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

Theorem dvcnp 25660
Description: The difference quotient is continuous at 𝐡 when the original function is differentiable at 𝐡. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 28-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
dvcnp.j 𝐽 = (𝐾 β†Ύt 𝐴)
dvcnp.k 𝐾 = (TopOpenβ€˜β„‚fld)
dvcnp.g 𝐺 = (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 = 𝐡, ((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅), (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡))))
Assertion
Ref Expression
dvcnp (((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) ∧ 𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝐺 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)β€˜π΅))
Distinct variable groups:   𝑧,𝐴   𝑧,𝐡   𝑧,𝐹   𝑧,𝐾   𝑧,𝑆   𝑧,𝐽
Allowed substitution hint:   𝐺(𝑧)

Proof of Theorem dvcnp
StepHypRef Expression
1 dvcnp.g . 2 𝐺 = (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 = 𝐡, ((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅), (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡))))
2 dvfg 25647 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} β†’ (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)βŸΆβ„‚)
323ad2ant1 1133 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) β†’ (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)βŸΆβ„‚)
4 ffun 6720 . . . . . 6 ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)βŸΆβ„‚ β†’ Fun (𝑆 D 𝐹))
5 funfvbrb 7052 . . . . . 6 (Fun (𝑆 D 𝐹) β†’ (𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ 𝐡(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅)))
63, 4, 53syl 18 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) β†’ (𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ 𝐡(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅)))
7 eqid 2732 . . . . . 6 (𝐾 β†Ύt 𝑆) = (𝐾 β†Ύt 𝑆)
8 dvcnp.k . . . . . 6 𝐾 = (TopOpenβ€˜β„‚fld)
9 eqid 2732 . . . . . 6 (𝑧 ∈ (𝐴 βˆ– {𝐡}) ↦ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡))) = (𝑧 ∈ (𝐴 βˆ– {𝐡}) ↦ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡)))
10 recnprss 25645 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} β†’ 𝑆 βŠ† β„‚)
11103ad2ant1 1133 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) β†’ 𝑆 βŠ† β„‚)
12 simp2 1137 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) β†’ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚)
13 simp3 1138 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) β†’ 𝐴 βŠ† 𝑆)
147, 8, 9, 11, 12, 13eldv 25639 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) β†’ (𝐡(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅) ↔ (𝐡 ∈ ((intβ€˜(𝐾 β†Ύt 𝑆))β€˜π΄) ∧ ((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅) ∈ ((𝑧 ∈ (𝐴 βˆ– {𝐡}) ↦ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡))) limβ„‚ 𝐡))))
156, 14bitrd 278 . . . 4 ((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) β†’ (𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ (𝐡 ∈ ((intβ€˜(𝐾 β†Ύt 𝑆))β€˜π΄) ∧ ((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅) ∈ ((𝑧 ∈ (𝐴 βˆ– {𝐡}) ↦ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡))) limβ„‚ 𝐡))))
1615simplbda 500 . . 3 (((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) ∧ 𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ ((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅) ∈ ((𝑧 ∈ (𝐴 βˆ– {𝐡}) ↦ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡))) limβ„‚ 𝐡))
1713, 11sstrd 3992 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) β†’ 𝐴 βŠ† β„‚)
1817adantr 481 . . . 4 (((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) ∧ 𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝐴 βŠ† β„‚)
1911, 12, 13dvbss 25642 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) β†’ dom (𝑆 D 𝐹) βŠ† 𝐴)
2019sselda 3982 . . . 4 (((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) ∧ 𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝐡 ∈ 𝐴)
21 eldifsn 4790 . . . . 5 (𝑧 ∈ (𝐴 βˆ– {𝐡}) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 β‰  𝐡))
2212adantr 481 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) ∧ 𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚)
2322, 18, 20dvlem 25637 . . . . 5 ((((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) ∧ 𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 βˆ– {𝐡})) β†’ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡)) ∈ β„‚)
2421, 23sylan2br 595 . . . 4 ((((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) ∧ 𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) ∧ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 β‰  𝐡)) β†’ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡)) ∈ β„‚)
25 dvcnp.j . . . 4 𝐽 = (𝐾 β†Ύt 𝐴)
2618, 20, 24, 25, 8limcmpt2 25625 . . 3 (((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) ∧ 𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ (((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅) ∈ ((𝑧 ∈ (𝐴 βˆ– {𝐡}) ↦ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡))) limβ„‚ 𝐡) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 = 𝐡, ((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅), (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡)))) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)β€˜π΅)))
2716, 26mpbid 231 . 2 (((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) ∧ 𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 = 𝐡, ((𝑆 D 𝐹)β€˜π΅), (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΅)) / (𝑧 βˆ’ 𝐡)))) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)β€˜π΅))
281, 27eqeltrid 2837 1 (((𝑆 ∈ {ℝ, β„‚} ∧ 𝐹:π΄βŸΆβ„‚ ∧ 𝐴 βŠ† 𝑆) ∧ 𝐡 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝐺 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)β€˜π΅))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2940   βˆ– cdif 3945   βŠ† wss 3948  ifcif 4528  {csn 4628  {cpr 4630   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231  dom cdm 5676  Fun wfun 6537  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  β„‚cc 11110  β„cr 11111   βˆ’ cmin 11448   / cdiv 11875   β†Ύt crest 17370  TopOpenctopn 17371  β„‚fldccnfld 21144  intcnt 22741   CnP ccnp 22949   limβ„‚ climc 25603   D cdv 25604
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-er 8705  df-map 8824  df-pm 8825  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12979  df-xneg 13096  df-xadd 13097  df-xmul 13098  df-icc 13335  df-fz 13489  df-seq 13971  df-exp 14032  df-cj 15050  df-re 15051  df-im 15052  df-sqrt 15186  df-abs 15187  df-struct 17084  df-slot 17119  df-ndx 17131  df-base 17149  df-plusg 17214  df-mulr 17215  df-starv 17216  df-tset 17220  df-ple 17221  df-ds 17223  df-unif 17224  df-rest 17372  df-topn 17373  df-topgen 17393  df-psmet 21136  df-xmet 21137  df-met 21138  df-bl 21139  df-mopn 21140  df-fbas 21141  df-fg 21142  df-cnfld 21145  df-top 22616  df-topon 22633  df-topsp 22655  df-bases 22669  df-cld 22743  df-ntr 22744  df-cls 22745  df-nei 22822  df-lp 22860  df-perf 22861  df-cnp 22952  df-haus 23039  df-fil 23570  df-fm 23662  df-flim 23663  df-flf 23664  df-xms 24046  df-ms 24047  df-limc 25607  df-dv 25608
This theorem is referenced by:  efrlim  26698
  Copyright terms: Public domain W3C validator