Theorem dvidsslem 15013

Description: Lemma for dvconstss 15018. Analogue of dvidlemap 15011 where 𝐹 is defined on an open subset of the real or complex numbers. (Contributed by Jim Kingdon, 3-Oct-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
dvidsslem.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
dvidsslem.j	⊢ 𝐽 = (𝐾 ↾t 𝑆)
dvidsslem.k	⊢ 𝐾 = (MetOpen‘(abs ∘ − ))
dvidsslem.1	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
dvidsslem.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐽)
dvidsslem.2	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 # 𝑥)) → (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥)) = 𝐵)
dvidsslem.3	⊢ 𝐵 ∈ ℂ

Assertion

Ref	Expression
dvidsslem	⊢ (𝜑 → (𝑆 D 𝐹) = (𝑋 × {𝐵}))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑧,𝐵   𝑥,𝐹,𝑧   𝜑,𝑥,𝑧   𝑥,𝑆,𝑧   𝑥,𝑋,𝑧

Allowed substitution hints:   𝐽(𝑥,𝑧)   𝐾(𝑥,𝑧)

Proof of Theorem dvidsslem

Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dvidsslem.s	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
2		ssidd 3205	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
3		dvidsslem.j	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐽 = (𝐾 ↾t 𝑆)
4		restsspw 12951	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 ↾t 𝑆) ⊆ 𝒫 𝑆
5	3, 4	eqsstri 3216	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐽 ⊆ 𝒫 𝑆
6		dvidsslem.x	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐽)
7	5, 6	sselid 3182	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝒫 𝑆)
8	7	elpwid 3617	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ⊆ 𝑆)
9		cnex 8020	. . . . . . . 8 ⊢ ℂ ∈ V
10	9	a1i 9	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ℂ ∈ V)
11		pmss12g 6743	. . . . . . 7 ⊢ (((ℂ ⊆ ℂ ∧ 𝑋 ⊆ 𝑆) ∧ (ℂ ∈ V ∧ 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})) → (ℂ ↑pm 𝑋) ⊆ (ℂ ↑pm 𝑆))
12	2, 8, 10, 1, 11	syl22anc 1250	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℂ ↑pm 𝑋) ⊆ (ℂ ↑pm 𝑆))
13		dvidsslem.1	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
14		fpmg 6742	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝐽 ∧ ℂ ∈ V ∧ 𝐹:𝑋⟶ℂ) → 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm 𝑋))
15	6, 10, 13, 14	syl3anc 1249	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm 𝑋))
16	12, 15	sseldd 3185	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm 𝑆))
17		dvfgg 15008	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm 𝑆)) → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
18	1, 16, 17	syl2anc 411	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
19		recnprss 15007	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → 𝑆 ⊆ ℂ)
20	1, 19	syl 14	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ⊆ ℂ)
21	20, 13, 8	dvbss 15005	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐹) ⊆ 𝑋)
22		reldvg 14999	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑆 ⊆ ℂ ∧ 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm 𝑆)) → Rel (𝑆 D 𝐹))
23	20, 16, 22	syl2anc 411	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → Rel (𝑆 D 𝐹))
24	23	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → Rel (𝑆 D 𝐹))
25		dvidsslem.k	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 𝐾 = (MetOpen‘(abs ∘ − ))
26	25	cntoptop 14853	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝐾 ∈ Top
27	26	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Top)
28		resttop 14490	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐾 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ}) → (𝐾 ↾t 𝑆) ∈ Top)
29	27, 1, 28	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝐾 ↾t 𝑆) ∈ Top)
30	3, 29	eqeltrid 2283	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Top)
31		isopn3i 14455	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑋 ∈ 𝐽) → ((int‘𝐽)‘𝑋) = 𝑋)
32	30, 6, 31	syl2anc 411	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((int‘𝐽)‘𝑋) = 𝑋)
33	32	eqcomd 2202	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑋 = ((int‘𝐽)‘𝑋))
34	33	eleq2d 2266	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↔ 𝑥 ∈ ((int‘𝐽)‘𝑋)))
35	34	biimpa 296	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑥 ∈ ((int‘𝐽)‘𝑋))
36		limcresi 14986	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) limℂ 𝑥) ⊆ (((𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ↾ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥}) limℂ 𝑥)
37		dvidsslem.3	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝐵 ∈ ℂ
38	37	a1i 9	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
39	8, 20	sstrd 3194	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ⊆ ℂ)
40		cncfmptc 14916	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
41	38, 39, 2, 40	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
42	41	adantr 276	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ∈ (𝑋–cn→ℂ))
43		simpr 110	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑥 ∈ 𝑋)
44		eqidd 2197	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → 𝐵 = 𝐵)
45	42, 43, 44	cnmptlimc 14994	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ ((𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) limℂ 𝑥))
