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

Theorem dvcjbr 25141
Description: The derivative of the conjugate of a function. For the (simpler but more limited) function version, see dvcj 25142. (This doesn't follow from dvcobr 25138 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 10956 . . . . 5 ℝ ⊆ ℂ
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
3 dvcj.f . . . 4 (𝜑𝐹:𝑋⟶ℂ)
4 dvcj.x . . . 4 (𝜑𝑋 ⊆ ℝ)
5 eqid 2733 . . . . 5 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
65tgioo2 23994 . . . 4 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
72, 3, 4, 6, 5dvbssntr 25092 . . 3 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) ⊆ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘𝑋))
8 dvcj.c . . 3 (𝜑𝐶 ∈ dom (ℝ D 𝐹))
97, 8sseldd 3924 . 2 (𝜑𝐶 ∈ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘𝑋))
104, 1sstrdi 3935 . . . . . 6 (𝜑𝑋 ⊆ ℂ)
111a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℝ) → ℝ ⊆ ℂ)
12 simpl 482 . . . . . . . . 9 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℝ) → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
13 simpr 484 . . . . . . . . 9 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℝ) → 𝑋 ⊆ ℝ)
1411, 12, 13dvbss 25093 . . . . . . . 8 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℝ) → dom (ℝ D 𝐹) ⊆ 𝑋)
153, 4, 14syl2anc 583 . . . . . . 7 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) ⊆ 𝑋)
1615, 8sseldd 3924 . . . . . 6 (𝜑𝐶𝑋)
173, 10, 16dvlem 25088 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)) ∈ ℂ)
1817fmpttd 7009 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))):(𝑋 ∖ {𝐶})⟶ℂ)
19 ssidd 3946 . . . 4 (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
205cnfldtopon 23974 . . . . 5 (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ)
2120toponrestid 22098 . . . 4 (TopOpen‘ℂfld) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℂ)
22 dvf 25099 . . . . . . . 8 (ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℂ
23 ffun 6621 . . . . . . . 8 ((ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℂ → Fun (ℝ D 𝐹))
24 funfvbrb 6948 . . . . . . . 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 217 . . . . . 6 (𝜑𝐶(ℝ D 𝐹)((ℝ D 𝐹)‘𝐶))
27 eqid 2733 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))
286, 5, 27, 2, 3, 4eldv 25090 . . . . . 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 231 . . . . 5 (𝜑 → (𝐶 ∈ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘𝑋) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶)))
3029simprd 495 . . . 4 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶))
31 cjcncf 24095 . . . . . 6 ∗ ∈ (ℂ–cn→ℂ)
325cncfcn1 24102 . . . . . 6 (ℂ–cn→ℂ) = ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
3331, 32eleqtri 2832 . . . . 5 ∗ ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
3422ffvelcdmi 6980 . . . . . 6 (𝐶 ∈ dom (ℝ D 𝐹) → ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ℂ)
358, 34syl 17 . . . . 5 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ℂ)
36 unicntop 23977 . . . . . 6 ℂ = (TopOpen‘ℂfld)
3736cncnpi 22457 . . . . 5 ((∗ ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ℂ) → ∗ ∈ (((TopOpen‘ℂfld) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)))
3833, 35, 37sylancr 586 . . . 4 (𝜑 → ∗ ∈ (((TopOpen‘ℂfld) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)))
3918, 19, 5, 21, 30, 38limccnp 25083 . . 3 (𝜑 → (∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)) ∈ ((∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) lim 𝐶))
40 cjf 14843 . . . . . . 7 ∗:ℂ⟶ℂ
4140a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ∗:ℂ⟶ℂ)
4241, 17cofmpt 7024 . . . . 5 (𝜑 → (∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))))
433adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
44 eldifi 4064 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) → 𝑥𝑋)
4544adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥𝑋)
4643, 45ffvelcdmd 6982 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝐹𝑥) ∈ ℂ)
473, 16ffvelcdmd 6982 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹𝐶) ∈ ℂ)
4847adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝐹𝐶) ∈ ℂ)
4946, 48subcld 11360 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) ∈ ℂ)
504sselda 3923 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑥 ∈ ℝ)
5144, 50sylan2 592 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥 ∈ ℝ)
524, 16sseldd 3924 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
5352adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝐶 ∈ ℝ)
5451, 53resubcld 11431 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝑥𝐶) ∈ ℝ)
5554recnd 11031 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝑥𝐶) ∈ ℂ)
5651recnd 11031 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥 ∈ ℂ)
5753recnd 11031 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝐶 ∈ ℂ)
58 eldifsni 4726 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) → 𝑥𝐶)
5958adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥𝐶)
6056, 57, 59subne0d 11369 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝑥𝐶) ≠ 0)
6149, 55, 60cjdivd 14962 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) = ((∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) / (∗‘(𝑥𝐶))))
62 cjsub 14888 . . . . . . . . . 10 (((𝐹𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝐹𝐶) ∈ ℂ) → (∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) = ((∗‘(𝐹𝑥)) − (∗‘(𝐹𝐶))))
