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

Theorem dvmulf 25307
Description: The product rule for everywhere-differentiable functions. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dvaddf.s (𝜑𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
dvaddf.f (𝜑𝐹:𝑋⟶ℂ)
dvaddf.g (𝜑𝐺:𝑋⟶ℂ)
dvaddf.df (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
dvaddf.dg (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐺) = 𝑋)
Assertion
Ref Expression
dvmulf (𝜑 → (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)) = (((𝑆 D 𝐹) ∘f · 𝐺) ∘f + ((𝑆 D 𝐺) ∘f · 𝐹)))

Proof of Theorem dvmulf
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvaddf.f . . . . 5 (𝜑𝐹:𝑋⟶ℂ)
21adantr 481 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
3 dvaddf.df . . . . . 6 (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
4 dvbsss 25266 . . . . . 6 dom (𝑆 D 𝐹) ⊆ 𝑆
53, 4eqsstrrdi 3999 . . . . 5 (𝜑𝑋𝑆)
65adantr 481 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑋𝑆)
7 dvaddf.g . . . . 5 (𝜑𝐺:𝑋⟶ℂ)
87adantr 481 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝐺:𝑋⟶ℂ)
9 dvaddf.s . . . . 5 (𝜑𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
109adantr 481 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
113eleq2d 2823 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ 𝑥𝑋))
1211biimpar 478 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐹))
13 dvaddf.dg . . . . . 6 (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐺) = 𝑋)
1413eleq2d 2823 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐺) ↔ 𝑥𝑋))
1514biimpar 478 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐺))
162, 6, 8, 6, 10, 12, 15dvmul 25305 . . 3 ((𝜑𝑥𝑋) → ((𝑆 D (𝐹f · 𝐺))‘𝑥) = ((((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) · (𝐺𝑥)) + (((𝑆 D 𝐺)‘𝑥) · (𝐹𝑥))))
1716mpteq2dva 5205 . 2 (𝜑 → (𝑥𝑋 ↦ ((𝑆 D (𝐹f · 𝐺))‘𝑥)) = (𝑥𝑋 ↦ ((((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) · (𝐺𝑥)) + (((𝑆 D 𝐺)‘𝑥) · (𝐹𝑥)))))
18 dvfg 25270 . . . . 5 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)):dom (𝑆 D (𝐹f · 𝐺))⟶ℂ)
199, 18syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)):dom (𝑆 D (𝐹f · 𝐺))⟶ℂ)
20 recnprss 25268 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → 𝑆 ⊆ ℂ)
219, 20syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑆 ⊆ ℂ)
22 mulcl 11135 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → (𝑥 · 𝑦) ∈ ℂ)
2322adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ ℂ)
249, 5ssexd 5281 . . . . . . . 8 (𝜑𝑋 ∈ V)
25 inidm 4178 . . . . . . . 8 (𝑋𝑋) = 𝑋
2623, 1, 7, 24, 24, 25off 7635 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐹f · 𝐺):𝑋⟶ℂ)
2721, 26, 5dvbss 25265 . . . . . 6 (𝜑 → dom (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)) ⊆ 𝑋)
2821adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑆 ⊆ ℂ)
29 fvexd 6857 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑋) → ((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) ∈ V)
30 fvexd 6857 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑋) → ((𝑆 D 𝐺)‘𝑥) ∈ V)
31 dvfg 25270 . . . . . . . . . . . 12 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
329, 31syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
