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

Theorem dvcjbr 24461
Description: The derivative of the conjugate of a function. For the (simpler but more limited) function version, see dvcj 24462. (This doesn't follow from dvcobr 24458 because is not a function on the reals, and even if we used complex derivatives, is not complex-differentiable.) (Contributed by Mario Carneiro, 1-Sep-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dvcj.f (𝜑𝐹:𝑋⟶ℂ)
dvcj.x (𝜑𝑋 ⊆ ℝ)
dvcj.c (𝜑𝐶 ∈ dom (ℝ D 𝐹))
Assertion
Ref Expression
dvcjbr (𝜑𝐶(ℝ D (∗ ∘ 𝐹))(∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)))

Proof of Theorem dvcjbr
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ax-resscn 10586 . . . . 5 ℝ ⊆ ℂ
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
3 dvcj.f . . . 4 (𝜑𝐹:𝑋⟶ℂ)
4 dvcj.x . . . 4 (𝜑𝑋 ⊆ ℝ)
5 eqid 2824 . . . . 5 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
65tgioo2 23326 . . . 4 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
72, 3, 4, 6, 5dvbssntr 24413 . . 3 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) ⊆ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘𝑋))
8 dvcj.c . . 3 (𝜑𝐶 ∈ dom (ℝ D 𝐹))
97, 8sseldd 3971 . 2 (𝜑𝐶 ∈ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘𝑋))
104, 1syl6ss 3982 . . . . . 6 (𝜑𝑋 ⊆ ℂ)
111a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℝ) → ℝ ⊆ ℂ)
12 simpl 483 . . . . . . . . 9 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℝ) → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
13 simpr 485 . . . . . . . . 9 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℝ) → 𝑋 ⊆ ℝ)
1411, 12, 13dvbss 24414 . . . . . . . 8 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℝ) → dom (ℝ D 𝐹) ⊆ 𝑋)
153, 4, 14syl2anc 584 . . . . . . 7 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) ⊆ 𝑋)
1615, 8sseldd 3971 . . . . . 6 (𝜑𝐶𝑋)
173, 10, 16dvlem 24409 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)) ∈ ℂ)
1817fmpttd 6874 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))):(𝑋 ∖ {𝐶})⟶ℂ)
19 ssidd 3993 . . . 4 (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
205cnfldtopon 23306 . . . . 5 (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ)
2120toponrestid 21445 . . . 4 (TopOpen‘ℂfld) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℂ)
22 dvf 24420 . . . . . . . 8 (ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℂ
23 ffun 6513 . . . . . . . 8 ((ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℂ → Fun (ℝ D 𝐹))
24 funfvbrb 6816 . . . . . . . 8 (Fun (ℝ D 𝐹) → (𝐶 ∈ dom (ℝ D 𝐹) ↔ 𝐶(ℝ D 𝐹)((ℝ D 𝐹)‘𝐶)))
2522, 23, 24mp2b 10 . . . . . . 7 (𝐶 ∈ dom (ℝ D 𝐹) ↔ 𝐶(ℝ D 𝐹)((ℝ D 𝐹)‘𝐶))
268, 25sylib 219 . . . . . 6 (𝜑𝐶(ℝ D 𝐹)((ℝ D 𝐹)‘𝐶))
27 eqid 2824 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))
286, 5, 27, 2, 3, 4eldv 24411 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐶(ℝ D 𝐹)((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ↔ (𝐶 ∈ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘𝑋) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶))))
2926, 28mpbid 233 . . . . 5 (𝜑 → (𝐶 ∈ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘𝑋) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶)))
3029simprd 496 . . . 4 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶))
31 cjcncf 23427 . . . . . 6 ∗ ∈ (ℂ–cn→ℂ)
325cncfcn1 23433 . . . . . 6 (ℂ–cn→ℂ) = ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
3331, 32eleqtri 2915 . . . . 5 ∗ ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
3422ffvelrni 6845 . . . . . 6 (𝐶 ∈ dom (ℝ D 𝐹) → ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ℂ)
358, 34syl 17 . . . . 5 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ℂ)
36 unicntop 23309 . . . . . 6 ℂ = (TopOpen‘ℂfld)
3736cncnpi 21802 . . . . 5 ((∗ ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ℂ) → ∗ ∈ (((TopOpen‘ℂfld) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)))
3833, 35, 37sylancr 587 . . . 4 (𝜑 → ∗ ∈ (((TopOpen‘ℂfld) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)))
3918, 19, 5, 21, 30, 38limccnp 24404 . . 3 (𝜑 → (∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)) ∈ ((∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) lim 𝐶))
40 cjf 14456 . . . . . . 7 ∗:ℂ⟶ℂ
4140a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ∗:ℂ⟶ℂ)
4241, 17cofmpt 6889 . . . . 5 (𝜑 → (∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))))
433adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
44 eldifi 4106 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) → 𝑥𝑋)
4544adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥𝑋)
4643, 45ffvelrnd 6847 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝐹𝑥) ∈ ℂ)
473, 16ffvelrnd 6847 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹𝐶) ∈ ℂ)
4847adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝐹𝐶) ∈ ℂ)
4946, 48subcld 10989 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) ∈ ℂ)
504sselda 3970 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑥 ∈ ℝ)
5144, 50sylan2 592 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥 ∈ ℝ)
524, 16sseldd 3971 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
5352adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝐶 ∈ ℝ)
5451, 53resubcld 11060 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝑥𝐶) ∈ ℝ)
5554recnd 10661 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝑥𝐶) ∈ ℂ)
5651recnd 10661 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥 ∈ ℂ)
5753recnd 10661 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝐶 ∈ ℂ)