6346, 48, 62syl2anc 583 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) = ((∗‘(𝐹𝑥)) − (∗‘(𝐹𝐶))))
64 fvco3 6887 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑥𝑋) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) = (∗‘(𝐹𝑥)))
653, 44, 64syl2an 595 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) = (∗‘(𝐹𝑥)))
66 fvco3 6887 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝐶𝑋) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶) = (∗‘(𝐹𝐶)))
673, 16, 66syl2anc 583 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶) = (∗‘(𝐹𝐶)))
6867adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶) = (∗‘(𝐹𝐶)))
6965, 68oveq12d 7313 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) = ((∗‘(𝐹𝑥)) − (∗‘(𝐹𝐶))))
7063, 69eqtr4d 2776 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) = (((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)))
7154cjred 14965 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘(𝑥𝐶)) = (𝑥𝐶))
7270, 71oveq12d 7313 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) / (∗‘(𝑥𝐶))) = ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶)))
7361, 72eqtrd 2773 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) = ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶)))
7473mpteq2dva 5177 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))))
7542, 74eqtrd 2773 . . . 4 (𝜑 → (∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))))
7675oveq1d 7310 . . 3 (𝜑 → ((∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) lim 𝐶) = ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶))
7739, 76eleqtrd 2836 . 2 (𝜑 → (∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)) ∈ ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶))
78 eqid 2733 . . 3 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶)))
79 fco 6642 . . . 4 ((∗:ℂ⟶ℂ ∧ 𝐹:𝑋⟶ℂ) → (∗ ∘ 𝐹):𝑋⟶ℂ)
8040, 3, 79sylancr 586 . . 3 (𝜑 → (∗ ∘ 𝐹):𝑋⟶ℂ)
816, 5, 78, 2, 80, 4eldv 25090 . 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 205  wa 395   = wceq 1537  wcel 2101  wne 2938  cdif 3886  wss 3889  {csn 4564   class class class wbr 5077  cmpt 5160  dom cdm 5591  ran crn 5592  ccom 5595  Fun wfun 6441  wf 6443  cfv 6447  (class class class)co 7295  cc 10897  cr 10898  cmin 11233   / cdiv 11660  (,)cioo 13107  ccj 14835  TopOpenctopn 17160  topGenctg 17176  fldccnfld 20625  intcnt 22196   Cn ccn 22403   CnP ccnp 22404  cnccncf 24067   lim climc 25054   D cdv 25055
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2103  ax-9 2111  ax-10 2132  ax-11 2149  ax-12 2166  ax-ext 2704  ax-rep 5212  ax-sep 5226  ax-nul 5233  ax-pow 5291  ax-pr 5355  ax-un 7608  ax-cnex 10955  ax-resscn 10956  ax-1cn 10957  ax-icn 10958  ax-addcl 10959  ax-addrcl 10960  ax-mulcl 10961  ax-mulrcl 10962  ax-mulcom 10963  ax-addass 10964  ax-mulass 10965  ax-distr 10966  ax-i2m1 10967  ax-1ne0 10968  ax-1rid 10969  ax-rnegex 10970  ax-rrecex 10971  ax-cnre 10972  ax-pre-lttri 10973  ax-pre-lttrn 10974  ax-pre-ltadd 10975  ax-pre-mulgt0 10976  ax-pre-sup 10977
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2063  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2884  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3222  df-reu 3223  df-rab 3224  df-v 3436  df-sbc 3719  df-csb 3835  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3908  df-nul 4260  df-if 4463  df-pw 4538  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4842  df-int 4883  df-iun 4929  df-iin 4930  df-br 5078  df-opab 5140  df-mpt 5161  df-tr 5195  df-id 5491  df-eprel 5497  df-po 5505  df-so 5506  df-fr 5546  df-we 5548  df-xp 5597  df-rel 5598  df-cnv 5599  df-co 5600  df-dm 5601  df-rn 5602  df-res 5603  df-ima 5604  df-pred 6206  df-ord 6273  df-on 6274  df-lim 6275  df-suc 6276  df-iota 6399  df-fun 6449  df-fn 6450  df-f 6451  df-f1 6452  df-fo 6453  df-f1o 6454  df-fv 6455  df-riota 7252  df-ov 7298  df-oprab 7299  df-mpo 7300  df-om 7733  df-1st 7851  df-2nd 7852  df-frecs 8117  df-wrecs 8148  df-recs 8222  df-rdg 8261  df-1o 8317  df-er 8518  df-map 8637  df-pm 8638  df-en 8754  df-dom 8755  df-sdom 8756  df-fin 8757  df-fi 9198  df-sup 9229  df-inf 9230  df-pnf 11039  df-mnf 11040  df-xr 11041  df-ltxr 11042  df-le 11043  df-sub 11235  df-neg 11236  df-div 11661  df-nn 12002  df-2 12064  df-3 12065  df-4 12066  df-5 12067  df-6 12068  df-7 12069  df-8 12070  df-9 12071  df-n0 12262  df-z 12348  df-dec 12466  df-uz 12611  df-q 12717  df-rp 12759  df-xneg 12876  df-xadd 12877  df-xmul 12878  df-ioo 13111  df-icc 13114  df-fz 13268  df-seq 13750  df-exp 13811  df-cj 14838  df-re 14839  df-im 14840  df-sqrt 14974  df-abs 14975  df-struct 16876  df-slot 16911  df-ndx 16923  df-base 16941  df-plusg 17003  df-mulr 17004  df-starv 17005  df-tset 17009  df-ple 17010  df-ds 17012  df-unif 17013  df-rest 17161  df-topn 17162  df-topgen 17182  df-psmet 20617  df-xmet 20618  df-met 20619  df-bl 20620  df-mopn 20621  df-fbas 20622  df-fg 20623  df-cnfld 20626  df-top 22071  df-topon 22088  df-topsp 22110  df-bases 22124  df-cld 22198  df-ntr 22199  df-cls 22200  df-nei 22277  df-lp 22315  df-perf 22316  df-cn 22406  df-cnp 22407  df-haus 22494  df-fil 23025  df-fm 23117  df-flim 23118  df-flf 23119  df-xms 23501  df-ms 23502  df-cncf 24069  df-limc 25058  df-dv 25059
This theorem is referenced by:  dvcj  25142
  Copyright terms: Public domain W3C validator