ℝ)
72	10	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 < 𝐴) → (𝐶 + 𝐴) ∈ ℝ)
73	41	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 < 𝐴) → 2 ∈ ℝ⁺)
74	7	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 < 𝐴) → 𝐷 ∈ ℝ)
75	1	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
76	2	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 < 𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ)
77		simpr 476	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 < 𝐴) → 𝐷 < 𝐴)
78	74, 75, 76, 77	ltadd2dd 10075	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 < 𝐴) → (𝐶 + 𝐷) < (𝐶 + 𝐴))
79	71, 72, 73, 78	ltdiv1dd 11805	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 < 𝐴) → ((𝐶 + 𝐷) / 2) < ((𝐶 + 𝐴) / 2))
80	70, 79	syldan 486	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → ((𝐶 + 𝐷) / 2) < ((𝐶 + 𝐴) / 2))
81	50, 80	eqbrtrd 4605	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < ((𝐶 + 𝐴) / 2))
82	65, 66, 81	ltled 10064	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ≤ 𝐷) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ≤ ((𝐶 + 𝐴) / 2))
83	64, 82	pm2.61dan 828	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ≤ ((𝐶 + 𝐴) / 2))
84	83	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ≤ ((𝐶 + 𝐴) / 2))
85		simpr 476	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → 𝐶 < 𝐴)
86	2	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ)
87		avglt2 11148	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (𝐶 < 𝐴 ↔ ((𝐶 + 𝐴) / 2) < 𝐴))
88	86, 61, 87	syl2anc 691	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → (𝐶 < 𝐴 ↔ ((𝐶 + 𝐴) / 2) < 𝐴))
89	85, 88	mpbid 221	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → ((𝐶 + 𝐴) / 2) < 𝐴)
90	15, 62, 61, 84, 89	lelttrd 10074	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐴)
91	15, 61, 90	ltnsymd 10065	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → ¬ 𝐴 < if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
92	91	intn3an2d 1435	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → ¬ (if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ ∧ 𝐴 < if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∧ if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐵))
93	1	rexrd 9968	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ^*)
94	93	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ^*)
95		fourierdlem10.2	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
96	95	rexrd 9968	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ^*)
97	96	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ^*)
98		elioo2 12087	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^*) → (if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ ∧ 𝐴 < if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∧ if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐵)))
99	94, 97, 98	syl2anc 691	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → (if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ ∧ 𝐴 < if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∧ if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐵)))
100	92, 99	mtbird 314	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → ¬ if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐴(,)𝐵))
101		nelss 3627	. . . . 5 ⊢ ((if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐶(,)𝐷) ∧ ¬ if(𝐴 ≤ 𝐷, ((𝐶 + 𝐴) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
102	60, 100, 101	syl2anc 691	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 < 𝐴) → ¬ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
103	4, 102	pm2.65da 598	. . 3 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝐶 < 𝐴)
104	1, 2, 103	nltled 10066	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐶)
105	3	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
106	5	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐶 ∈ ℝ^*)
107	8	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐷 ∈ ℝ^*)
108	95, 7	readdcld 9948	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐵 + 𝐷) ∈ ℝ)
109	108	rehalfcld 11156	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 + 𝐷) / 2) ∈ ℝ)
110	109, 13	ifcld 4081	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ)
111	110	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ)
112	2	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐶 ∈ ℝ)
113	13	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → ((𝐶 + 𝐷) / 2) ∈ ℝ)
114	110	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ)
115	2, 7, 29	syl2anc 691	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝐶 < 𝐷 ↔ 𝐶 < ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
116	25, 115	mpbid 221	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐶 < ((𝐶 + 𝐷) / 2))
117	116	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐶 < ((𝐶 + 𝐷) / 2))
118	12	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → (𝐶 + 𝐷) ∈ ℝ)
119	108	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → (𝐵 + 𝐷) ∈ ℝ)
120	41	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 2 ∈ ℝ⁺)
121	95	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
122	7	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐷 ∈ ℝ)
123		simpr 476	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐶 ≤ 𝐵)
124	112, 121, 122, 123	leadd1dd 10520	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → (𝐶 + 𝐷) ≤ (𝐵 + 𝐷))
125	118, 119, 120, 124	lediv1dd 11806	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → ((𝐶 + 𝐷) / 2) ≤ ((𝐵 + 𝐷) / 2))
126		iftrue 4042	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐶 ≤ 𝐵 → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) = ((𝐵 + 𝐷) / 2))
127	126	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) = ((𝐵 + 𝐷) / 2))
128	125, 127	breqtrrd 4611	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → ((𝐶 + 𝐷) / 2) ≤ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
129	112, 113, 114, 117, 128	ltletrd 10076	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐶 < if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
