MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dveq0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dveq0 26329
Description: If a continuous function has zero derivative at all points on the interior of a closed interval, then it must be a constant function. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Sep-2014.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 3-Mar-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dveq0.a (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
dveq0.b (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
dveq0.c (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
dveq0.d (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = ((𝐴(,)𝐵) × {0}))
Assertion
Ref Expression
dveq0 (𝜑 → 𝐹 = ((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)}))

Proof of Theorem dveq0
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dveq0.c . . . 4 (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
2 cncff 25223 . . . 4 (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
31, 2syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
43ffnd 6715 . 2 (𝜑 → 𝐹 Fn (𝐴[,]𝐵))
5 fvex 6903 . . 3 (𝐹‘𝐴) ∈ V
6 fnconstg 6775 . . 3 ((𝐹‘𝐴) ∈ V → ((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)}) Fn (𝐴[,]𝐵))
75, 6mp1i 14 . 2 (𝜑 → ((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)}) Fn (𝐴[,]𝐵))
85fvconst2 7214 . . . 4 (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) → (((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)})‘𝑥) = (𝐹‘𝐴))
98adantl 487 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)})‘𝑥) = (𝐹‘𝐴))
103adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
11 dveq0.a . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
1211adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ)
1312rexrd 11366 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
14 dveq0.b . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
1514adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ)
1615rexrd 11366 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ*)
17 elicc2 13549 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ 𝐵)))
1811, 14, 17syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ 𝐵)))
1918biimpa 482 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ 𝐵))
2019simp1d 1160 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ ℝ)
2119simp2d 1161 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝑥)
2219simp3d 1162 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ≤ 𝐵)
2312, 20, 15, 21, 22letrd 11474 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝐵)
24 lbicc2 13602 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
2513, 16, 23, 24syl3anc 1398 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
2610, 25ffvelcdmd 7090 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝐴) ∈ ℂ)
273ffvelcdmda 7089 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
2826, 27subcld 11676 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥)) ∈ ℂ)
29 simpr 490 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
3025, 29jca 521 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)))
31 dveq0.d . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = ((𝐴(,)𝐵) × {0}))
3231dmeqd 5888 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) = dom ((𝐴(,)𝐵) × {0}))
33 c0ex 11307 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ V
3433snnz 4733 . . . . . . . . . . 11 {0} ≠ ∅
35 dmxp 5912 . . . . . . . . . . 11 ({0} ≠ ∅ → dom ((𝐴(,)𝐵) × {0}) = (𝐴(,)𝐵))
3634, 35ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 dom ((𝐴(,)𝐵) × {0}) = (𝐴(,)𝐵)
3732, 36eqtrdi 2811 . . . . . . . . 9 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) = (𝐴(,)𝐵))
38 0red 11318 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
3931fveq1d 6892 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = (((𝐴(,)𝐵) × {0})‘𝑦))
4033fvconst2 7214 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) → (((𝐴(,)𝐵) × {0})‘𝑦) = 0)
4139, 40sylan9eq 2815 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = 0)
4241abs00bd 15467 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (abs‘((ℝ D 𝐹)‘𝑦)) = 0)
43 0le0 12451 . . . . . . . . . 10 0 ≤ 0
4442, 43eqbrtrdi 5143 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (abs‘((ℝ D 𝐹)‘𝑦)) ≤ 0)
4511, 14, 1, 37, 38, 44dvlip 26322 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ≤ (0 · (abs‘(𝐴 − 𝑥))))
4630, 45syldan 603 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ≤ (0 · (abs‘(𝐴 − 𝑥))))
4712recnd 11344 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ∈ ℂ)
4820recnd 11344 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ ℂ)