3332adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑋) → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
34 ffun 6671 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ → Fun (𝑆 D 𝐹))
35 funfvbrb 7001 . . . . . . . . . 10 (Fun (𝑆 D 𝐹) → (𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ 𝑥(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘𝑥)))
3633, 34, 353syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑋) → (𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ 𝑥(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘𝑥)))
3712, 36mpbid 231 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑥(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘𝑥))
38 dvfg 25270 . . . . . . . . . . . 12 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑆 D 𝐺):dom (𝑆 D 𝐺)⟶ℂ)
399, 38syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑆 D 𝐺):dom (𝑆 D 𝐺)⟶ℂ)
4039adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑋) → (𝑆 D 𝐺):dom (𝑆 D 𝐺)⟶ℂ)
41 ffun 6671 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 D 𝐺):dom (𝑆 D 𝐺)⟶ℂ → Fun (𝑆 D 𝐺))
42 funfvbrb 7001 . . . . . . . . . 10 (Fun (𝑆 D 𝐺) → (𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐺) ↔ 𝑥(𝑆 D 𝐺)((𝑆 D 𝐺)‘𝑥)))
4340, 41, 423syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑋) → (𝑥 ∈ dom (𝑆 D 𝐺) ↔ 𝑥(𝑆 D 𝐺)((𝑆 D 𝐺)‘𝑥)))
4415, 43mpbid 231 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑥(𝑆 D 𝐺)((𝑆 D 𝐺)‘𝑥))
45 eqid 2736 . . . . . . . 8 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
462, 6, 8, 6, 28, 29, 30, 37, 44, 45dvmulbr 25303 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑥(𝑆 D (𝐹f · 𝐺))((((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) · (𝐺𝑥)) + (((𝑆 D 𝐺)‘𝑥) · (𝐹𝑥))))
47 reldv 25234 . . . . . . . 8 Rel (𝑆 D (𝐹f · 𝐺))
4847releldmi 5903 . . . . . . 7 (𝑥(𝑆 D (𝐹f · 𝐺))((((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) · (𝐺𝑥)) + (((𝑆 D 𝐺)‘𝑥) · (𝐹𝑥))) → 𝑥 ∈ dom (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)))
4946, 48syl 17 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑋) → 𝑥 ∈ dom (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)))
5027, 49eqelssd 3965 . . . . 5 (𝜑 → dom (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)) = 𝑋)
5150feq2d 6654 . . . 4 (𝜑 → ((𝑆 D (𝐹f · 𝐺)):dom (𝑆 D (𝐹f · 𝐺))⟶ℂ ↔ (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)):𝑋⟶ℂ))
5219, 51mpbid 231 . . 3 (𝜑 → (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)):𝑋⟶ℂ)
5352feqmptd 6910 . 2 (𝜑 → (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)) = (𝑥𝑋 ↦ ((𝑆 D (𝐹f · 𝐺))‘𝑥)))
54 ovexd 7392 . . 3 ((𝜑𝑥𝑋) → (((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) · (𝐺𝑥)) ∈ V)
55 ovexd 7392 . . 3 ((𝜑𝑥𝑋) → (((𝑆 D 𝐺)‘𝑥) · (𝐹𝑥)) ∈ V)
56 fvexd 6857 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → (𝐺𝑥) ∈ V)
573feq2d 6654 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ ↔ (𝑆 D 𝐹):𝑋⟶ℂ))
5832, 57mpbid 231 . . . . 5 (𝜑 → (𝑆 D 𝐹):𝑋⟶ℂ)
5958feqmptd 6910 . . . 4 (𝜑 → (𝑆 D 𝐹) = (𝑥𝑋 ↦ ((𝑆 D 𝐹)‘𝑥)))
607feqmptd 6910 . . . 4 (𝜑𝐺 = (𝑥𝑋 ↦ (𝐺𝑥)))
6124, 29, 56, 59, 60offval2 7637 . . 3 (𝜑 → ((𝑆 D 𝐹) ∘f · 𝐺) = (𝑥𝑋 ↦ (((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) · (𝐺𝑥))))
62 fvexd 6857 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑋) → (𝐹𝑥) ∈ V)
