MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dvcof Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dvcof 23831
Description: The chain rule for everywhere-differentiable functions. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dvcof.s (𝜑𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
dvcof.t (𝜑𝑇 ∈ {ℝ, ℂ})
dvcof.f (𝜑𝐹:𝑋⟶ℂ)
dvcof.g (𝜑𝐺:𝑌𝑋)
dvcof.df (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
dvcof.dg (𝜑 → dom (𝑇 D 𝐺) = 𝑌)
Assertion
Ref Expression
dvcof (𝜑 → (𝑇 D (𝐹𝐺)) = (((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) ∘𝑓 · (𝑇 D 𝐺)))

Proof of Theorem dvcof
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvcof.f . . . . 5 (𝜑𝐹:𝑋⟶ℂ)
21adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
3 dvcof.df . . . . . 6 (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
4 dvbsss 23786 . . . . . 6 dom (𝑆 D 𝐹) ⊆ 𝑆
53, 4syl6eqssr 3762 . . . . 5 (𝜑𝑋𝑆)
65adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑋𝑆)
7 dvcof.g . . . . 5 (𝜑𝐺:𝑌𝑋)
87adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝐺:𝑌𝑋)
9 dvcof.dg . . . . . 6 (𝜑 → dom (𝑇 D 𝐺) = 𝑌)
10 dvbsss 23786 . . . . . 6 dom (𝑇 D 𝐺) ⊆ 𝑇
119, 10syl6eqssr 3762 . . . . 5 (𝜑𝑌𝑇)
1211adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑌𝑇)
13 dvcof.s . . . . 5 (𝜑𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
1413adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
15 dvcof.t . . . . 5 (𝜑𝑇 ∈ {ℝ, ℂ})
1615adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑇 ∈ {ℝ, ℂ})
177ffvelrnda 6474 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝐺𝑥) ∈ 𝑋)
183adantr 472 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
1917, 18eleqtrrd 2806 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝐺𝑥) ∈ dom (𝑆 D 𝐹))
209eleq2d 2789 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺) ↔ 𝑥𝑌))
2120biimpar 503 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺))
222, 6, 8, 12, 14, 16, 19, 21dvco 23830 . . 3 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑇 D (𝐹𝐺))‘𝑥) = (((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
2322mpteq2dva 4852 . 2 (𝜑 → (𝑥𝑌 ↦ ((𝑇 D (𝐹𝐺))‘𝑥)) = (𝑥𝑌 ↦ (((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥))))
24 dvfg 23790 . . . . 5 (𝑇 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑇 D (𝐹𝐺)):dom (𝑇 D (𝐹𝐺))⟶ℂ)
2515, 24syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝑇 D (𝐹𝐺)):dom (𝑇 D (𝐹𝐺))⟶ℂ)
26 recnprss 23788 . . . . . . . 8 (𝑇 ∈ {ℝ, ℂ} → 𝑇 ⊆ ℂ)
2715, 26syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑇 ⊆ ℂ)
28 fco 6171 . . . . . . . 8 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝐺:𝑌𝑋) → (𝐹𝐺):𝑌⟶ℂ)
291, 7, 28syl2anc 696 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐹𝐺):𝑌⟶ℂ)
3027, 29, 11dvbss 23785 . . . . . 6 (𝜑 → dom (𝑇 D (𝐹𝐺)) ⊆ 𝑌)
31 recnprss 23788 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → 𝑆 ⊆ ℂ)
3214, 31syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑆 ⊆ ℂ)
3316, 26syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑇 ⊆ ℂ)
34 fvexd 6316 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) ∈ V)
35 fvexd 6316 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥) ∈ V)
36 dvfg 23790 . . . . . . . . . . . 12 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
37 ffun 6161 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ → Fun (𝑆 D 𝐹))
38 funfvbrb 6445 . . . . . . . . . . . 12 (Fun (𝑆 D 𝐹) → ((𝐺𝑥) ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ (𝐺𝑥)(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥))))
