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

Theorem dvivth 24325
Description: Darboux' theorem, or the intermediate value theorem for derivatives. A differentiable function's derivative satisfies the intermediate value property, even though it may not be continuous (so that ivthicc 23777 does not directly apply). (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dvivth.1 (𝜑𝑀 ∈ (𝐴(,)𝐵))
dvivth.2 (𝜑𝑁 ∈ (𝐴(,)𝐵))
dvivth.3 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ))
dvivth.4 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) = (𝐴(,)𝐵))
Assertion
Ref Expression
dvivth (𝜑 → (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) ⊆ ran (ℝ D 𝐹))

Proof of Theorem dvivth
Dummy variables 𝑥 𝑤 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvivth.1 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ∈ (𝐴(,)𝐵))
21adantr 473 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑀 ∈ (𝐴(,)𝐵))
3 dvivth.2 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ (𝐴(,)𝐵))
43adantr 473 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑁 ∈ (𝐴(,)𝐵))
5 dvivth.3 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ))
6 cncff 23219 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ) → 𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
75, 6syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
87ffvelrnda 6682 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐹𝑤) ∈ ℝ)
98renegcld 10874 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → -(𝐹𝑤) ∈ ℝ)
109fmpttd 6708 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
11 ax-resscn 10398 . . . . . . . . . . . 12 ℝ ⊆ ℂ
12 ssid 3881 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℂ ⊆ ℂ
13 cncfss 23225 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ) ⊆ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
1411, 12, 13mp2an 680 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ) ⊆ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ)
1514, 5sseldi 3858 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
16 eqid 2780 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)) = (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤))
1716negfcncf 23245 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ) → (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
1815, 17syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
19 cncffvrn 23224 . . . . . . . . . . . 12 ((ℝ ⊆ ℂ ∧ (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ)) → ((𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ) ↔ (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ))
2011, 18, 19sylancr 579 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ) ↔ (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ))
2110, 20mpbird 249 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ))
2221adantr 473 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ))
23 reelprrecn 10433 . . . . . . . . . . . . 13 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
2423a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
257adantr 473 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
2625ffvelrnda 6682 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) ∧ 𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐹𝑤) ∈ ℝ)
2726recnd 10474 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) ∧ 𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐹𝑤) ∈ ℂ)
28 fvexd 6519 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) ∧ 𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑤) ∈ V)
2925feqmptd 6568 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝐹 = (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (𝐹𝑤)))
3029oveq2d 6998 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (ℝ D 𝐹) = (ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (𝐹𝑤))))
31 ioossre 12620 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ
32 dvfre 24266 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ ∧ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ) → (ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℝ)