46	36, 45	sselid 3182	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ (((𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ↾ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥}) limℂ 𝑥))
47		breq1 4037	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑤 = 𝑧 → (𝑤 # 𝑥 ↔ 𝑧 # 𝑥))
48	47	elrab 2920	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↔ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 # 𝑥))
49		dvidsslem.2	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 # 𝑥)) → (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥)) = 𝐵)
50	49	3exp2 1227	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋 → (𝑧 ∈ 𝑋 → (𝑧 # 𝑥 → (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥)) = 𝐵))))
51	50	imp43 355	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 # 𝑥)) → (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥)) = 𝐵)
52	48, 51	sylan2b 287	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ 𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥}) → (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥)) = 𝐵)
53	52	mpteq2dva 4124	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥))) = (𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ 𝐵))
54		ssrab2 3269	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ⊆ 𝑋
55		resmpt 4995	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ({𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ⊆ 𝑋 → ((𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ↾ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥}) = (𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ 𝐵))
56	54, 55	ax-mp 5	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ↾ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥}) = (𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ 𝐵)
57	53, 56	eqtr4di 2247	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥))) = ((𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ↾ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥}))
58	57	oveq1d 5940	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥))) limℂ 𝑥) = (((𝑧 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵) ↾ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥}) limℂ 𝑥))
59	46, 58	eleqtrrd 2276	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ ((𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥))) limℂ 𝑥))
60		eqid 2196	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥))) = (𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥)))
61	3, 25, 60, 20, 13, 8	eldvap 15002	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑥(𝑆 D 𝐹)𝐵 ↔ (𝑥 ∈ ((int‘𝐽)‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ ((𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥))) limℂ 𝑥))))
62	61	adantr 276	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑥(𝑆 D 𝐹)𝐵 ↔ (𝑥 ∈ ((int‘𝐽)‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ ((𝑧 ∈ {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ 𝑤 # 𝑥} ↦ (((𝐹‘𝑧) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑧 − 𝑥))) limℂ 𝑥))))
63	35, 59, 62	mpbir2and 946	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑥(𝑆 D 𝐹)𝐵)
64		releldm 4902	. . . . . . 7 ⊢ ((Rel (𝑆 D 𝐹) ∧ 𝑥(𝑆 D 𝐹)𝐵) → 𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐹))
65	24, 63, 64	syl2anc 411	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐹))
66	21, 65	eqelssd 3203	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
67	66	feq2d 5398	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ ↔ (𝑆 D 𝐹):𝑋⟶ℂ))
68	18, 67	mpbid 147	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑆 D 𝐹):𝑋⟶ℂ)
69	68	ffnd 5411	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑆 D 𝐹) Fn 𝑋)
70		fnconstg 5458	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ ℂ → (𝑋 × {𝐵}) Fn 𝑋)
71	37, 70	mp1i 10	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋 × {𝐵}) Fn 𝑋)
72	18	adantr 276	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
73	72	ffund 5414	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → Fun (𝑆 D 𝐹))
74		funbrfvb 5606	. . . . 5 ⊢ ((Fun (𝑆 D 𝐹) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → (((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) = 𝐵 ↔ 𝑥(𝑆 D 𝐹)𝐵))
75	73, 65, 74	syl2anc 411	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) = 𝐵 ↔ 𝑥(𝑆 D 𝐹)𝐵))
76	63, 75	mpbird 167	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) = 𝐵)
77		fvconst2g 5779	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝑋 × {𝐵})‘𝑥) = 𝐵)
78	38, 77	sylan 283	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝑋 × {𝐵})‘𝑥) = 𝐵)
79	76, 78	eqtr4d 2232	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) = ((𝑋 × {𝐵})‘𝑥))
80	69, 71, 79	eqfnfvd 5665	1 ⊢ (𝜑 → (𝑆 D 𝐹) = (𝑋 × {𝐵}))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 980   = wceq 1364   ∈ wcel 2167  {crab 2479  Vcvv 2763   ⊆ wss 3157  𝒫 cpw 3606  {csn 3623  {cpr 3624   class class class wbr 4034   ↦ cmpt 4095   × cxp 4662  dom cdm 4664   ↾ cres 4666   ∘ ccom 4668  Rel wrel 4669  Fun wfun 5253   Fn wfn 5254  ⟶wf 5255  ‘cfv 5259  (class class class)co 5925   ↑_pm cpm 6717  ℂcc 7894  ℝcr 7895   − cmin 8214   # cap 8625   / cdiv 8716  abscabs 11179   ↾_t crest 12941  MetOpencmopn 14173  Topctop 14317  intcnt 14413  –cn→ccncf 14890   lim_ℂ climc 14974   D cdv 14975