58 eldifsni 4720 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) → 𝑥𝐶)
5958adantl 482 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥𝐶)
6056, 57, 59subne0d 10998 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝑥𝐶) ≠ 0)
6149, 55, 60cjdivd 14575 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) = ((∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) / (∗‘(𝑥𝐶))))
62 cjsub 14501 . . . . . . . . . 10 (((𝐹𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝐹𝐶) ∈ ℂ) → (∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) = ((∗‘(𝐹𝑥)) − (∗‘(𝐹𝐶))))
6346, 48, 62syl2anc 584 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) = ((∗‘(𝐹𝑥)) − (∗‘(𝐹𝐶))))
64 fvco3 6756 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑥𝑋) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) = (∗‘(𝐹𝑥)))
653, 44, 64syl2an 595 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) = (∗‘(𝐹𝑥)))
66 fvco3 6756 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝐶𝑋) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶) = (∗‘(𝐹𝐶)))
673, 16, 66syl2anc 584 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶) = (∗‘(𝐹𝐶)))
6867adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶) = (∗‘(𝐹𝐶)))
6965, 68oveq12d 7169 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) = ((∗‘(𝐹𝑥)) − (∗‘(𝐹𝐶))))
7063, 69eqtr4d 2863 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) = (((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)))
7154cjred 14578 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘(𝑥𝐶)) = (𝑥𝐶))
7270, 71oveq12d 7169 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) / (∗‘(𝑥𝐶))) = ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶)))
7361, 72eqtrd 2860 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) = ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶)))
7473mpteq2dva 5157 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))))
7542, 74eqtrd 2860 . . . 4 (𝜑 → (∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))))
7675oveq1d 7166 . . 3 (𝜑 → ((∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) lim 𝐶) = ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶))
7739, 76eleqtrd 2919 . 2 (𝜑 → (∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)) ∈ ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶))
78 eqid 2824 . . 3 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶)))
79 fco 6527 . . . 4 ((∗:ℂ⟶ℂ ∧ 𝐹:𝑋⟶ℂ) → (∗ ∘ 𝐹):𝑋⟶ℂ)
8040, 3, 79sylancr 587 . . 3 (𝜑 → (∗ ∘ 𝐹):𝑋⟶ℂ)
816, 5, 78, 2, 80, 4eldv 24411 . 2 (𝜑 → (𝐶(ℝ D (∗ ∘ 𝐹))(∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)) ↔ (𝐶 ∈ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘𝑋) ∧ (∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)) ∈ ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶))))
829, 77, 81mpbir2and 709 1 (𝜑𝐶(ℝ D (∗ ∘ 𝐹))(∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396   = wceq 1530  wcel 2106  wne 3020  cdif 3936  wss 3939  {csn 4563   class class class wbr 5062  cmpt 5142  dom cdm 5553  ran crn 5554  ccom 5557  Fun wfun 6345  wf 6347  cfv 6351  (class class class)co 7151  cc 10527  cr 10528  cmin 10862   / cdiv 11289  (,)cioo 12731  ccj 14448  TopOpenctopn 16687  topGenctg 16703  fldccnfld 20461  intcnt 21541   Cn ccn 21748   CnP ccnp 21749  cnccncf 23399   lim climc 24375   D cdv 24376
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2152  ax-12 2167  ax-13 2385  ax-ext 2796  ax-rep 5186  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606  ax-pre-sup 10607
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2615  df-eu 2649  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rmo 3150  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-tp 4568  df-op 4570  df-uni 4837  df-int 4874  df-iun 4918  df-iin 4919  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-tr 5169  df-id 5458  df-eprel 5463  df-po 5472  df-so 5473  df-fr 5512  df-we 5514  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-pred 6145  df-ord 6191  df-on 6192  df-lim 6193  df-suc 6194  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7572  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-1o 8096  df-oadd 8100  df-er 8282  df-map 8401  df-pm 8402  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-fin 8505  df-fi 8867  df-sup 8898  df-inf 8899  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11631  df-2 11692  df-3 11693  df-4 11694  df-5 11695  df-6 11696  df-7 11697  df-8 11698  df-9 11699  df-n0 11890  df-z 11974  df-dec 12091  df-uz 12236  df-q 12341  df-rp 12383  df-xneg 12500  df-xadd 12501  df-xmul 12502  df-ioo 12735  df-icc 12738  df-fz 12886  df-seq 13363  df-exp 13423  df-cj 14451  df-re 14452  df-im 14453  df-sqrt 14587  df-abs 14588  df-struct 16477  df-ndx 16478  df-slot 16479  df-base 16481  df-plusg 16570  df-mulr 16571  df-starv 16572  df-tset 16576  df-ple 16577  df-ds 16579  df-unif 16580  df-rest 16688  df-topn 16689  df-topgen 16709  df-psmet 20453  df-xmet 20454  df-met 20455  df-bl 20456  df-mopn 20457  df-fbas 20458  df-fg 20459  df-cnfld 20462  df-top 21418  df-topon 21435  df-topsp 21457  df-bases 21470  df-cld 21543  df-ntr 21544  df-cls 21545  df-nei 21622  df-lp 21660  df-perf 21661  df-cn 21751  df-cnp 21752  df-haus 21839  df-fil 22370  df-fm 22462  df-flim 22463  df-flf 22464  df-xms 22845  df-ms 22846  df-cncf 23401  df-limc 24379  df-dv 24380
This theorem is referenced by:  dvcj  24462
  Copyright terms: Public domain W3C validator