MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dvne0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dvne0 25510
Description: A function on a closed interval with nonzero derivative is either monotone increasing or monotone decreasing. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dvne0.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
dvne0.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
dvne0.f (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
dvne0.d (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) = (𝐴(,)𝐵))
dvne0.z (𝜑 → ¬ 0 ∈ ran (ℝ D 𝐹))
Assertion
Ref Expression
dvne0 (𝜑 → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))

Proof of Theorem dvne0
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvne0.z . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ¬ 0 ∈ ran (ℝ D 𝐹))
2 eleq1 2822 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 0 → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ↔ 0 ∈ ran (ℝ D 𝐹)))
32notbid 318 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 0 → (¬ 𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ↔ ¬ 0 ∈ ran (ℝ D 𝐹)))
41, 3syl5ibrcom 246 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥 = 0 → ¬ 𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)))
54necon2ad 2956 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) → 𝑥 ≠ 0))
65imp 408 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → 𝑥 ≠ 0)
7 dvne0.f . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
8 cncff 24391 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
97, 8syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ)
10 dvne0.a . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
11 dvne0.b . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
12 iccssre 13402 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
1310, 11, 12syl2anc 585 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
14 dvfre 25450 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ ∧ (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ) → (ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℝ)
159, 13, 14syl2anc 585 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℝ)
1615frnd 6722 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ)
1716sselda 3981 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → 𝑥 ∈ ℝ)
18 0re 11212 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ
19 lttri2 11292 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (𝑥 ≠ 0 ↔ (𝑥 < 0 ∨ 0 < 𝑥)))
2017, 18, 19sylancl 587 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → (𝑥 ≠ 0 ↔ (𝑥 < 0 ∨ 0 < 𝑥)))
21 0xr 11257 . . . . . . . . . . . . . 14 0 ∈ ℝ*
22 elioomnf 13417 . . . . . . . . . . . . . 14 (0 ∈ ℝ* → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 0)))
2321, 22ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 0))
2423baib 537 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ↔ 𝑥 < 0))
25 elrp 12972 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ ℝ+ ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑥))
2625baib 537 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ ℝ+ ↔ 0 < 𝑥))
2724, 26orbi12d 918 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℝ → ((𝑥 ∈ (-∞(,)0) ∨ 𝑥 ∈ ℝ+) ↔ (𝑥 < 0 ∨ 0 < 𝑥)))
2817, 27syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → ((𝑥 ∈ (-∞(,)0) ∨ 𝑥 ∈ ℝ+) ↔ (𝑥 < 0 ∨ 0 < 𝑥)))
2920, 28bitr4d 282 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → (𝑥 ≠ 0 ↔ (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ∨ 𝑥 ∈ ℝ+)))
306, 29mpbid 231 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ∨ 𝑥 ∈ ℝ+))
31 elun 4147 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ((-∞(,)0) ∪ ℝ+) ↔ (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ∨ 𝑥 ∈ ℝ+))
3230, 31sylibr 233 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → 𝑥 ∈ ((-∞(,)0) ∪ ℝ+))
3332ex 414 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) → 𝑥 ∈ ((-∞(,)0) ∪ ℝ+)))
3433ssrdv 3987 . . . . 5 (𝜑 → ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ((-∞(,)0) ∪ ℝ+))
35 disjssun 4466 . . . . 5 ((ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) = ∅ → (ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ((-∞(,)0) ∪ ℝ+) ↔ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+))
3634, 35syl5ibcom 244 . . . 4 (𝜑 → ((ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) = ∅ → ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+))
3736imp 408 . . 3 ((𝜑 ∧ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) = ∅) → ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+)
3810adantr 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → 𝐴 ∈ ℝ)
3911adantr 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → 𝐵 ∈ ℝ)
407adantr 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
41 dvne0.d . . . . . . . . . 10 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) = (𝐴(,)𝐵))
4241feq2d 6700 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℝ ↔ (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ))
4315, 42mpbid 231 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
4443ffnd 6715 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵))
4544anim1i 616 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → ((ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵) ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+))
46 df-f 6544 . . . . . 6 ((ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ+ ↔ ((ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵) ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+))
4745, 46sylibr 233 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ+)
4838, 39, 40, 47dvgt0 25503 . . . 4 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))
4948orcd 872 . . 3 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))
5037, 49syldan 592 . 2 ((𝜑 ∧ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) = ∅) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))
51 n0 4345 . . . 4 ((ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥 ∈ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)))
52 elin 3963 . . . . . 6 (𝑥 ∈ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) ↔ (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ∧ 𝑥 ∈ (-∞(,)0)))
53 fvelrnb 6949 . . . . . . . . 9 ((ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵) → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ↔ ∃𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = 𝑥))
5444, 53syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ↔ ∃𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = 𝑥))
5510adantr 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → 𝐴 ∈ ℝ)
5611adantr 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → 𝐵 ∈ ℝ)
577adantr 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
5844adantr 482 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → (ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵))
5943adantr 482 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
6059ffvelcdmda 7082 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ ℝ)
611ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ 0 ∈ ran (ℝ D 𝐹))
62 simplrl 776 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵))
63 simprl 770 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵))
64 ioossicc 13406 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵)
65 rescncf 24395 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵) → (𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) → (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ)))