3914, 36, 37, 384syl 19 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝐺𝑥) ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ (𝐺𝑥)(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥))))
4019, 39mpbid 222 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝐺𝑥)(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)))
41 dvfg 23790 . . . . . . . . . . . 12 (𝑇 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ)
42 ffun 6161 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ → Fun (𝑇 D 𝐺))
43 funfvbrb 6445 . . . . . . . . . . . 12 (Fun (𝑇 D 𝐺) → (𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺) ↔ 𝑥(𝑇 D 𝐺)((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
4416, 41, 42, 434syl 19 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺) ↔ 𝑥(𝑇 D 𝐺)((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
4521, 44mpbid 222 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑥(𝑇 D 𝐺)((𝑇 D 𝐺)‘𝑥))
46 eqid 2724 . . . . . . . . . 10 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
472, 6, 8, 12, 32, 33, 34, 35, 40, 45, 46dvcobr 23829 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑥(𝑇 D (𝐹𝐺))(((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
48 reldv 23754 . . . . . . . . . 10 Rel (𝑇 D (𝐹𝐺))
4948releldmi 5469 . . . . . . . . 9 (𝑥(𝑇 D (𝐹𝐺))(((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)) → 𝑥 ∈ dom (𝑇 D (𝐹𝐺)))
5047, 49syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑥 ∈ dom (𝑇 D (𝐹𝐺)))
5150ex 449 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥𝑌𝑥 ∈ dom (𝑇 D (𝐹𝐺))))
5251ssrdv 3715 . . . . . 6 (𝜑𝑌 ⊆ dom (𝑇 D (𝐹𝐺)))
5330, 52eqssd 3726 . . . . 5 (𝜑 → dom (𝑇 D (𝐹𝐺)) = 𝑌)
5453feq2d 6144 . . . 4 (𝜑 → ((𝑇 D (𝐹𝐺)):dom (𝑇 D (𝐹𝐺))⟶ℂ ↔ (𝑇 D (𝐹𝐺)):𝑌⟶ℂ))
5525, 54mpbid 222 . . 3 (𝜑 → (𝑇 D (𝐹𝐺)):𝑌⟶ℂ)
5655feqmptd 6363 . 2 (𝜑 → (𝑇 D (𝐹𝐺)) = (𝑥𝑌 ↦ ((𝑇 D (𝐹𝐺))‘𝑥)))
5715, 11ssexd 4913 . . 3 (𝜑𝑌 ∈ V)
587feqmptd 6363 . . . 4 (𝜑𝐺 = (𝑥𝑌 ↦ (𝐺𝑥)))
5913, 36syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
603feq2d 6144 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ ↔ (𝑆 D 𝐹):𝑋⟶ℂ))
6159, 60mpbid 222 . . . . 5 (𝜑 → (𝑆 D 𝐹):𝑋⟶ℂ)
6261feqmptd 6363 . . . 4 (𝜑 → (𝑆 D 𝐹) = (𝑦𝑋 ↦ ((𝑆 D 𝐹)‘𝑦)))
63 fveq2 6304 . . . 4 (𝑦 = (𝐺𝑥) → ((𝑆 D 𝐹)‘𝑦) = ((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)))
6417, 58, 62, 63fmptco 6511 . . 3 (𝜑 → ((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) = (𝑥𝑌 ↦ ((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥))))
6515, 41syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ)
669feq2d 6144 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ ↔ (𝑇 D 𝐺):𝑌⟶ℂ))
6765, 66mpbid 222 . . . 4 (𝜑 → (𝑇 D 𝐺):𝑌⟶ℂ)
6867feqmptd 6363 . . 3 (𝜑 → (𝑇 D 𝐺) = (𝑥𝑌 ↦ ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
6957, 34, 35, 64, 68offval2 7031 . 2 (𝜑 → (((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) ∘𝑓 · (𝑇 D 𝐺)) = (𝑥𝑌 ↦ (((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥))))
7023, 56, 693eqtr4d 2768 1 (𝜑 → (𝑇 D (𝐹𝐺)) = (((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) ∘𝑓 · (𝑇 D 𝐺)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1596  wcel 2103  Vcvv 3304  wss 3680  {cpr 4287   class class class wbr 4760  cmpt 4837  dom cdm 5218  ccom 5222  Fun wfun 5995  wf 5997  cfv 6001  (class class class)co 6765  𝑓 cof 7012  cc 10047  cr 10048   · cmul 10054  TopOpenctopn 16205  fldccnfld 19869   D cdv 23747