6313feq2d 6654 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑆 D 𝐺):dom (𝑆 D 𝐺)⟶ℂ ↔ (𝑆 D 𝐺):𝑋⟶ℂ))
6439, 63mpbid 231 . . . . 5 (𝜑 → (𝑆 D 𝐺):𝑋⟶ℂ)
6564feqmptd 6910 . . . 4 (𝜑 → (𝑆 D 𝐺) = (𝑥𝑋 ↦ ((𝑆 D 𝐺)‘𝑥)))
661feqmptd 6910 . . . 4 (𝜑𝐹 = (𝑥𝑋 ↦ (𝐹𝑥)))
6724, 30, 62, 65, 66offval2 7637 . . 3 (𝜑 → ((𝑆 D 𝐺) ∘f · 𝐹) = (𝑥𝑋 ↦ (((𝑆 D 𝐺)‘𝑥) · (𝐹𝑥))))
6824, 54, 55, 61, 67offval2 7637 . 2 (𝜑 → (((𝑆 D 𝐹) ∘f · 𝐺) ∘f + ((𝑆 D 𝐺) ∘f · 𝐹)) = (𝑥𝑋 ↦ ((((𝑆 D 𝐹)‘𝑥) · (𝐺𝑥)) + (((𝑆 D 𝐺)‘𝑥) · (𝐹𝑥)))))
6917, 53, 683eqtr4d 2786 1 (𝜑 → (𝑆 D (𝐹f · 𝐺)) = (((𝑆 D 𝐹) ∘f · 𝐺) ∘f + ((𝑆 D 𝐺) ∘f · 𝐹)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396   = wceq 1541  wcel 2106  Vcvv 3445  wss 3910  {cpr 4588   class class class wbr 5105  cmpt 5188  dom cdm 5633  Fun wfun 6490  wf 6492  cfv 6496  (class class class)co 7357  f cof 7615  cc 11049  cr 11050   + caddc 11054   · cmul 11056  TopOpenctopn 17303  fldccnfld 20796   D cdv 25227
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 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129  ax-addf 11130  ax-mulf 11131
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 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-tp 4591  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-of 7617  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8093  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-2o 8413  df-er 8648  df-map 8767  df-pm 8768  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9306  df-fi 9347  df-sup 9378  df-inf 9379  df-oi 9446  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-5 12219  df-6 12220  df-7 12221  df-8 12222  df-9 12223  df-n0 12414  df-z 12500  df-dec 12619  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12916  df-xneg 13033  df-xadd 13034  df-xmul 13035  df-icc 13271  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-seq 13907  df-exp 13968  df-hash 14231  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-struct 17019  df-sets 17036  df-slot 17054  df-ndx 17066  df-base 17084  df-ress 17113  df-plusg 17146  df-mulr 17147  df-starv 17148  df-sca 17149  df-vsca 17150  df-ip 17151  df-tset 17152  df-ple 17153  df-ds 17155  df-unif 17156  df-hom 17157  df-cco 17158  df-rest 17304  df-topn 17305  df-0g 17323  df-gsum 17324  df-topgen 17325  df-pt 17326  df-prds 17329  df-xrs 17384  df-qtop 17389  df-imas 17390  df-xps 17392  df-mre 17466  df-mrc 17467  df-acs 17469  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-submnd 18602  df-mulg 18873  df-cntz 19097  df-cmn 19564  df-psmet 20788  df-xmet 20789  df-met 20790  df-bl 20791  df-mopn 20792  df-fbas 20793  df-fg 20794  df-cnfld 20797  df-top 22243  df-topon 22260  df-topsp 22282  df-bases 22296  df-cld 22370  df-ntr 22371  df-cls 22372  df-nei 22449  df-lp 22487  df-perf 22488  df-cn 22578  df-cnp 22579  df-haus 22666  df-tx 22913  df-hmeo 23106  df-fil 23197  df-fm 23289  df-flim 23290  df-flf 23291  df-xms 23673  df-ms 23674  df-tms 23675  df-cncf 24241  df-limc 25230  df-dv 25231
This theorem is referenced by:  dvcmulf  25309  dvexp  25317  dvmptmul  25325  expgrowth  42605  binomcxplemnotnn0  42626  dvmulcncf  44156
  Copyright terms: Public domain W3C validator