Theorem: IsCompact.sSup_lt_iff_of_continuous
File: Mathlib/Topology/Algebra/Order/Compact.lean

Proof steps:
state_before: α✝ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝⁴ : ConditionallyCompleteLinearOrder α
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : TopologicalSpace β
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : ClosedIciTopology α
f : β → α
K : Set β
hK : IsCompact K
h0K : K.Nonempty
hf : ContinuousOn f K
y : α
⊢ sSup (f '' K) < y ↔ ∀ x ∈ K, f x < y
state_after: α✝ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝⁴ : ConditionallyCompleteLinearOrder α
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : TopologicalSpace β
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : ClosedIciTopology α
f : β → α
K : Set β
hK : IsCompact K
h0K : K.Nonempty
hf : ContinuousOn f K
y : α
h : ∀ x ∈ K, f x < y
⊢ sSup (f '' K) < y
tactic: refine ⟨fun h x hx => (le_csSup (hK.bddAbove_image hf) <| mem_image_of_mem f hx).trans_lt h,
    fun h => ?_⟩
state_before: α✝ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝⁴ : ConditionallyCompleteLinearOrder α
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : TopologicalSpace β
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : ClosedIciTopology α
f : β → α
K : Set β
hK : IsCompact K
h0K : K.Nonempty
hf : ContinuousOn f K
y : α
h : ∀ x ∈ K, f x < y
⊢ sSup (f '' K) < y
state_after: case intro.intro
α✝ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝⁴ : ConditionallyCompleteLinearOrder α
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : TopologicalSpace β
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : ClosedIciTopology α
f : β → α
K : Set β
hK : IsCompact K
h0K : K.Nonempty
hf : ContinuousOn f K
y : α
h : ∀ x ∈ K, f x < y
x : β
hx : x ∈ K
h2x : IsMaxOn f K x
⊢ sSup (f '' K) < y
tactic: obtain ⟨x, hx, h2x⟩ := hK.exists_isMaxOn h0K hf
state_before: case intro.intro
α✝ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝⁴ : ConditionallyCompleteLinearOrder α
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : TopologicalSpace β
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : ClosedIciTopology α
f : β → α
K : Set β
hK : IsCompact K
h0K : K.Nonempty
hf : ContinuousOn f K
y : α
h : ∀ x ∈ K, f x < y
x : β
hx : x ∈ K
h2x : IsMaxOn f K x
⊢ sSup (f '' K) < y
state_after: case intro.intro
α✝ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝⁴ : ConditionallyCompleteLinearOrder α
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : TopologicalSpace β
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : ClosedIciTopology α
f : β → α
K : Set β
hK : IsCompact K
h0K : K.Nonempty
hf : ContinuousOn f K
y : α
h : ∀ x ∈ K, f x < y
x : β
hx : x ∈ K
h2x : IsMaxOn f K x
⊢ ∀ b ∈ f '' K, b ≤ f x
tactic: refine (csSup_le (h0K.image f) ?_).trans_lt (h x hx)
state_before: case intro.intro
α✝ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝⁴ : ConditionallyCompleteLinearOrder α
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : TopologicalSpace β
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : ClosedIciTopology α
f : β → α
K : Set β
hK : IsCompact K
h0K : K.Nonempty
hf : ContinuousOn f K
y : α
h : ∀ x ∈ K, f x < y
x : β
hx : x ∈ K
h2x : IsMaxOn f K x
⊢ ∀ b ∈ f '' K, b ≤ f x
state_after: case intro.intro.intro.intro
α✝ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝⁴ : ConditionallyCompleteLinearOrder α
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : TopologicalSpace β
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : ClosedIciTopology α
f : β → α
K : Set β
hK : IsCompact K
h0K : K.Nonempty
hf : ContinuousOn f K
y : α
h : ∀ x ∈ K, f x < y
x : β
hx : x ∈ K
h2x : IsMaxOn f K x
x' : β
hx' : x' ∈ K
⊢ f x' ≤ f x
tactic: rintro _ ⟨x', hx', rfl⟩
state_before: case intro.intro.intro.intro
α✝ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
γ : Type u_4
inst✝⁴ : ConditionallyCompleteLinearOrder α
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : TopologicalSpace β
inst✝¹ : TopologicalSpace γ
inst✝ : ClosedIciTopology α
f : β → α
K : Set β
hK : IsCompact K
h0K : K.Nonempty
hf : ContinuousOn f K
y : α
h : ∀ x ∈ K, f x < y
x : β
hx : x ∈ K
h2x : IsMaxOn f K x
x' : β
hx' : x' ∈ K
⊢ f x' ≤ f x
state_after: no goals
tactic: exact h2x hx'