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

Theorem dvcnp 24501
Description: The difference quotient is continuous at 𝐵 when the original function is differentiable at 𝐵. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 28-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
dvcnp.j 𝐽 = (𝐾t 𝐴)
dvcnp.k 𝐾 = (TopOpen‘ℂfld)
dvcnp.g 𝐺 = (𝑧𝐴 ↦ if(𝑧 = 𝐵, ((𝑆 D 𝐹)‘𝐵), (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵))))
Assertion
Ref Expression
dvcnp (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → 𝐺 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝐵))
Distinct variable groups:   𝑧,𝐴   𝑧,𝐵   𝑧,𝐹   𝑧,𝐾   𝑧,𝑆   𝑧,𝐽
Allowed substitution hint:   𝐺(𝑧)

Proof of Theorem dvcnp
StepHypRef Expression
1 dvcnp.g . 2 𝐺 = (𝑧𝐴 ↦ if(𝑧 = 𝐵, ((𝑆 D 𝐹)‘𝐵), (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵))))
2 dvfg 24488 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
323ad2ant1 1129 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
4 ffun 6493 . . . . . 6 ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ → Fun (𝑆 D 𝐹))
5 funfvbrb 6797 . . . . . 6 (Fun (𝑆 D 𝐹) → (𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ 𝐵(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘𝐵)))
63, 4, 53syl 18 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → (𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ 𝐵(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘𝐵)))
7 eqid 2820 . . . . . 6 (𝐾t 𝑆) = (𝐾t 𝑆)
8 dvcnp.k . . . . . 6 𝐾 = (TopOpen‘ℂfld)
9 eqid 2820 . . . . . 6 (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵}) ↦ (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵))) = (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵}) ↦ (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵)))
10 recnprss 24486 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → 𝑆 ⊆ ℂ)
11103ad2ant1 1129 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → 𝑆 ⊆ ℂ)
12 simp2 1133 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
13 simp3 1134 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → 𝐴𝑆)
147, 8, 9, 11, 12, 13eldv 24480 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → (𝐵(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘𝐵) ↔ (𝐵 ∈ ((int‘(𝐾t 𝑆))‘𝐴) ∧ ((𝑆 D 𝐹)‘𝐵) ∈ ((𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵}) ↦ (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵))) lim 𝐵))))
156, 14bitrd 281 . . . 4 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → (𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ (𝐵 ∈ ((int‘(𝐾t 𝑆))‘𝐴) ∧ ((𝑆 D 𝐹)‘𝐵) ∈ ((𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵}) ↦ (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵))) lim 𝐵))))
1615simplbda 502 . . 3 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → ((𝑆 D 𝐹)‘𝐵) ∈ ((𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵}) ↦ (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵))) lim 𝐵))
1713, 11sstrd 3956 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → 𝐴 ⊆ ℂ)
1817adantr 483 . . . 4 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → 𝐴 ⊆ ℂ)
1911, 12, 13dvbss 24483 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → dom (𝑆 D 𝐹) ⊆ 𝐴)
2019sselda 3946 . . . 4 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → 𝐵𝐴)
21 eldifsn 4695 . . . . 5 (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵}) ↔ (𝑧𝐴𝑧𝐵))
2212adantr 483 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
2322, 18, 20dvlem 24478 . . . . 5 ((((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵})) → (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵)) ∈ ℂ)
2421, 23sylan2br 596 . . . 4 ((((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) ∧ (𝑧𝐴𝑧𝐵)) → (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵)) ∈ ℂ)
25 dvcnp.j . . . 4 𝐽 = (𝐾t 𝐴)