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4149  ax-sep 4152  ax-nul 4160  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-iinf 4625  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1cn 7989  ax-1re 7990  ax-icn 7991  ax-addcl 7992  ax-addrcl 7993  ax-mulcl 7994  ax-mulrcl 7995  ax-addcom 7996  ax-mulcom 7997  ax-addass 7998  ax-mulass 7999  ax-distr 8000  ax-i2m1 8001  ax-0lt1 8002  ax-1rid 8003  ax-0id 8004  ax-rnegex 8005  ax-precex 8006  ax-cnre 8007  ax-pre-ltirr 8008  ax-pre-ltwlin 8009  ax-pre-lttrn 8010  ax-pre-apti 8011  ax-pre-ltadd 8012  ax-pre-mulgt0 8013  ax-pre-mulext 8014  ax-arch 8015  ax-caucvg 8016

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-if 3563  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-tr 4133  df-id 4329  df-po 4332  df-iso 4333  df-iord 4402  df-on 4404  df-ilim 4405  df-suc 4407  df-iom 4628  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-isom 5268  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-1st 6207  df-2nd 6208  df-recs 6372  df-frec 6458  df-map 6718  df-pm 6719  df-sup 7059  df-inf 7060  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-xr 8082  df-ltxr 8083  df-le 8084  df-sub 8216  df-neg 8217  df-reap 8619  df-ap 8626  df-div 8717  df-inn 9008  df-2 9066  df-3 9067  df-4 9068  df-n0 9267  df-z 9344  df-uz 9619  df-q 9711  df-rp 9746  df-xneg 9864  df-xadd 9865  df-seqfrec 10557  df-exp 10648  df-cj 11024  df-re 11025  df-im 11026  df-rsqrt 11180  df-abs 11181  df-rest 12943  df-topgen 12962  df-psmet 14175  df-xmet 14176  df-met 14177  df-bl 14178  df-mopn 14179  df-top 14318  df-topon 14331  df-bases 14363  df-ntr 14416  df-cn 14508  df-cnp 14509  df-cncf 14891  df-limced 14976  df-dvap 14977

This theorem is referenced by:  dvconstss  15018