Theorem dveq0 25857

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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dveq0.c	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
2		cncff 24737	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
3	1, 2	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
4	3	ffnd 6709	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Fn (𝐴[,]𝐵))
5		fvex 6895	. . 3 ⊢ (𝐹‘𝐴) ∈ V
6		fnconstg 6770	. . 3 ⊢ ((𝐹‘𝐴) ∈ V → ((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)}) Fn (𝐴[,]𝐵))
7	5, 6	mp1i 13	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)}) Fn (𝐴[,]𝐵))
8	5	fvconst2 7198	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) → (((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)})‘𝑥) = (𝐹‘𝐴))
9	8	adantl 481	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)})‘𝑥) = (𝐹‘𝐴))
10	3	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
11		dveq0.a	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
12	11	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ)
13	12	rexrd 11262	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
14		dveq0.b	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
15	14	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ)
16	15	rexrd 11262	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ*)
17		elicc2 13387	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ 𝐵)))
18	11, 14, 17	syl2anc 583	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ 𝐵)))
19	18	biimpa 476	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ 𝐵))
20	19	simp1d 1139	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ ℝ)
21	19	simp2d 1140	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝑥)
22	19	simp3d 1141	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ≤ 𝐵)
23	12, 20, 15, 21, 22	letrd 11369	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝐵)
24		lbicc2 13439	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
25	13, 16, 23, 24	syl3anc 1368	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
26	10, 25	ffvelcdmd 7078	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝐴) ∈ ℂ)
27	3	ffvelcdmda 7077	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
28	26, 27	subcld 11569	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥)) ∈ ℂ)
29		simpr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
30	25, 29	jca 511	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)))
31		dveq0.d	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = ((𝐴(,)𝐵) × {0}))
32	31	dmeqd 5896	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) = dom ((𝐴(,)𝐵) × {0}))
33		c0ex 11206	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 0 ∈ V
34	33	snnz 4773	. . . . . . . . . . 11 ⊢ {0} ≠ ∅
35		dmxp 5919	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ({0} ≠ ∅ → dom ((𝐴(,)𝐵) × {0}) = (𝐴(,)𝐵))
36	34, 35	ax-mp 5	. . . . . . . . . 10 ⊢ dom ((𝐴(,)𝐵) × {0}) = (𝐴(,)𝐵)
37	32, 36	eqtrdi 2780	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) = (𝐴(,)𝐵))
38		0red 11215	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
39	31	fveq1d 6884	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = (((𝐴(,)𝐵) × {0})‘𝑦))
40	33	fvconst2 7198	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) → (((𝐴(,)𝐵) × {0})‘𝑦) = 0)
41	39, 40	sylan9eq 2784	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = 0)
42	41	abs00bd 15236	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (abs‘((ℝ D 𝐹)‘𝑦)) = 0)
43		0le0 12311	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ≤ 0
44	42, 43	eqbrtrdi 5178	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (abs‘((ℝ D 𝐹)‘𝑦)) ≤ 0)
45	11, 14, 1, 37, 38, 44	dvlip 25850	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ≤ (0 · (abs‘(𝐴 − 𝑥))))
46	30, 45	syldan 590	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ≤ (0 · (abs‘(𝐴 − 𝑥))))
47	12	recnd 11240	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ∈ ℂ)
48	20	recnd 11240	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ ℂ)
49	47, 48	subcld 11569	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐴 − 𝑥) ∈ ℂ)
50	49	abscld 15381	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘(𝐴 − 𝑥)) ∈ ℝ)
51	50	recnd 11240	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘(𝐴 − 𝑥)) ∈ ℂ)
52	51	mul02d 11410	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (0 · (abs‘(𝐴 − 𝑥))) = 0)
53	46, 52	breqtrd 5165	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ≤ 0)
54	28	absge0d 15389	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 0 ≤ (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))))
55	28	abscld 15381	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ∈ ℝ)
56		0re 11214	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ ℝ
57		letri3 11297	. . . . . . 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))))))
58	55, 56, 57	sylancl 585	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) = 0 ↔ ((abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) ≤ 0 ∧ 0 ≤ (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))))))
59	53, 54, 58	mpbir2and 710	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (abs‘((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥))) = 0)
60	28, 59	abs00d 15391	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((𝐹‘𝐴) − (𝐹‘𝑥)) = 0)
61	26, 27, 60	subeq0d 11577	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝐴) = (𝐹‘𝑥))
62	9, 61	eqtr2d 2765	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐹‘𝑥) = (((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)})‘𝑥))
63	4, 7, 62	eqfnfvd 7026	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = ((𝐴[,]𝐵) × {(𝐹‘𝐴)}))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   ≠ wne 2932  Vcvv 3466  ∅c0 4315  {csn 4621   class class class wbr 5139   × cxp 5665  dom cdm 5667   Fn wfn 6529  ⟶wf 6530  ‘cfv 6534  (class class class)co 7402  ℂcc 11105  ℝcr 11106  0cc0 11107   · cmul 11112  ℝ^*cxr 11245   ≤ cle 11247   − cmin 11442  (,)cioo 13322  [,]cicc 13325  abscabs 15179  –cn→ccncf 24720   D cdv 25716