4947, 48subcld 11676 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐴 − 𝑥) ∈ ℂ)
5049abscld 15615 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘(𝐴 − 𝑥)) ∈ ℝ)
5150recnd 11344 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘(𝐴 − 𝑥)) ∈ ℂ)
5251mul02d 11515 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (0 · (abs‘(𝐴 − 𝑥))) = 0)
5346, 52breqtrd 5130 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ≤ 0)
5428absge0d 15623 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 0 ≤ (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))))
5528abscld 15615 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ∈ ℝ)
56 0re 11317 . . . . . . 7 0 ∈ ℝ
57 letri3 11402 . . . . . . 7 (((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) = 0 ↔ ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ≤ 0 ∧ 0 ≤ (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))))))
5855, 56, 57sylancl 598 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) = 0 ↔ ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ≤ 0 ∧ 0 ≤ (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))))))
5953, 54, 58mpbir2and 726 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) = 0)
6028, 59abs00d 15625 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥)) = 0)
6126, 27, 60subeq0d 11685 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝐴) = (𝐹‘𝑥))
629, 61eqtr2d 2796 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝑥) = (((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)})‘𝑥))
634, 7, 62eqfnfvd 7037 1 (𝜑 → 𝐹 = ((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)}))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  Vcvv 3450  ∅c0 4277  {csn 4584   class class class wbr 5102   × cxp 5649  dom cdm 5651   Fn wfn 6538  ⟶wf 6539  ‘cfv 6543  (class class class)co 7424  ℂcc 11205  ℝcr 11206  0cc0 11207   · cmul 11212  ℝ*cxr 11349   ≤ cle 11351   − cmin 11548  (,)cioo 13483  [,]cicc 13486  abscabs 15410  –cn→ccncf 25206   D cdv 26192
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-cnex 11263  ax-resscn 11264  ax-1cn 11265  ax-icn 11266  ax-addcl 11267  ax-addrcl 11268  ax-mulcl 11269  ax-mulrcl 11270  ax-mulcom 11271  ax-addass 11272  ax-mulass 11273  ax-distr 11274  ax-i2m1 11275  ax-1ne0 11276  ax-1rid 11277  ax-rnegex 11278  ax-rrecex 11279  ax-cnre 11280  ax-pre-lttri 11281  ax-pre-lttrn 11282  ax-pre-ltadd 11283  ax-pre-mulgt0 11284  ax-pre-sup 11285  ax-addf 11286
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6307  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6497  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-of 7697  df-om 7882  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-supp 8184  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8386  df-rdg 8425  df-1o 8483  df-2o 8484  df-er 8724  df-map 8856  df-pm 8857  df-ixp 8933  df-en 8981  df-dom 8982  df-sdom 8983  df-fin 8984  df-fsupp 9361  df-fi 9410  df-sup 9441  df-inf 9442  df-oi 9511  df-card 10027  df-pnf 11352  df-mnf 11353  df-xr 11354  df-ltxr 11355  df-le 11356  df-sub 11550  df-neg 11551  df-div 11981  df-nn 12343  df-2 12412  df-3 12413  df-4 12414  df-5 12415  df-6 12416  df-7 12417  df-8 12418  df-9 12419  df-n0 12614  df-z 12701  df-dec 12822  df-uz 12973  df-q 13083  df-rp 13128  df-xneg 13248  df-xadd 13249  df-xmul 13250  df-ioo 13487  df-ico 13489  df-icc 13490  df-fz 13647  df-fzo 13796  df-seq 14152  df-exp 14212  df-hash 14482  df-cj 15275  df-re 15276  df-im 15277  df-sqrt 15411  df-abs 15412  df-struct 17334  df-sets 17351  df-slot 17369  df-ndx 17381  df-base 17397  df-ress 17418  df-plusg 17450  df-mulr 17451  df-starv 17452  df-sca 17453  df-vsca 17454  df-ip 17455  df-tset 17456  df-ple 17457  df-ds 17459  df-unif 17460  df-hom 17461  df-cco 17462  df-rest 17602  df-topn 17603  df-0g 17621  df-gsum 17622  df-topgen 17623  df-pt 17624  df-prds 17627  df-xrs 17683  df-qtop 17688  df-imas 17689  df-xps 17691  df-mre 17765  df-mrc 17766  df-acs 17768  df-mgm 18825  df-sgrp 18917  df-mnd 18933  df-submnd 18988  df-mulg 19287  df-cntz 19540  df-cmn 20005  df-psmet 21679  df-xmet 21680  df-met 21681  df-bl 21682  df-mopn 21683  df-fbas 21684  df-fg 21685  df-cnfld 21688  df-top 23221  df-topon 23238  df-topsp 23260  df-bases 23273  df-cld 23346  df-ntr 23347  df-cls 23348  df-nei 23425  df-lp 23463  df-perf 23464  df-cn 23554  df-cnp 23555  df-haus 23642  df-cmp 23714  df-tx 23890  df-hmeo 24083  df-fil 24174  df-fm 24266  df-flim 24267  df-flf 24268  df-xms 24648  df-ms 24649  df-tms 24650  df-cncf 25208  df-limc 26195  df-dv 26196
This theorem is used by:  ftc2  26373  ftc2nc  38729
  Copyright terms: Public domain W3C validator