Nuprl Lemma : inverse-of-strict-monotonic-function

∀I:Interval. ∀f:I ⟶ℝ.
  (((∀x,y:{x:ℝ| x ∈ I} .  ((x < y) ⇒ ((f x) < (f y)))) ∨ (∀x,y:{x:ℝ| x ∈ I} .  ((x < y) ⇒ ((f y) < (f x)))))
  ⇒ (∀x,y:{t:ℝ| t ∈ I} .  ((x = y) ⇒ ((f x) = (f y))))
  ⇒ (∀J:Interval
        ((∀t:{t:ℝ| t ∈ I} . (f t ∈ J))
        ⇒ (∀x:{x:ℝ| x ∈ J} . ∃a,b:{t:ℝ| t ∈ I} . (a ≠ b ∧ ((((f a) ≤ x) ∧ (x ≤ (f b))) ∨ (((f b) ≤ x) ∧ (x ≤ (f a))))))
        ⇒ (∃g:{x:ℝ| x ∈ J}  ⟶ {x:ℝ| x ∈ I} 
             ((∀x:{x:ℝ| x ∈ J} . ((f (g x)) = x))
             ∧ (∀x:{x:ℝ| x ∈ I} . ((g (f x)) = x))
             ∧ ((∀x,y:{x:ℝ| x ∈ J} .  ((x < y) ⇒ ((g x) < (g y)))) ∨ (∀x,y:{x:ℝ| x ∈ J} .  ((x < y) ⇒ ((g y) < (g x)))\000C))
             ∧ (∀x,y:{t:ℝ| t ∈ J} .  ((x = y) ⇒ ((g x) = (g y)))))))))


Proof




Definitions occuring in Statement :  rfun: I ⟶ℝ,  i-member: r ∈ I,  interval: Interval,  rneq: x ≠ y,  rleq: x ≤ y,  rless: x < y,  req: x = y,  real: ℝ,  all: ∀x:A. B[x],  exists: ∃x:A. B[x],  implies: P ⇒ Q,  or: P ∨ Q,  and: P ∧ Q,  set: {x:A| B[x]} ,  apply: f a,  function: x:A ⟶ B[x]
Definitions unfolded in proof :  subtype_rel: A ⊆r B,  cand: A c∧ B,  false: False,  uimplies: b supposing a,  guard: {T},  so_apply: x[s],  so_lambda: λ2x.t[x],  rfun: I ⟶ℝ,  uall: ∀[x:A]. B[x],  prop: ℙ,  rneq: x ≠ y,  and: P ∧ Q,  exists: ∃x:A. B[x],  member: t ∈ T,  or: P ∨ Q,  implies: P ⇒ Q,  all: ∀x:A. B[x]
Lemmas referenced :  rfun_wf,  inverse-of-strict-decreasing-function-exists,  interval_wf,  rneq_wf,  or_wf,  req_wf,  all_wf,  set_wf,  rless_irreflexivity,  rless_transitivity1,  real_wf,  exists_wf,  i-member_wf,  rleq_wf,  rless_wf,  inverse-of-strict-increasing-function-exists
Rules used in proof :  inrFormation,  setEquality,  functionExtensionality,  functionEquality,  inlFormation,  voidElimination,  independent_isectElimination,  lambdaEquality,  sqequalRule,  dependent_set_memberEquality,  applyEquality,  rename,  setElimination,  isectElimination,  productEquality,  independent_pairFormation,  because_Cache,  dependent_pairFormation,  productElimination,  hypothesis,  independent_functionElimination,  hypothesisEquality,  dependent_functionElimination,  extract_by_obid,  introduction,  cut,  thin,  unionElimination,  sqequalHypSubstitution,  lambdaFormation,  sqequalReflexivity,  computationStep,  sqequalTransitivity,  sqequalSubstitution

Latex:
\mforall{}I:Interval.  \mforall{}f:I  {}\mrightarrow{}\mBbbR{}.
    (((\mforall{}x,y:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\}  .    ((x  <  y)  {}\mRightarrow{}  ((f  x)  <  (f  y))))
      \mvee{}  (\mforall{}x,y:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\}  .    ((x  <  y)  {}\mRightarrow{}  ((f  y)  <  (f  x)))))
    {}\mRightarrow{}  (\mforall{}x,y:\{t:\mBbbR{}|  t  \mmember{}  I\}  .    ((x  =  y)  {}\mRightarrow{}  ((f  x)  =  (f  y))))
    {}\mRightarrow{}  (\mforall{}J:Interval
                ((\mforall{}t:\{t:\mBbbR{}|  t  \mmember{}  I\}  .  (f  t  \mmember{}  J))
                {}\mRightarrow{}  (\mforall{}x:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  J\} 
                            \mexists{}a,b:\{t:\mBbbR{}|  t  \mmember{}  I\} 
                              (a  \mneq{}  b  \mwedge{}  ((((f  a)  \mleq{}  x)  \mwedge{}  (x  \mleq{}  (f  b)))  \mvee{}  (((f  b)  \mleq{}  x)  \mwedge{}  (x  \mleq{}  (f  a))))))
                {}\mRightarrow{}  (\mexists{}g:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  J\}    {}\mrightarrow{}  \{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\} 
                          ((\mforall{}x:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  J\}  .  ((f  (g  x))  =  x))
                          \mwedge{}  (\mforall{}x:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  I\}  .  ((g  (f  x))  =  x))
                          \mwedge{}  ((\mforall{}x,y:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  J\}  .    ((x  <  y)  {}\mRightarrow{}  ((g  x)  <  (g  y))))
                              \mvee{}  (\mforall{}x,y:\{x:\mBbbR{}|  x  \mmember{}  J\}  .    ((x  <  y)  {}\mRightarrow{}  ((g  y)  <  (g  x)))))
                          \mwedge{}  (\mforall{}x,y:\{t:\mBbbR{}|  t  \mmember{}  J\}  .    ((x  =  y)  {}\mRightarrow{}  ((g  x)  =  (g  y)))))))))



Date html generated: 2017_10_03-AM-10_34_14
Last ObjectModification: 2017_07_31-PM-01_59_50

Theory : reals


Home Index