337, 31, 32sylancl 578 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℝ)
34 dvivth.4 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) = (𝐴(,)𝐵))
3534feq2d 6335 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℝ ↔ (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ))
3633, 35mpbid 224 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
3736adantr 473 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
3837feqmptd 6568 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (ℝ D 𝐹) = (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑤)))
3930, 38eqtr3d 2818 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (𝐹𝑤))) = (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑤)))
4024, 27, 28, 39dvmptneg 24281 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤))) = (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤)))
4140dmeqd 5628 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → dom (ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤))) = dom (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤)))
42 dmmptg 5940 . . . . . . . . . . 11 (∀𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)-((ℝ D 𝐹)‘𝑤) ∈ V → dom (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤)) = (𝐴(,)𝐵))
43 negex 10690 . . . . . . . . . . . 12 -((ℝ D 𝐹)‘𝑤) ∈ V
4443a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) → -((ℝ D 𝐹)‘𝑤) ∈ V)
4542, 44mprg 3104 . . . . . . . . . 10 dom (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤)) = (𝐴(,)𝐵)
4641, 45syl6eq 2832 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → dom (ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤))) = (𝐴(,)𝐵))
47 simprl 759 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑀 < 𝑁)
48 simprr 761 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))
4936, 1ffvelrnd 6683 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑀) ∈ ℝ)
5049adantr 473 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑀) ∈ ℝ)
513, 34eleqtrrd 2871 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑁 ∈ dom (ℝ D 𝐹))
5233, 51ffvelrnd 6683 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑁) ∈ ℝ)
5352adantr 473 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑁) ∈ ℝ)
54 iccssre 12640 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((ℝ D 𝐹)‘𝑀) ∈ ℝ ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑁) ∈ ℝ) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) ⊆ ℝ)
5549, 52, 54syl2anc 576 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) ⊆ ℝ)
5655adantr 473 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) ⊆ ℝ)
5756, 48sseldd 3861 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑥 ∈ ℝ)
58 iccneg 12680 . . . . . . . . . . . 12 ((((ℝ D 𝐹)‘𝑀) ∈ ℝ ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑁) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) ↔ -𝑥 ∈ (-((ℝ D 𝐹)‘𝑁)[,]-((ℝ D 𝐹)‘𝑀))))
5950, 53, 57, 58syl3anc 1352 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) ↔ -𝑥 ∈ (-((ℝ D 𝐹)‘𝑁)[,]-((ℝ D 𝐹)‘𝑀))))
6048, 59mpbid 224 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → -𝑥 ∈ (-((ℝ D 𝐹)‘𝑁)[,]-((ℝ D 𝐹)‘𝑀)))
6140fveq1d 6506 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ((ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)))‘𝑁) = ((𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤))‘𝑁))
62 fveq2 6504 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑤 = 𝑁 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑤) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑁))
6362negeqd 10686 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 = 𝑁 → -((ℝ D 𝐹)‘𝑤) = -((ℝ D 𝐹)‘𝑁))
64 eqid 2780 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤)) = (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤))
65 negex 10690 . . . . . . . . . . . . . 14 -((ℝ D 𝐹)‘𝑁) ∈ V
6663, 64, 65fvmpt 6601 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (𝐴(,)𝐵) → ((𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤))‘𝑁) = -((ℝ D 𝐹)‘𝑁))
674, 66syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ((𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤))‘𝑁) = -((ℝ D 𝐹)‘𝑁))