2618, 20, 24, 25, 8limcmpt2 24466 . . 3 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → (((𝑆 D 𝐹)‘𝐵) ∈ ((𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵}) ↦ (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵))) lim 𝐵) ↔ (𝑧𝐴 ↦ if(𝑧 = 𝐵, ((𝑆 D 𝐹)‘𝐵), (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵)))) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝐵)))
2716, 26mpbid 234 . 2 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → (𝑧𝐴 ↦ if(𝑧 = 𝐵, ((𝑆 D 𝐹)‘𝐵), (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵)))) ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝐵))
281, 27eqeltrid 2915 1 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → 𝐺 ∈ ((𝐽 CnP 𝐾)‘𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 398  w3a 1083   = wceq 1537  wcel 2114  wne 3006  cdif 3910  wss 3913  ifcif 4443  {csn 4543  {cpr 4545   class class class wbr 5042  cmpt 5122  dom cdm 5531  Fun wfun 6325  wf 6327  cfv 6331  (class class class)co 7133  cc 10513  cr 10514  cmin 10848   / cdiv 11275  t crest 16673  TopOpenctopn 16674  fldccnfld 20521  intcnt 21601   CnP ccnp 21809   lim climc 24444   D cdv 24445
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2792  ax-rep 5166  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5242  ax-pr 5306  ax-un 7439  ax-cnex 10571  ax-resscn 10572  ax-1cn 10573  ax-icn 10574  ax-addcl 10575  ax-addrcl 10576  ax-mulcl 10577  ax-mulrcl 10578  ax-mulcom 10579  ax-addass 10580  ax-mulass 10581  ax-distr 10582  ax-i2m1 10583  ax-1ne0 10584  ax-1rid 10585  ax-rnegex 10586  ax-rrecex 10587  ax-cnre 10588  ax-pre-lttri 10589  ax-pre-lttrn 10590  ax-pre-ltadd 10591  ax-pre-mulgt0 10592  ax-pre-sup 10593
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2799  df-cleq 2813  df-clel 2891  df-nfc 2959  df-ne 3007  df-nel 3111  df-ral 3130  df-rex 3131  df-reu 3132  df-rmo 3133  df-rab 3134  df-v 3475  df-sbc 3753  df-csb 3861  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3932  df-nul 4270  df-if 4444  df-pw 4517  df-sn 4544  df-pr 4546  df-tp 4548  df-op 4550  df-uni 4815  df-int 4853  df-iun 4897  df-iin 4898  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5436  df-eprel 5441  df-po 5450  df-so 5451  df-fr 5490  df-we 5492  df-xp 5537  df-rel 5538  df-cnv 5539  df-co 5540  df-dm 5541  df-rn 5542  df-res 5543  df-ima 5544  df-pred 6124  df-ord 6170  df-on 6171  df-lim 6172  df-suc 6173  df-iota 6290  df-fun 6333  df-fn 6334  df-f 6335  df-f1 6336  df-fo 6337  df-f1o 6338  df-fv 6339  df-riota 7091  df-ov 7136  df-oprab 7137  df-mpo 7138  df-om 7559  df-1st 7667  df-2nd 7668  df-wrecs 7925  df-recs 7986  df-rdg 8024  df-1o 8080  df-oadd 8084  df-er 8267  df-map 8386  df-pm 8387  df-en 8488  df-dom 8489  df-sdom 8490  df-fin 8491  df-fi 8853  df-sup 8884  df-inf 8885  df-pnf 10655  df-mnf 10656  df-xr 10657  df-ltxr 10658  df-le 10659  df-sub 10850  df-neg 10851  df-div 11276  df-nn 11617  df-2 11679  df-3 11680  df-4 11681  df-5 11682  df-6 11683  df-7 11684  df-8 11685  df-9 11686  df-n0 11877  df-z 11961  df-dec 12078  df-uz 12223  df-q 12328  df-rp 12369  df-xneg 12486  df-xadd 12487  df-xmul 12488  df-icc 12724  df-fz 12877  df-seq 13354  df-exp 13415  df-cj 14438  df-re 14439  df-im 14440  df-sqrt 14574  df-abs 14575  df-struct 16464  df-ndx 16465  df-slot 16466  df-base 16468  df-plusg 16557  df-mulr 16558  df-starv 16559  df-tset 16563  df-ple 16564  df-ds 16566  df-unif 16567  df-rest 16675  df-topn 16676  df-topgen 16696  df-psmet 20513  df-xmet 20514  df-met 20515  df-bl 20516  df-mopn 20517  df-fbas 20518  df-fg 20519  df-cnfld 20522  df-top 21478  df-topon 21495  df-topsp 21517  df-bases 21530  df-cld 21603  df-ntr 21604  df-cls 21605  df-nei 21682  df-lp 21720  df-perf 21721  df-cnp 21812  df-haus 21899  df-fil 22430  df-fm 22522  df-flim 22523  df-flf 22524  df-xms 22906  df-ms 22907  df-limc 24448  df-dv 24449
This theorem is referenced by:  efrlim  25534
  Copyright terms: Public domain W3C validator