130	116	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐶 < ((𝐶 + 𝐷) / 2))
131		iffalse 4045	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (¬ 𝐶 ≤ 𝐵 → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) = ((𝐶 + 𝐷) / 2))
132	131	eqcomd 2616	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ 𝐶 ≤ 𝐵 → ((𝐶 + 𝐷) / 2) = if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
133	132	adantl 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → ((𝐶 + 𝐷) / 2) = if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
134	130, 133	breqtrd 4609	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐶 < if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
135	129, 134	pm2.61dan 828	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 < if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
136	135	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐶 < if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
137	126	adantl 481	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) = ((𝐵 + 𝐷) / 2))
138		simpr 476	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐵 < 𝐷)
139	95	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐵 ∈ ℝ)
140	7	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐷 ∈ ℝ)
141		avglt2 11148	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) → (𝐵 < 𝐷 ↔ ((𝐵 + 𝐷) / 2) < 𝐷))
142	139, 140, 141	syl2anc 691	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → (𝐵 < 𝐷 ↔ ((𝐵 + 𝐷) / 2) < 𝐷))
143	138, 142	mpbid 221	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → ((𝐵 + 𝐷) / 2) < 𝐷)
144	143	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → ((𝐵 + 𝐷) / 2) < 𝐷)
145	137, 144	eqbrtrd 4605	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐷)
146	131	adantl 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) = ((𝐶 + 𝐷) / 2))
147	57	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → ((𝐶 + 𝐷) / 2) < 𝐷)
148	146, 147	eqbrtrd 4605	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐷)
149	148	adantlr 747	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐷)
150	145, 149	pm2.61dan 828	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐷)
151	106, 107, 111, 136, 150	eliood 38567	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐶(,)𝐷))
152	109	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → ((𝐵 + 𝐷) / 2) ∈ ℝ)
153		avglt1 11147	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) → (𝐵 < 𝐷 ↔ 𝐵 < ((𝐵 + 𝐷) / 2)))
154	139, 140, 153	syl2anc 691	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → (𝐵 < 𝐷 ↔ 𝐵 < ((𝐵 + 𝐷) / 2)))
155	138, 154	mpbid 221	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐵 < ((𝐵 + 𝐷) / 2))
156	139, 152, 155	ltled 10064	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐵 ≤ ((𝐵 + 𝐷) / 2))
157	156	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐵 ≤ ((𝐵 + 𝐷) / 2))
158	157, 137	breqtrrd 4611	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) ∧ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐵 ≤ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
159	95	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
160	13	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → ((𝐶 + 𝐷) / 2) ∈ ℝ)
161	2	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐶 ∈ ℝ)
162		simpr 476	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → ¬ 𝐶 ≤ 𝐵)
163	159, 161	ltnled 10063	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → (𝐵 < 𝐶 ↔ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵))
164	162, 163	mpbird 246	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐵 < 𝐶)
165	159, 161, 160, 164, 130	lttrd 10077	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐵 < ((𝐶 + 𝐷) / 2))
166	159, 160, 165	ltled 10064	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐵 ≤ ((𝐶 + 𝐷) / 2))
167	166, 133	breqtrd 4609	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐵 ≤ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
168	167	adantlr 747	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) ∧ ¬ 𝐶 ≤ 𝐵) → 𝐵 ≤ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
169	158, 168	pm2.61dan 828	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐵 ≤ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)))
170	139, 111, 169	lensymd 10067	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → ¬ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐵)
171	170	intn3an3d 1436	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → ¬ (if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ ∧ 𝐴 < if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∧ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐵))
172	93	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐴 ∈ ℝ^*)
173	96	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → 𝐵 ∈ ℝ^*)
174		elioo2 12087	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^*) → (if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ ∧ 𝐴 < if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∧ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐵)))
175	172, 173, 174	syl2anc 691	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → (if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ ℝ ∧ 𝐴 < if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∧ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) < 𝐵)))
176	171, 175	mtbird 314	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → ¬ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐴(,)𝐵))
177		nelss 3627	. . . . 5 ⊢ ((if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐶(,)𝐷) ∧ ¬ if(𝐶 ≤ 𝐵, ((𝐵 + 𝐷) / 2), ((𝐶 + 𝐷) / 2)) ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
178	151, 176, 177	syl2anc 691	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 < 𝐷) → ¬ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
179	105, 178	pm2.65da 598	. . 3 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝐵 < 𝐷)
180	7, 95, 179	nltled 10066	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ≤ 𝐵)
181	104, 180	jca 553	1 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵))

