Theorem: exists_Ioo_extr_on_Icc
File: Mathlib/Topology/Algebra/Order/Rolle.lean

Proof steps:
state_before: X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝⁶ : ConditionallyCompleteLinearOrder X
inst✝⁵ : DenselyOrdered X
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : OrderTopology X
inst✝² : LinearOrder Y
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : OrderTopology Y
f : X → Y
a b : X
l : Y
hab : a < b
hfc : ContinuousOn f (Icc a b)
hfI : f a = f b
⊢ ∃ c ∈ Ioo a b, IsExtrOn f (Icc a b) c
state_after: X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝⁶ : ConditionallyCompleteLinearOrder X
inst✝⁵ : DenselyOrdered X
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : OrderTopology X
inst✝² : LinearOrder Y
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : OrderTopology Y
f : X → Y
a b : X
l : Y
hab : a < b
hfc : ContinuousOn f (Icc a b)
hfI : f a = f b
ne : (Icc a b).Nonempty
⊢ ∃ c ∈ Ioo a b, IsExtrOn f (Icc a b) c
tactic: have ne : (Icc a b).Nonempty := nonempty_Icc.2 (le_of_lt hab)
state_before: X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝⁶ : ConditionallyCompleteLinearOrder X
inst✝⁵ : DenselyOrdered X
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : OrderTopology X
inst✝² : LinearOrder Y
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : OrderTopology Y
f : X → Y
a b : X
l : Y
hab : a < b
hfc : ContinuousOn f (Icc a b)
hfI : f a = f b
ne : (Icc a b).Nonempty
⊢ ∃ c ∈ Ioo a b, IsExtrOn f (Icc a b) c
state_after: case intro.intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝⁶ : ConditionallyCompleteLinearOrder X
inst✝⁵ : DenselyOrdered X
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : OrderTopology X
inst✝² : LinearOrder Y
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : OrderTopology Y
f : X → Y
a b : X
l : Y
hab : a < b
hfc : ContinuousOn f (Icc a b)
hfI : f a = f b
ne : (Icc a b).Nonempty
c : X
cmem : c ∈ Icc a b
cle : ∀ x ∈ Icc a b, f c ≤ f x
⊢ ∃ c ∈ Ioo a b, IsExtrOn f (Icc a b) c
tactic: obtain ⟨c, cmem, cle⟩ : ∃ c ∈ Icc a b, ∀ x ∈ Icc a b, f c ≤ f x :=
    isCompact_Icc.exists_isMinOn ne hfc
state_before: case intro.intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝⁶ : ConditionallyCompleteLinearOrder X
inst✝⁵ : DenselyOrdered X
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : OrderTopology X
inst✝² : LinearOrder Y
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : OrderTopology Y
f : X → Y
a b : X
l : Y
hab : a < b
hfc : ContinuousOn f (Icc a b)
hfI : f a = f b
ne : (Icc a b).Nonempty
c : X
cmem : c ∈ Icc a b
cle : ∀ x ∈ Icc a b, f c ≤ f x
⊢ ∃ c ∈ Ioo a b, IsExtrOn f (Icc a b) c
state_after: case intro.intro.intro.intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝⁶ : ConditionallyCompleteLinearOrder X
inst✝⁵ : DenselyOrdered X
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : OrderTopology X
inst✝² : LinearOrder Y
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : OrderTopology Y
f : X → Y
a b : X
l : Y
hab : a < b
hfc : ContinuousOn f (Icc a b)
hfI : f a = f b
ne : (Icc a b).Nonempty
c : X
cmem : c ∈ Icc a b
cle : ∀ x ∈ Icc a b, f c ≤ f x
C : X
Cmem : C ∈ Icc a b
Cge : ∀ x ∈ Icc a b, f x ≤ f C
⊢ ∃ c ∈ Ioo a b, IsExtrOn f (Icc a b) c
tactic: obtain ⟨C, Cmem, Cge⟩ : ∃ C ∈ Icc a b, ∀ x ∈ Icc a b, f x ≤ f C :=
    isCompact_Icc.exists_isMaxOn ne hfc
state_before: case intro.intro.intro.intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝⁶ : ConditionallyCompleteLinearOrder X
inst✝⁵ : DenselyOrdered X
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : OrderTopology X
inst✝² : LinearOrder Y
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : OrderTopology Y
f : X → Y
a b : X
l : Y
hab : a < b
hfc : ContinuousOn f (Icc a b)
hfI : f a = f b
ne : (Icc a b).Nonempty
c : X
cmem : c ∈ Icc a b
cle : ∀ x ∈ Icc a b, f c ≤ f x
C : X
Cmem : C ∈ Icc a b
Cge : ∀ x ∈ Icc a b, f x ≤ f C
⊢ ∃ c ∈ Ioo a b, IsExtrOn f (Icc a b) c
state_after: case pos
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝⁶ : ConditionallyCompleteLinearOrder X
inst✝⁵ : DenselyOrdered X
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : OrderTopology X
inst✝² : LinearOrder Y
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : OrderTopology Y
f : X → Y
a b : X
l : Y
hab : a < b
hfc : ContinuousOn f (Icc a b)
hfI : f a = f b
ne : (Icc a b).Nonempty
c : X
cmem : c ∈ Icc a b
cle : ∀ x ∈ Icc a b, f c ≤ f x
C : X
Cmem : C ∈ Icc a b
Cge : ∀ x ∈ Icc a b, f x ≤ f C
hc : f c = f a
⊢ ∃ c ∈ Ioo a b, IsExtrOn f (Icc a b) c

case neg
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝⁶ : ConditionallyCompleteLinearOrder X
inst✝⁵ : DenselyOrdered X
inst✝⁴ : TopologicalSpace X
inst✝³ : OrderTopology X
inst✝² : LinearOrder Y
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : OrderTopology Y
f : X → Y
a b : X
l : Y
hab : a < b
hfc : ContinuousOn f (Icc a b)
hfI : f a = f b
ne : (Icc a b).Nonempty
c : X
cmem : c ∈ Icc a b
cle : ∀ x ∈ Icc a b, f c ≤ f x
C : X
Cmem : C ∈ Icc a b
Cge : ∀ x ∈ Icc a b, f x ≤ f C
hc : ¬f c = f a
⊢ ∃ c ∈ Ioo a b, IsExtrOn f (Icc a b) c
tactic: by_cases hc : f c = f a