6861, 67eqtrd 2816 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ((ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)))‘𝑁) = -((ℝ D 𝐹)‘𝑁))
6940fveq1d 6506 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ((ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)))‘𝑀) = ((𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤))‘𝑀))
70 fveq2 6504 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑤 = 𝑀 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑤) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑀))
7170negeqd 10686 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 = 𝑀 → -((ℝ D 𝐹)‘𝑤) = -((ℝ D 𝐹)‘𝑀))
72 negex 10690 . . . . . . . . . . . . . 14 -((ℝ D 𝐹)‘𝑀) ∈ V
7371, 64, 72fvmpt 6601 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀 ∈ (𝐴(,)𝐵) → ((𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤))‘𝑀) = -((ℝ D 𝐹)‘𝑀))
742, 73syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ((𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤))‘𝑀) = -((ℝ D 𝐹)‘𝑀))
7569, 74eqtrd 2816 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ((ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)))‘𝑀) = -((ℝ D 𝐹)‘𝑀))
7668, 75oveq12d 7000 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (((ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)))‘𝑁)[,]((ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)))‘𝑀)) = (-((ℝ D 𝐹)‘𝑁)[,]-((ℝ D 𝐹)‘𝑀)))
7760, 76eleqtrrd 2871 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → -𝑥 ∈ (((ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)))‘𝑁)[,]((ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤)))‘𝑀)))
78 eqid 2780 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (((𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤))‘𝑦) − (-𝑥 · 𝑦))) = (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (((𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤))‘𝑦) − (-𝑥 · 𝑦)))
792, 4, 22, 46, 47, 77, 78dvivthlem2 24324 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → -𝑥 ∈ ran (ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤))))
8040rneqd 5656 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ran (ℝ D (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -(𝐹𝑤))) = ran (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤)))
8179, 80eleqtrd 2870 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → -𝑥 ∈ ran (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤)))
82 negex 10690 . . . . . . . 8 -𝑥 ∈ V
8364elrnmpt 5676 . . . . . . . 8 (-𝑥 ∈ V → (-𝑥 ∈ ran (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤)) ↔ ∃𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)-𝑥 = -((ℝ D 𝐹)‘𝑤)))
8482, 83ax-mp 5 . . . . . . 7 (-𝑥 ∈ ran (𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ -((ℝ D 𝐹)‘𝑤)) ↔ ∃𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)-𝑥 = -((ℝ D 𝐹)‘𝑤))
8581, 84sylib 210 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ∃𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)-𝑥 = -((ℝ D 𝐹)‘𝑤))
8657recnd 10474 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑥 ∈ ℂ)
8786adantr 473 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) ∧ 𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ ℂ)
8824, 27, 28, 39dvmptcl 24274 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) ∧ 𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑤) ∈ ℂ)
8987, 88neg11ad 10800 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) ∧ 𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (-𝑥 = -((ℝ D 𝐹)‘𝑤) ↔ 𝑥 = ((ℝ D 𝐹)‘𝑤)))
90 eqcom 2787 . . . . . . . 8 (𝑥 = ((ℝ D 𝐹)‘𝑤) ↔ ((ℝ D 𝐹)‘𝑤) = 𝑥)
9189, 90syl6bb 279 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) ∧ 𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (-𝑥 = -((ℝ D 𝐹)‘𝑤) ↔ ((ℝ D 𝐹)‘𝑤) = 𝑥))
9291rexbidva 3243 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (∃𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)-𝑥 = -((ℝ D 𝐹)‘𝑤) ↔ ∃𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑤) = 𝑥))
9385, 92mpbid 224 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → ∃𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑤) = 𝑥)