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: ¬ wn 3 → wi 4 ↔ wb 195 ∧ wa 383 ∧ w3a 1031 = wceq 1475 ∈ wcel 1977 ⊆ wss 3540 ifcif 4036 class class class wbr 4583 (class class class)co 6549 ℝcr 9814 + caddc 9818 ℝ^*cxr 9952 < clt 9953 ≤ cle 9954 / cdiv 10563 2c2 10947 ℝ⁺crp 11708 (,)cioo 12046

This theorem was proved from axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-3 8 ax-gen 1713 ax-4 1728 ax-5 1827 ax-6 1875 ax-7 1922 ax-8 1979 ax-9 1986 ax-10 2006 ax-11 2021 ax-12 2034 ax-13 2234 ax-ext 2590 ax-sep 4709 ax-nul 4717 ax-pow 4769 ax-pr 4833 ax-un 6847 ax-cnex 9871 ax-resscn 9872 ax-1cn 9873 ax-icn 9874 ax-addcl 9875 ax-addrcl 9876 ax-mulcl 9877 ax-mulrcl 9878 ax-mulcom 9879 ax-addass 9880 ax-mulass 9881 ax-distr 9882 ax-i2m1 9883 ax-1ne0 9884 ax-1rid 9885 ax-rnegex 9886 ax-rrecex 9887 ax-cnre 9888 ax-pre-lttri 9889 ax-pre-lttrn 9890 ax-pre-ltadd 9891 ax-pre-mulgt0 9892

This theorem depends on definitions: df-bi 196 df-or 384 df-an 385 df-3or 1032 df-3an 1033 df-tru 1478 df-ex 1696 df-nf 1701 df-sb 1868 df-eu 2462 df-mo 2463 df-clab 2597 df-cleq 2603 df-clel 2606 df-nfc 2740 df-ne 2782 df-nel 2783 df-ral 2901 df-rex 2902 df-reu 2903 df-rmo 2904 df-rab 2905 df-v 3175 df-sbc 3403 df-csb 3500 df-dif 3543 df-un 3545 df-in 3547 df-ss 3554 df-nul 3875 df-if 4037 df-pw 4110 df-sn 4126 df-pr 4128 df-op 4132 df-uni 4373 df-iun 4457 df-br 4584 df-opab 4644 df-mpt 4645 df-id 4953 df-po 4959 df-so 4960 df-xp 5044 df-rel 5045 df-cnv 5046 df-co 5047 df-dm 5048 df-rn 5049 df-res 5050 df-ima 5051 df-iota 5768 df-fun 5806 df-fn 5807 df-f 5808 df-f1 5809 df-fo 5810 df-f1o 5811 df-fv 5812 df-riota 6511 df-ov 6552 df-oprab 6553 df-mpt2 6554 df-1st 7059 df-2nd 7060 df-er 7629 df-en 7842 df-dom 7843 df-sdom 7844 df-pnf 9955 df-mnf 9956 df-xr 9957 df-ltxr 9958 df-le 9959 df-sub 10147 df-neg 10148 df-div 10564 df-2 10956 df-rp 11709 df-ioo 12050

This theorem is referenced by: fourierdlem32 39032 fourierdlem33 39033 fourierdlem46 39045 fourierdlem50 39049 fourierdlem72 39071 fourierdlem76 39075 fourierdlem89 39088 fourierdlem91 39090 fourierdlem103 39102 fourierdlem104 39103

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