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1835  ax-4 1850  ax-5 1952  ax-6 2018  ax-7 2054  ax-8 2105  ax-9 2112  ax-10 2132  ax-11 2147  ax-12 2160  ax-13 2355  ax-ext 2704  ax-rep 4879  ax-sep 4889  ax-nul 4897  ax-pow 4948  ax-pr 5011  ax-un 7066  ax-inf2 8651  ax-cnex 10105  ax-resscn 10106  ax-1cn 10107  ax-icn 10108  ax-addcl 10109  ax-addrcl 10110  ax-mulcl 10111  ax-mulrcl 10112  ax-mulcom 10113  ax-addass 10114  ax-mulass 10115  ax-distr 10116  ax-i2m1 10117  ax-1ne0 10118  ax-1rid 10119  ax-rnegex 10120  ax-rrecex 10121  ax-cnre 10122  ax-pre-lttri 10123  ax-pre-lttrn 10124  ax-pre-ltadd 10125  ax-pre-mulgt0 10126  ax-pre-sup 10127  ax-addf 10128  ax-mulf 10129
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1599  df-ex 1818  df-nf 1823  df-sb 2011  df-eu 2575  df-mo 2576  df-clab 2711  df-cleq 2717  df-clel 2720  df-nfc 2855  df-ne 2897  df-nel 3000  df-ral 3019  df-rex 3020  df-reu 3021  df-rmo 3022  df-rab 3023  df-v 3306  df-sbc 3542  df-csb 3640  df-dif 3683  df-un 3685  df-in 3687  df-ss 3694  df-pss 3696  df-nul 4024  df-if 4195  df-pw 4268  df-sn 4286  df-pr 4288  df-tp 4290  df-op 4292  df-uni 4545  df-int 4584  df-iun 4630  df-iin 4631  df-br 4761  df-opab 4821  df-mpt 4838  df-tr 4861  df-id 5128  df-eprel 5133  df-po 5139  df-so 5140  df-fr 5177  df-se 5178  df-we 5179  df-xp 5224  df-rel 5225  df-cnv 5226  df-co 5227  df-dm 5228  df-rn 5229  df-res 5230  df-ima 5231  df-pred 5793  df-ord 5839  df-on 5840  df-lim 5841  df-suc 5842  df-iota 5964  df-fun 6003  df-fn 6004  df-f 6005  df-f1 6006  df-fo 6007  df-f1o 6008  df-fv 6009  df-isom 6010  df-riota 6726  df-ov 6768  df-oprab 6769  df-mpt2 6770  df-of 7014  df-om 7183  df-1st 7285  df-2nd 7286  df-supp 7416  df-wrecs 7527  df-recs 7588  df-rdg 7626  df-1o 7680  df-2o 7681  df-oadd 7684  df-er 7862  df-map 7976  df-pm 7977  df-ixp 8026  df-en 8073  df-dom 8074  df-sdom 8075  df-fin 8076  df-fsupp 8392  df-fi 8433  df-sup 8464  df-inf 8465  df-oi 8531  df-card 8878  df-cda 9103  df-pnf 10189  df-mnf 10190  df-xr 10191  df-ltxr 10192  df-le 10193  df-sub 10381  df-neg 10382  df-div 10798  df-nn 11134  df-2 11192  df-3 11193  df-4 11194  df-5 11195  df-6 11196  df-7 11197  df-8 11198  df-9 11199  df-n0 11406  df-z 11491  df-dec 11607  df-uz 11801  df-q 11903  df-rp 11947  df-xneg 12060  df-xadd 12061  df-xmul 12062  df-icc 12296  df-fz 12441  df-fzo 12581  df-seq 12917  df-exp 12976  df-hash 13233  df-cj 13959  df-re 13960  df-im 13961  df-sqrt 14095  df-abs 14096  df-struct 15982  df-ndx 15983  df-slot 15984  df-base 15986  df-sets 15987  df-ress 15988  df-plusg 16077  df-mulr 16078  df-starv 16079  df-sca 16080  df-vsca 16081  df-ip 16082  df-tset 16083  df-ple 16084  df-ds 16087  df-unif 16088  df-hom 16089  df-cco 16090  df-rest 16206  df-topn 16207  df-0g 16225  df-gsum 16226  df-topgen 16227  df-pt 16228  df-prds 16231  df-xrs 16285  df-qtop 16290  df-imas 16291  df-xps 16293  df-mre 16369  df-mrc 16370  df-acs 16372  df-mgm 17364  df-sgrp 17406  df-mnd 17417  df-submnd 17458  df-mulg 17663  df-cntz 17871  df-cmn 18316  df-psmet 19861  df-xmet 19862  df-met 19863  df-bl 19864  df-mopn 19865  df-fbas 19866  df-fg 19867  df-cnfld 19870  df-top 20822  df-topon 20839  df-topsp 20860  df-bases 20873  df-cld 20946  df-ntr 20947  df-cls 20948  df-nei 21025  df-lp 21063  df-perf 21064  df-cn 21154  df-cnp 21155  df-haus 21242  df-tx 21488  df-hmeo 21681  df-fil 21772  df-fm 21864  df-flim 21865  df-flf 21866  df-xms 22247  df-ms 22248  df-tms 22249  df-cncf 22803  df-limc 23750  df-dv 23751
This theorem is referenced by:  dvmptco  23855  dvsinax  40547  dvcosax  40561
  Copyright terms: Public domain W3C validator