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-rep 5276  ax-sep 5290  ax-nul 5297  ax-pow 5354  ax-pr 5418  ax-un 7719  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-pre-sup 11185  ax-addf 11186

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3771  df-csb 3887  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-pss 3960  df-nul 4316  df-if 4522  df-pw 4597  df-sn 4622  df-pr 4624  df-tp 4626  df-op 4628  df-uni 4901  df-int 4942  df-iun 4990  df-iin 4991  df-br 5140  df-opab 5202  df-mpt 5223  df-tr 5257  df-id 5565  df-eprel 5571  df-po 5579  df-so 5580  df-fr 5622  df-se 5623  df-we 5624  df-xp 5673  df-rel 5674  df-cnv 5675  df-co 5676  df-dm 5677  df-rn 5678  df-res 5679  df-ima 5680  df-pred 6291  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6486  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-isom 6543  df-riota 7358  df-ov 7405  df-oprab 7406  df-mpo 7407  df-of 7664  df-om 7850  df-1st 7969  df-2nd 7970  df-supp 8142  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8700  df-map 8819  df-pm 8820  df-ixp 8889  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-fin 8940  df-fsupp 9359  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9502  df-card 9931  df-pnf 11248  df-mnf 11249  df-xr 11250  df-ltxr 11251  df-le 11252  df-sub 11444  df-neg 11445  df-div 11870  df-nn 12211  df-2 12273  df-3 12274  df-4 12275  df-5 12276  df-6 12277  df-7 12278  df-8 12279  df-9 12280  df-n0 12471  df-z 12557  df-dec 12676  df-uz 12821  df-q 12931  df-rp 12973  df-xneg 13090  df-xadd 13091  df-xmul 13092  df-ioo 13326  df-ico 13328  df-icc 13329  df-fz 13483  df-fzo 13626  df-seq 13965  df-exp 14026  df-hash 14289  df-cj 15044  df-re 15045  df-im 15046  df-sqrt 15180  df-abs 15181  df-struct 17081  df-sets 17098  df-slot 17116  df-ndx 17128  df-base 17146  df-ress 17175  df-plusg 17211  df-mulr 17212  df-starv 17213  df-sca 17214  df-vsca 17215  df-ip 17216  df-tset 17217  df-ple 17218  df-ds 17220  df-unif 17221  df-hom 17222  df-cco 17223  df-rest 17369  df-topn 17370  df-0g 17388  df-gsum 17389  df-topgen 17390  df-pt 17391  df-prds 17394  df-xrs 17449  df-qtop 17454  df-imas 17455  df-xps 17457  df-mre 17531  df-mrc 17532  df-acs 17534  df-mgm 18565  df-sgrp 18644  df-mnd 18660  df-submnd 18706  df-mulg 18988  df-cntz 19225  df-cmn 19694  df-psmet 21222  df-xmet 21223  df-met 21224  df-bl 21225  df-mopn 21226  df-fbas 21227  df-fg 21228  df-cnfld 21231  df-top 22720  df-topon 22737  df-topsp 22759  df-bases 22773  df-cld 22847  df-ntr 22848  df-cls 22849  df-nei 22926  df-lp 22964  df-perf 22965  df-cn 23055  df-cnp 23056  df-haus 23143  df-cmp 23215  df-tx 23390  df-hmeo 23583  df-fil 23674  df-fm 23766  df-flim 23767  df-flf 23768  df-xms 24150  df-ms 24151  df-tms 24152  df-cncf 24722  df-limc 25719  df-dv 25720

This theorem is referenced by:  ftc2  25903  ftc2nc  37064