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

Theorem dvcjbr 26002
Description: The derivative of the conjugate of a function. For the (simpler but more limited) function version, see dvcj 26003. (This doesn't follow from dvcobr 25998 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 11210 . . . . 5 ℝ ⊆ ℂ
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
3 dvcj.f . . . 4 (𝜑𝐹:𝑋⟶ℂ)
4 dvcj.x . . . 4 (𝜑𝑋 ⊆ ℝ)
5 eqid 2735 . . . . 5 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
65tgioo2 24839 . . . 4 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
72, 3, 4, 6, 5dvbssntr 25950 . . 3 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) ⊆ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘𝑋))
8 dvcj.c . . 3 (𝜑𝐶 ∈ dom (ℝ D 𝐹))
97, 8sseldd 3996 . 2 (𝜑𝐶 ∈ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘𝑋))
104, 1sstrdi 4008 . . . . . 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 25951 . . . . . . . 8 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℝ) → dom (ℝ D 𝐹) ⊆ 𝑋)
153, 4, 14syl2anc 584 . . . . . . 7 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) ⊆ 𝑋)
1615, 8sseldd 3996 . . . . . 6 (𝜑𝐶𝑋)
173, 10, 16dvlem 25946 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)) ∈ ℂ)
1817fmpttd 7135 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))):(𝑋 ∖ {𝐶})⟶ℂ)
19 ssidd 4019 . . . 4 (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
205cnfldtopon 24819 . . . . 5 (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ)
2120toponrestid 22943 . . . 4 (TopOpen‘ℂfld) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℂ)
22 dvf 25957 . . . . . . . 8 (ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℂ
23 ffun 6740 . . . . . . . 8 ((ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℂ → Fun (ℝ D 𝐹))
24 funfvbrb 7071 . . . . . . . 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 218 . . . . . 6 (𝜑𝐶(ℝ D 𝐹)((ℝ D 𝐹)‘𝐶))
27 eqid 2735 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))
286, 5, 27, 2, 3, 4eldv 25948 . . . . . 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 232 . . . . 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 24944 . . . . . 6 ∗ ∈ (ℂ–cn→ℂ)
325cncfcn1 24951 . . . . . 6 (ℂ–cn→ℂ) = ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
3331, 32eleqtri 2837 . . . . 5 ∗ ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
3422ffvelcdmi 7103 . . . . . 6 (𝐶 ∈ dom (ℝ D 𝐹) → ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ℂ)
358, 34syl 17 . . . . 5 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝐶) ∈ ℂ)
36 unicntop 24822 . . . . . 6 ℂ = (TopOpen‘ℂfld)
3736cncnpi 23302 . . . . 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 25941 . . 3 (𝜑 → (∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)) ∈ ((∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) lim 𝐶))
40 cjf 15140 . . . . . . 7 ∗:ℂ⟶ℂ
4140a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ∗:ℂ⟶ℂ)
4241, 17cofmpt 7152 . . . . 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 4141 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) → 𝑥𝑋)
4544adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥𝑋)
4643, 45ffvelcdmd 7105 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝐹𝑥) ∈ ℂ)
473, 16ffvelcdmd 7105 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹𝐶) ∈ ℂ)
4847adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝐹𝐶) ∈ ℂ)
4946, 48subcld 11618 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) ∈ ℂ)
504sselda 3995 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑥 ∈ ℝ)
5144, 50sylan2 593 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥 ∈ ℝ)
524, 16sseldd 3996 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
5352adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝐶 ∈ ℝ)
5451, 53resubcld 11689 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝑥𝐶) ∈ ℝ)
5554recnd 11287 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝑥𝐶) ∈ ℂ)
5651recnd 11287 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥 ∈ ℂ)
5753recnd 11287 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝐶 ∈ ℂ)
58 eldifsni 4795 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) → 𝑥𝐶)
5958adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → 𝑥𝐶)
6056, 57, 59subne0d 11627 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (𝑥𝐶) ≠ 0)