9437ffnd 6350 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵))
95 fvelrnb 6561 . . . . . 6 ((ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵) → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ↔ ∃𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑤) = 𝑥))
9694, 95syl 17 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ↔ ∃𝑤 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑤) = 𝑥))
9793, 96mpbird 249 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑀 < 𝑁𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹))
9897expr 449 . . 3 ((𝜑𝑀 < 𝑁) → (𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) → 𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)))
9998ssrdv 3866 . 2 ((𝜑𝑀 < 𝑁) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) ⊆ ran (ℝ D 𝐹))
100 fveq2 6504 . . . . 5 (𝑀 = 𝑁 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑀) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑁))
101100oveq1d 6997 . . . 4 (𝑀 = 𝑁 → (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) = (((ℝ D 𝐹)‘𝑁)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))
10252rexrd 10496 . . . . 5 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑁) ∈ ℝ*)
103 iccid 12605 . . . . 5 (((ℝ D 𝐹)‘𝑁) ∈ ℝ* → (((ℝ D 𝐹)‘𝑁)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) = {((ℝ D 𝐹)‘𝑁)})
104102, 103syl 17 . . . 4 (𝜑 → (((ℝ D 𝐹)‘𝑁)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) = {((ℝ D 𝐹)‘𝑁)})
105101, 104sylan9eqr 2838 . . 3 ((𝜑𝑀 = 𝑁) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) = {((ℝ D 𝐹)‘𝑁)})
10633ffnd 6350 . . . . . 6 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) Fn dom (ℝ D 𝐹))
107 fnfvelrn 6679 . . . . . 6 (((ℝ D 𝐹) Fn dom (ℝ D 𝐹) ∧ 𝑁 ∈ dom (ℝ D 𝐹)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑁) ∈ ran (ℝ D 𝐹))
108106, 51, 107syl2anc 576 . . . . 5 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑁) ∈ ran (ℝ D 𝐹))
109108snssd 4621 . . . 4 (𝜑 → {((ℝ D 𝐹)‘𝑁)} ⊆ ran (ℝ D 𝐹))
110109adantr 473 . . 3 ((𝜑𝑀 = 𝑁) → {((ℝ D 𝐹)‘𝑁)} ⊆ ran (ℝ D 𝐹))
111105, 110eqsstrd 3897 . 2 ((𝜑𝑀 = 𝑁) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) ⊆ ran (ℝ D 𝐹))
1123adantr 473 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑁 < 𝑀𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑁 ∈ (𝐴(,)𝐵))
1131adantr 473 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑁 < 𝑀𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑀 ∈ (𝐴(,)𝐵))
1145adantr 473 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑁 < 𝑀𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ))
11534adantr 473 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑁 < 𝑀𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → dom (ℝ D 𝐹) = (𝐴(,)𝐵))
116 simprl 759 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑁 < 𝑀𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑁 < 𝑀)
117 simprr 761 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑁 < 𝑀𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))
118 eqid 2780 . . . . 5 (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝐹𝑦) − (𝑥 · 𝑦))) = (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝐹𝑦) − (𝑥 · 𝑦)))
119112, 113, 114, 115, 116, 117, 118dvivthlem2 24324 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑁 < 𝑀𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)))) → 𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹))
120119expr 449 . . 3 ((𝜑𝑁 < 𝑀) → (𝑥 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) → 𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)))
121120ssrdv 3866 . 2 ((𝜑𝑁 < 𝑀) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) ⊆ ran (ℝ D 𝐹))
12231, 1sseldi 3858 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℝ)
12331, 3sseldi 3858 . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
124122, 123lttri4d 10587 . 2 (𝜑 → (𝑀 < 𝑁𝑀 = 𝑁𝑁 < 𝑀))
