MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dvlt0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dvlt0 26305
Description: A function on a closed interval with negative derivative is decreasing. (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))
dvlt0.d (𝜑 → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶(-∞(,)0))
Assertion
Ref Expression
dvlt0 (𝜑 → 𝐹 Isom < , ◡ < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))

Proof of Theorem dvlt0
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef 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 dvlt0.d . 2 (𝜑 → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶(-∞(,)0))
5 gtso 11372 . 2 ◡ < Or ℝ
61, 2, 3, 4dvgt0lem1 26302 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)) ∈ (-∞(,)0))
7 eliooord 13517 . . . . . . . . 9 ((((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)) ∈ (-∞(,)0) → (-∞ < (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)) ∧ (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)) < 0))
86, 7syl 18 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (-∞ < (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)) ∧ (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)) < 0))
98simprd 501 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)) < 0)
10 cncff 25194 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
113, 10syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
1211ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
13 simplrr 790 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))
1412, 13ffvelcdmd 7077 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐹‘𝑦) ∈ ℝ)
15 simplrl 789 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
1612, 15ffvelcdmd 7077 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
1714, 16resubcld 11725 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → ((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) ∈ ℝ)
18 0red 11292 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 0 ∈ ℝ)
19 iccssre 13541 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
201, 2, 19syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
2120ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
2221, 13sseldd 3932 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝑦 ∈ ℝ)
2321, 15sseldd 3932 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝑥 ∈ ℝ)
2422, 23resubcld 11725 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝑦 − 𝑥) ∈ ℝ)
25 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 𝑥 < 𝑦)
2623, 22posdifd 11884 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝑥 < 𝑦 ↔ 0 < (𝑦 − 𝑥)))
2725, 26mpbid 235 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → 0 < (𝑦 − 𝑥))
28 ltdivmul 12173 . . . . . . . 8 ((((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ ∧ ((𝑦 − 𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑦 − 𝑥))) → ((((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)) < 0 ↔ ((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) < ((𝑦 − 𝑥) · 0)))
2917, 18, 24, 27, 28syl112anc 1401 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → ((((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) / (𝑦 − 𝑥)) < 0 ↔ ((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) < ((𝑦 − 𝑥) · 0)))
309, 29mpbid 235 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → ((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) < ((𝑦 − 𝑥) · 0))
3124recnd 11318 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝑦 − 𝑥) ∈ ℂ)
3231mul01d 11490 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → ((𝑦 − 𝑥) · 0) = 0)
3330, 32breqtrd 5131 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → ((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) < 0)
3414, 16, 18ltsubaddd 11893 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (((𝐹‘𝑦) − (𝐹‘𝑥)) < 0 ↔ (𝐹‘𝑦) < (0 + (𝐹‘𝑥))))
3533, 34mpbid 235 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐹‘𝑦) < (0 + (𝐹‘𝑥)))
3616recnd 11318 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
3736addlidd 11492 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (0 + (𝐹‘𝑥)) = (𝐹‘𝑥))
3835, 37breqtrd 5131 . . 3 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐹‘𝑦) < (𝐹‘𝑥))
39 fvex 6890 . . . 4 (𝐹‘𝑥) ∈ V
40 fvex 6890 . . . 4 (𝐹‘𝑦) ∈ V
4139, 40brcnv 5860 . . 3 ((𝐹‘𝑥)◡ < (𝐹‘𝑦) ↔ (𝐹‘𝑦) < (𝐹‘𝑥))
4238, 41sylibr 237 . 2 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵))) ∧ 𝑥 < 𝑦) → (𝐹‘𝑥)◡ < (𝐹‘𝑦))
431, 2, 3, 4, 5, 42dvgt0lem2 26303 1 (𝜑 → 𝐹 Isom < , ◡ < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∈ wcel 2145   ⊆ wss 3899   class class class wbr 5103  ◡ccnv 5650  ran crn 5652  ⟶wf 6527  ‘cfv 6531   Isom wiso 6532  (class class class)co 7412  ℝcr 11180  0cc0 11181   + caddc 11184   · cmul 11186  -∞cmnf 11322   < clt 11324   − cmin 11522   / cdiv 11954  (,)cioo 13457  [,]cicc 13460  –cn→ccncf 25177   D cdv 26163
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259  ax-addf 11260
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  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 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8162  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-er 8701  df-map 8833  df-pm 8834  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9338  df-fi 9387  df-sup 9418  df-inf 9419  df-oi 9488  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-z 12675  df-dec 12796  df-uz 12947  df-q 13057  df-rp 13102  df-xneg 13222  df-xadd 13223  df-xmul 13224  df-ioo 13461  df-ico 13463  df-icc 13464  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-seq 14125  df-exp 14185  df-hash 14455  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-starv 17423  df-sca 17424  df-vsca 17425  df-ip 17426  df-tset 17427  df-ple 17428  df-ds 17430  df-unif 17431  df-hom 17432  df-cco 17433  df-rest 17573  df-topn 17574  df-0g 17592  df-gsum 17593  df-topgen 17594  df-pt 17595  df-prds 17598  df-xrs 17654  df-qtop 17659  df-imas 17660  df-xps 17662  df-mre 17736  df-mrc 17737  df-acs 17739  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-submnd 18959  df-mulg 19258  df-cntz 19511  df-cmn 19976  df-psmet 21650  df-xmet 21651  df-met 21652  df-bl 21653  df-mopn 21654  df-fbas 21655  df-fg 21656  df-cnfld 21659  df-top 23192  df-topon 23209  df-topsp 23231  df-bases 23244  df-cld 23317  df-ntr 23318  df-cls 23319  df-nei 23396  df-lp 23434  df-perf 23435  df-cn 23525  df-cnp 23526  df-haus 23613  df-cmp 23685  df-tx 23861  df-hmeo 24054  df-fil 24145  df-fm 24237  df-flim 24238  df-flf 24239  df-xms 24619  df-ms 24620  df-tms 24621  df-cncf 25179  df-limc 26166  df-dv 26167
This theorem is used by:  dvne0  26311
  Copyright terms: Public domain W3C validator