6149, 55, 60cjdivd 15259 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) = ((∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) / (∗‘(𝑥𝐶))))
62 cjsub 15185 . . . . . . . . . 10 (((𝐹𝑥) ∈ ℂ ∧ (𝐹𝐶) ∈ ℂ) → (∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) = ((∗‘(𝐹𝑥)) − (∗‘(𝐹𝐶))))
6346, 48, 62syl2anc 584 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) = ((∗‘(𝐹𝑥)) − (∗‘(𝐹𝐶))))
64 fvco3 7008 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝑥𝑋) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) = (∗‘(𝐹𝑥)))
653, 44, 64syl2an 596 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) = (∗‘(𝐹𝑥)))
66 fvco3 7008 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝐶𝑋) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶) = (∗‘(𝐹𝐶)))
673, 16, 66syl2anc 584 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶) = (∗‘(𝐹𝐶)))
6867adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶) = (∗‘(𝐹𝐶)))
6965, 68oveq12d 7449 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) = ((∗‘(𝐹𝑥)) − (∗‘(𝐹𝐶))))
7063, 69eqtr4d 2778 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) = (((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)))
7154cjred 15262 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘(𝑥𝐶)) = (𝑥𝐶))
7270, 71oveq12d 7449 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → ((∗‘((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶))) / (∗‘(𝑥𝐶))) = ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶)))
7361, 72eqtrd 2775 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶})) → (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶))) = ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶)))
7473mpteq2dva 5248 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (∗‘(((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))))
7542, 74eqtrd 2775 . . . 4 (𝜑 → (∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))))
7675oveq1d 7446 . . 3 (𝜑 → ((∗ ∘ (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ (((𝐹𝑥) − (𝐹𝐶)) / (𝑥𝐶)))) lim 𝐶) = ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶))
7739, 76eleqtrd 2841 . 2 (𝜑 → (∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)) ∈ ((𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))) lim 𝐶))
78 eqid 2735 . . 3 (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶))) = (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ {𝐶}) ↦ ((((∗ ∘ 𝐹)‘𝑥) − ((∗ ∘ 𝐹)‘𝐶)) / (𝑥𝐶)))
79 fco 6761 . . . 4 ((∗:ℂ⟶ℂ ∧ 𝐹:𝑋⟶ℂ) → (∗ ∘ 𝐹):𝑋⟶ℂ)
8040, 3, 79sylancr 587 . . 3 (𝜑 → (∗ ∘ 𝐹):𝑋⟶ℂ)
816, 5, 78, 2, 80, 4eldv 25948 . 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 713 1 (𝜑𝐶(ℝ D (∗ ∘ 𝐹))(∗‘((ℝ D 𝐹)‘𝐶)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1537  wcel 2106  wne 2938  cdif 3960  wss 3963  {csn 4631   class class class wbr 5148  cmpt 5231  dom cdm 5689  ran crn 5690  ccom 5693  Fun wfun 6557  wf 6559  cfv 6563  (class class class)co 7431  cc 11151  cr 11152  cmin 11490   / cdiv 11918  (,)cioo 13384  ccj 15132  TopOpenctopn 17468  topGenctg 17484  fldccnfld 21382  intcnt 23041   Cn ccn 23248   CnP ccnp 23249  cnccncf 24916   lim climc 25912   D cdv 25913
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-er 8744  df-map 8867  df-pm 8868  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fi 9449  df-sup 9480  df-inf 9481  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12525  df-z 12612  df-dec 12732  df-uz 12877  df-q 12989  df-rp 13033  df-xneg 13152  df-xadd 13153  df-xmul 13154  df-ioo 13388  df-icc 13391  df-fz 13545  df-seq 14040  df-exp 14100  df-cj 15135  df-re 15136  df-im 15137  df-sqrt 15271  df-abs 15272  df-struct 17181  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-starv 17313  df-tset 17317  df-ple 17318  df-ds 17320  df-unif 17321  df-rest 17469  df-topn 17470  df-topgen 17490  df-psmet 21374  df-xmet 21375  df-met 21376  df-bl 21377  df-mopn 21378  df-fbas 21379  df-fg 21380  df-cnfld 21383  df-top 22916  df-topon 22933  df-topsp 22955  df-bases 22969  df-cld 23043  df-ntr 23044  df-cls 23045  df-nei 23122  df-lp 23160  df-perf 23161  df-cn 23251  df-cnp 23252  df-haus 23339  df-fil 23870  df-fm 23962  df-flim 23963  df-flf 23964  df-xms 24346  df-ms 24347  df-cncf 24918  df-limc 25916  df-dv 25917
This theorem is referenced by:  dvcj  26003
  Copyright terms: Public domain W3C validator