Theorem dvgt0 25512

Description: A function on a closed interval with positive derivative is increasing. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Feb-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
dvgt0.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
dvgt0.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
dvgt0.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
dvgt0.d	⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ+)

Assertion

Ref	Expression
dvgt0	⊢ (𝜑 → 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))

Proof of Theorem dvgt0

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dvgt0.a	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2		dvgt0.b	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
3		dvgt0.f	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
4		dvgt0.d	. 2 ⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ+)
5		ltso 11290	. 2 ⊢ < Or ℝ
6	1, 2, 3, 4	dvgt0lem1 25510	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)) ∈ ℝ+)
7	6	rpgt0d 13015	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 0 < (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)))
8		cncff 24400	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
9	3, 8	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
10	9	ad2antrr 724	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
11		simplrr 776	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))
12	10, 11	ffvelcdmd 7084	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐹‘𝑦) ∈ ℝ)
13		simplrl 775	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
14	10, 13	ffvelcdmd 7084	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
15	12, 14	resubcld 11638	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → ((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) ∈ ℝ)
16		iccssre 13402	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
17	1, 2, 16	syl2anc 584	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
18	17	ad2antrr 724	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
19	18, 11	sseldd 3982	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝑦 ∈ ℝ)
20	18, 13	sseldd 3982	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝑥 ∈ ℝ)
21	19, 20	resubcld 11638	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝑦 − 𝑥) ∈ ℝ)
22		simpr 485	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝑥 < 𝑦)
23	20, 19	posdifd 11797	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝑥 < 𝑦 ↔ 0 < (𝑦 − 𝑥)))
24	22, 23	mpbid 231	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 0 < (𝑦 − 𝑥))
25		gt0div 12076	. . . . 5 ⊢ ((((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) ∈ ℝ ∧ (𝑦 − 𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑦 − 𝑥)) → (0 < ((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) ↔ 0 < (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥))))
26	15, 21, 24, 25	syl3anc 1371	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (0 < ((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) ↔ 0 < (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥))))
27	7, 26	mpbird 256	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 0 < ((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)))
28	14, 12	posdifd 11797	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → ((𝐹‘𝑥) < (𝐹‘𝑦) ↔ 0 < ((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥))))
29	27, 28	mpbird 256	. 2 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐹‘𝑥) < (𝐹‘𝑦))
30	1, 2, 3, 4, 5, 29	dvgt0lem2 25511	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∈ wcel 2106   ⊆ wss 3947   class class class wbr 5147  ran crn 5676  ⟶wf 6536  ‘cfv 6540   Isom wiso 6541  (class class class)co 7405  ℝcr 11105  0cc0 11106   < clt 11244   − cmin 11440   / cdiv 11867  ℝ⁺crp 12970  (,)cioo 13320  [,]cicc 13323  –cn→ccncf 24383   D cdv 25371

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 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186

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 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-fi 9402  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ioo 13324  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-seq 13963  df-exp 14024  df-hash 14287  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-prds 17389  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-xps 17452  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-submnd 18668  df-mulg 18945  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-fbas 20933  df-fg 20934  df-cnfld 20937  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-cld 22514  df-ntr 22515  df-cls 22516  df-nei 22593  df-lp 22631  df-perf 22632  df-cn 22722  df-cnp 22723  df-haus 22810  df-cmp 22882  df-tx 23057  df-hmeo 23250  df-fil 23341  df-fm 23433  df-flim 23434  df-flf 23435  df-xms 23817  df-ms 23818  df-tms 23819  df-cncf 24385  df-limc 25374  df-dv 25375

This theorem is referenced by:  dvne0  25519