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

Theorem dvcnp 25936
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 25923 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
323ad2ant1 1130 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
4 ffun 6723 . . . . . 6 ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ → Fun (𝑆 D 𝐹))
5 funfvbrb 7056 . . . . . 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 2726 . . . . . 6 (𝐾t 𝑆) = (𝐾t 𝑆)
8 dvcnp.k . . . . . 6 𝐾 = (TopOpen‘ℂfld)
9 eqid 2726 . . . . . 6 (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵}) ↦ (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵))) = (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵}) ↦ (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵)))
10 recnprss 25921 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → 𝑆 ⊆ ℂ)
11103ad2ant1 1130 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → 𝑆 ⊆ ℂ)
12 simp2 1134 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
13 simp3 1135 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → 𝐴𝑆)
147, 8, 9, 11, 12, 13eldv 25915 . . . . 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 278 . . . 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 498 . . 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 3989 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → 𝐴 ⊆ ℂ)
1817adantr 479 . . . 4 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → 𝐴 ⊆ ℂ)
1911, 12, 13dvbss 25918 . . . . 5 ((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) → dom (𝑆 D 𝐹) ⊆ 𝐴)
2019sselda 3978 . . . 4 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → 𝐵𝐴)
21 eldifsn 4785 . . . . 5 (𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵}) ↔ (𝑧𝐴𝑧𝐵))
2212adantr 479 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
2322, 18, 20dvlem 25913 . . . . 5 ((((𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:𝐴⟶ℂ ∧ 𝐴𝑆) ∧ 𝐵 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ {𝐵})) → (((𝐹𝑧) − (𝐹𝐵)) / (𝑧𝐵)) ∈ ℂ)
2421, 23sylan2br 593 . . . 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 25901 . . 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 231 . 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 2830 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 205  wa 394  w3a 1084   = wceq 1534  wcel 2099  wne 2930  cdif 3943  wss 3946  ifcif 4523  {csn 4623  {cpr 4625   class class class wbr 5145  cmpt 5228  dom cdm 5674  Fun wfun 6540  wf 6542  cfv 6546  (class class class)co 7416  cc 11147  cr 11148  cmin 11485   / cdiv 11912  t crest 17430  TopOpenctopn 17431  fldccnfld 21339  intcnt 23009   CnP ccnp 23217   lim climc 25879   D cdv 25880
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2697  ax-rep 5282  ax-sep 5296  ax-nul 5303  ax-pow 5361  ax-pr 5425  ax-un 7738  ax-cnex 11205  ax-resscn 11206  ax-1cn 11207  ax-icn 11208  ax-addcl 11209  ax-addrcl 11210  ax-mulcl 11211  ax-mulrcl 11212  ax-mulcom 11213  ax-addass 11214  ax-mulass 11215  ax-distr 11216  ax-i2m1 11217  ax-1ne0 11218  ax-1rid 11219  ax-rnegex 11220  ax-rrecex 11221  ax-cnre 11222  ax-pre-lttri 11223  ax-pre-lttrn 11224  ax-pre-ltadd 11225  ax-pre-mulgt0 11226  ax-pre-sup 11227
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3464  df-sbc 3776  df-csb 3892  df-dif 3949  df-un 3951  df-in 3953  df-ss 3963  df-pss 3966  df-nul 4323  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4906  df-int 4947  df-iun 4995  df-iin 4996  df-br 5146  df-opab 5208  df-mpt 5229  df-tr 5263  df-id 5572  df-eprel 5578  df-po 5586  df-so 5587  df-fr 5629  df-we 5631  df-xp 5680  df-rel 5681  df-cnv 5682  df-co 5683  df-dm 5684  df-rn 5685  df-res 5686  df-ima 5687  df-pred 6304  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6498  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-riota 7372  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7869  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-frecs 8288  df-wrecs 8319  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-1o 8488  df-er 8726  df-map 8849  df-pm 8850  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-fi 9447  df-sup 9478  df-inf 9479  df-pnf 11291  df-mnf 11292  df-xr 11293  df-ltxr 11294  df-le 11295  df-sub 11487  df-neg 11488  df-div 11913  df-nn 12259  df-2 12321  df-3 12322  df-4 12323  df-5 12324  df-6 12325  df-7 12326  df-8 12327  df-9 12328  df-n0 12519  df-z 12605  df-dec 12724  df-uz 12869  df-q 12979  df-rp 13023  df-xneg 13140  df-xadd 13141  df-xmul 13142  df-icc 13379  df-fz 13533  df-seq 14016  df-exp 14076  df-cj 15099  df-re 15100  df-im 15101  df-sqrt 15235  df-abs 15236  df-struct 17144  df-slot 17179  df-ndx 17191  df-base 17209  df-plusg 17274  df-mulr 17275  df-starv 17276  df-tset 17280  df-ple 17281  df-ds 17283  df-unif 17284  df-rest 17432  df-topn 17433  df-topgen 17453  df-psmet 21331  df-xmet 21332  df-met 21333  df-bl 21334  df-mopn 21335  df-fbas 21336  df-fg 21337  df-cnfld 21340  df-top 22884  df-topon 22901  df-topsp 22923  df-bases 22937  df-cld 23011  df-ntr 23012  df-cls 23013  df-nei 23090  df-lp 23128  df-perf 23129  df-cnp 23220  df-haus 23307  df-fil 23838  df-fm 23930  df-flim 23931  df-flf 23932  df-xms 24314  df-ms 24315  df-limc 25883  df-dv 25884
This theorem is referenced by:  efrlim  26994  efrlimOLD  26995
  Copyright terms: Public domain W3C validator