12599, 111, 121, 124mpjao3dan 1412 1 (𝜑 → (((ℝ D 𝐹)‘𝑀)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑁)) ⊆ ran (ℝ D 𝐹))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 198  wa 387   = wceq 1508  wcel 2051  wrex 3091  Vcvv 3417  wss 3831  {csn 4444  {cpr 4446   class class class wbr 4934  cmpt 5013  dom cdm 5411  ran crn 5412   Fn wfn 6188  wf 6189  cfv 6193  (class class class)co 6982  cc 10339  cr 10340   · cmul 10346  *cxr 10479   < clt 10480  cmin 10676  -cneg 10677  (,)cioo 12560  [,]cicc 12563  cnccncf 23202   D cdv 24179
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1759  ax-4 1773  ax-5 1870  ax-6 1929  ax-7 1966  ax-8 2053  ax-9 2060  ax-10 2080  ax-11 2094  ax-12 2107  ax-13 2302  ax-ext 2752  ax-rep 5053  ax-sep 5064  ax-nul 5071  ax-pow 5123  ax-pr 5190  ax-un 7285  ax-cnex 10397  ax-resscn 10398  ax-1cn 10399  ax-icn 10400  ax-addcl 10401  ax-addrcl 10402  ax-mulcl 10403  ax-mulrcl 10404  ax-mulcom 10405  ax-addass 10406  ax-mulass 10407  ax-distr 10408  ax-i2m1 10409  ax-1ne0 10410  ax-1rid 10411  ax-rnegex 10412  ax-rrecex 10413  ax-cnre 10414  ax-pre-lttri 10415  ax-pre-lttrn 10416  ax-pre-ltadd 10417  ax-pre-mulgt0 10418  ax-pre-sup 10419  ax-addf 10420  ax-mulf 10421
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 835  df-3or 1070  df-3an 1071  df-tru 1511  df-ex 1744  df-nf 1748  df-sb 2017  df-mo 2551  df-eu 2589  df-clab 2761  df-cleq 2773  df-clel 2848  df-nfc 2920  df-ne 2970  df-nel 3076  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rmo 3098  df-rab 3099  df-v 3419  df-sbc 3684  df-csb 3789  df-dif 3834  df-un 3836  df-in 3838  df-ss 3845  df-pss 3847  df-nul 4182  df-if 4354  df-pw 4427  df-sn 4445  df-pr 4447  df-tp 4449  df-op 4451  df-uni 4718  df-int 4755  df-iun 4799  df-iin 4800  df-br 4935  df-opab 4997  df-mpt 5014  df-tr 5036  df-id 5316  df-eprel 5321  df-po 5330  df-so 5331  df-fr 5370  df-se 5371  df-we 5372  df-xp 5417  df-rel 5418  df-cnv 5419  df-co 5420  df-dm 5421  df-rn 5422  df-res 5423  df-ima 5424  df-pred 5991  df-ord 6037  df-on 6038  df-lim 6039  df-suc 6040  df-iota 6157  df-fun 6195  df-fn 6196  df-f 6197  df-f1 6198  df-fo 6199  df-f1o 6200  df-fv 6201  df-isom 6202  df-riota 6943  df-ov 6985  df-oprab 6986  df-mpo 6987  df-of 7233  df-om 7403  df-1st 7507  df-2nd 7508  df-supp 7640  df-wrecs 7756  df-recs 7818  df-rdg 7856  df-1o 7911  df-2o 7912  df-oadd 7915  df-er 8095  df-map 8214  df-pm 8215  df-ixp 8266  df-en 8313  df-dom 8314  df-sdom 8315  df-fin 8316  df-fsupp 8635  df-fi 8676  df-sup 8707  df-inf 8708  df-oi 8775  df-card 9168  df-cda 9394  df-pnf 10482  df-mnf 10483  df-xr 10484  df-ltxr 10485  df-le 10486  df-sub 10678  df-neg 10679  df-div 11105  df-nn 11446  df-2 11509  df-3 11510  df-4 11511  df-5 11512  df-6 11513  df-7 11514  df-8 11515  df-9 11516  df-n0 11714  df-z 11800  df-dec 11918  df-uz 12065  df-q 12169  df-rp 12211  df-xneg 12330  df-xadd 12331  df-xmul 12332  df-ioo 12564  df-ico 12566  df-icc 12567  df-fz 12715  df-fzo 12856  df-seq 13191  df-exp 13251  df-hash 13512  df-cj 14325  df-re 14326  df-im 14327  df-sqrt 14461  df-abs 14462  df-struct 16347  df-ndx 16348  df-slot 16349  df-base 16351  df-sets 16352  df-ress 16353  df-plusg 16440  df-mulr 16441  df-starv 16442  df-sca 16443  df-vsca 16444  df-ip 16445  df-tset 16446  df-ple 16447  df-ds 16449  df-unif 16450  df-hom 16451  df-cco 16452  df-rest 16558  df-topn 16559  df-0g 16577  df-gsum 16578  df-topgen 16579  df-pt 16580  df-prds 16583  df-xrs 16637  df-qtop 16642  df-imas 16643  df-xps 16645  df-mre 16727  df-mrc 16728  df-acs 16730  df-mgm 17722  df-sgrp 17764  df-mnd 17775  df-submnd 17816  df-mulg 18024  df-cntz 18230  df-cmn 18680  df-psmet 20254  df-xmet 20255  df-met 20256  df-bl 20257  df-mopn 20258  df-fbas 20259  df-fg 20260  df-cnfld 20263  df-top 21221  df-topon 21238  df-topsp 21260  df-bases 21273  df-cld 21346  df-ntr 21347  df-cls 21348  df-nei 21425  df-lp 21463  df-perf 21464  df-cn 21554  df-cnp 21555  df-haus 21642  df-cmp 21714  df-tx 21889  df-hmeo 22082  df-fil 22173  df-fm 22265  df-flim 22266  df-flf 22267  df-xms 22648  df-ms 22649  df-tms 22650  df-cncf 23204  df-limc 24182  df-dv 24183
This theorem is referenced by:  dvne0  24326
  Copyright terms: Public domain W3C validator