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

Theorem dvlt0 25513
Description: A function on a closed interval with negative derivative is decreasing. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dvgt0.a (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ)
dvgt0.b (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ℝ)
dvgt0.f (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cn→ℝ))
dvlt0.d (πœ‘ β†’ (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐡)⟢(-∞(,)0))
Assertion
Ref Expression
dvlt0 (πœ‘ β†’ 𝐹 Isom < , β—‘ < ((𝐴[,]𝐡), ran 𝐹))

Proof of Theorem dvlt0
Dummy variables π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvgt0.a . 2 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ)
2 dvgt0.b . 2 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ℝ)
3 dvgt0.f . 2 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cn→ℝ))
4 dvlt0.d . 2 (πœ‘ β†’ (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐡)⟢(-∞(,)0))
5 gtso 11291 . 2 β—‘ < Or ℝ
61, 2, 3, 4dvgt0lem1 25510 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) / (𝑦 βˆ’ π‘₯)) ∈ (-∞(,)0))
7 eliooord 13379 . . . . . . . . 9 ((((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) / (𝑦 βˆ’ π‘₯)) ∈ (-∞(,)0) β†’ (-∞ < (((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) / (𝑦 βˆ’ π‘₯)) ∧ (((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) / (𝑦 βˆ’ π‘₯)) < 0))
86, 7syl 17 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (-∞ < (((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) / (𝑦 βˆ’ π‘₯)) ∧ (((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) / (𝑦 βˆ’ π‘₯)) < 0))
98simprd 496 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) / (𝑦 βˆ’ π‘₯)) < 0)
10 cncff 24400 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cn→ℝ) β†’ 𝐹:(𝐴[,]𝐡)βŸΆβ„)
113, 10syl 17 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐹:(𝐴[,]𝐡)βŸΆβ„)
1211ad2antrr 724 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ 𝐹:(𝐴[,]𝐡)βŸΆβ„)
13 simplrr 776 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))
1412, 13ffvelcdmd 7084 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (πΉβ€˜π‘¦) ∈ ℝ)
15 simplrl 775 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡))
1612, 15ffvelcdmd 7084 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) ∈ ℝ)
1714, 16resubcld 11638 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ ((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ)
18 0red 11213 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ 0 ∈ ℝ)
19 iccssre 13402 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐡 ∈ ℝ) β†’ (𝐴[,]𝐡) βŠ† ℝ)
201, 2, 19syl2anc 584 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (𝐴[,]𝐡) βŠ† ℝ)
2120ad2antrr 724 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (𝐴[,]𝐡) βŠ† ℝ)
2221, 13sseldd 3982 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
2321, 15sseldd 3982 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ π‘₯ ∈ ℝ)
2422, 23resubcld 11638 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (𝑦 βˆ’ π‘₯) ∈ ℝ)
25 simpr 485 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ π‘₯ < 𝑦)
2623, 22posdifd 11797 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (π‘₯ < 𝑦 ↔ 0 < (𝑦 βˆ’ π‘₯)))
2725, 26mpbid 231 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ 0 < (𝑦 βˆ’ π‘₯))
28 ltdivmul 12085 . . . . . . . 8 ((((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ ∧ ((𝑦 βˆ’ π‘₯) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑦 βˆ’ π‘₯))) β†’ ((((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) / (𝑦 βˆ’ π‘₯)) < 0 ↔ ((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) < ((𝑦 βˆ’ π‘₯) Β· 0)))
2917, 18, 24, 27, 28syl112anc 1374 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ ((((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) / (𝑦 βˆ’ π‘₯)) < 0 ↔ ((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) < ((𝑦 βˆ’ π‘₯) Β· 0)))
309, 29mpbid 231 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ ((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) < ((𝑦 βˆ’ π‘₯) Β· 0))
3124recnd 11238 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (𝑦 βˆ’ π‘₯) ∈ β„‚)
3231mul01d 11409 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ ((𝑦 βˆ’ π‘₯) Β· 0) = 0)
3330, 32breqtrd 5173 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ ((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) < 0)
3414, 16, 18ltsubaddd 11806 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (((πΉβ€˜π‘¦) βˆ’ (πΉβ€˜π‘₯)) < 0 ↔ (πΉβ€˜π‘¦) < (0 + (πΉβ€˜π‘₯))))
3533, 34mpbid 231 . . . 4 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (πΉβ€˜π‘¦) < (0 + (πΉβ€˜π‘₯)))
3616recnd 11238 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) ∈ β„‚)
3736addlidd 11411 . . . 4 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (0 + (πΉβ€˜π‘₯)) = (πΉβ€˜π‘₯))
3835, 37breqtrd 5173 . . 3 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (πΉβ€˜π‘¦) < (πΉβ€˜π‘₯))
39 fvex 6901 . . . 4 (πΉβ€˜π‘₯) ∈ V
40 fvex 6901 . . . 4 (πΉβ€˜π‘¦) ∈ V
4139, 40brcnv 5880 . . 3 ((πΉβ€˜π‘₯)β—‘ < (πΉβ€˜π‘¦) ↔ (πΉβ€˜π‘¦) < (πΉβ€˜π‘₯))
4238, 41sylibr 233 . 2 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ∧ 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐡))) ∧ π‘₯ < 𝑦) β†’ (πΉβ€˜π‘₯)β—‘ < (πΉβ€˜π‘¦))
431, 2, 3, 4, 5, 42dvgt0lem2 25511 1 (πœ‘ β†’ 𝐹 Isom < , β—‘ < ((𝐴[,]𝐡), ran 𝐹))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∈ wcel 2106   βŠ† wss 3947   class class class wbr 5147  β—‘ccnv 5674  ran crn 5676  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540   Isom wiso 6541  (class class class)co 7405  β„cr 11105  0cc0 11106   + caddc 11109   Β· cmul 11111  -∞cmnf 11242   < clt 11244   βˆ’ cmin 11440   / cdiv 11867  (,)cioo 13320  [,]cicc 13323  β€“cnβ†’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
  Copyright terms: Public domain W3C validator