6664, 7, 65mpsyl 68 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝜑 → (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ))
6766ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℝ))
68 ax-resscn 11163 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ℝ ⊆ ℂ
6968a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
70 fss 6731 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
719, 68, 70sylancl 587 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝜑𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
7264, 13sstrid 3992 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ)
73 eqid 2733 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
7473tgioo2 24301 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
7573, 74dvres 25410 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (((ℝ ⊆ ℂ ∧ 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ) ∧ ((𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ ∧ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ)) → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵))))
7669, 71, 13, 72, 75syl22anc 838 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑 → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵))))
77 retop 24260 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (topGen‘ran (,)) ∈ Top
78 iooretop 24264 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))
79 isopn3i 22568 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (((topGen‘ran (,)) ∈ Top ∧ (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
8077, 78, 79mp2an 691 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐴(,)𝐵)
8180reseq2i 5976 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐵))
82 fnresdm 6666 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵) → ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐵)) = (ℝ D 𝐹))
8344, 82syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐵)) = (ℝ D 𝐹))
8481, 83eqtrid 2785 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵))) = (ℝ D 𝐹))
8576, 84eqtrd 2773 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝜑 → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = (ℝ D 𝐹))
8685dmeqd 5903 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝜑 → dom (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = dom (ℝ D 𝐹))
8786, 41eqtrd 2773 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝜑 → dom (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = (𝐴(,)𝐵))
8887ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → dom (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = (𝐴(,)𝐵))
8962, 63, 67, 88dvivth 25509 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → (((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵)))‘𝑦)[,]((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵)))‘𝑧)) ⊆ ran (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))))
9085ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = (ℝ D 𝐹))
9190fveq1d 6890 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → ((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵)))‘𝑦) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑦))
9290fveq1d 6890 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → ((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵)))‘𝑧) = ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))
9391, 92oveq12d 7422 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → (((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵)))‘𝑦)[,]((ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵)))‘𝑧)) = (((ℝ D 𝐹)‘𝑦)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑧)))
9490rneqd 5935 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → ran (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = ran (ℝ D 𝐹))
9589, 93, 943sstr3d 4027 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑧)) ⊆ ran (ℝ D 𝐹))
9618a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → 0 ∈ ℝ)
97 simplrr 777 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))
98 elioomnf 13417 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (0 ∈ ℝ* → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0) ↔ (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ ℝ ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) < 0)))
9921, 98ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0) ↔ (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ ℝ ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) < 0))
10097, 99sylib 217 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ ℝ ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) < 0))
101100simprd 497 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) < 0)
102100simpld 496 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ ℝ)
103 ltle 11298 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) < 0 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ≤ 0))
104102, 18, 103sylancl 587 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) < 0 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ≤ 0))
105101, 104mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ≤ 0)
106 simprr 772 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))
10763, 60syldan 592 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ ℝ)
108 elicc2 13385 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ ℝ ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ ℝ) → (0 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑦)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑧)) ↔ (0 ∈ ℝ ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ≤ 0 ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))))
109102, 107, 108syl2anc 585 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → (0 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑦)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑧)) ↔ (0 ∈ ℝ ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ≤ 0 ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))))
11096, 105, 106, 109mpbir3and 1343 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → 0 ∈ (((ℝ D 𝐹)‘𝑦)[,]((ℝ D 𝐹)‘𝑧)))
11195, 110sseldd 3982 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → 0 ∈ ran (ℝ D 𝐹))
112111expr 458 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧) → 0 ∈ ran (ℝ D 𝐹)))
11361, 112mtod 197 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))
114 ltnle 11289 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑧) < 0 ↔ ¬ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧)))
11560, 18, 114sylancl 587 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑧) < 0 ↔ ¬ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧)))
116113, 115mpbird 257 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑧) < 0)
117 elioomnf 13417 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (0 ∈ ℝ* → (((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ (-∞(,)0) ↔ (((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ ℝ ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧) < 0)))
11821, 117ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ (-∞(,)0) ↔ (((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ ℝ ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧) < 0))
11960, 116, 118sylanbrc 584 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ (-∞(,)0))
120119ralrimiva 3147 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → ∀𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ (-∞(,)0))
121 ffnfv 7113 . . . . . . . . . . . . . 14 ((ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶(-∞(,)0) ↔ ((ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵) ∧ ∀𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ (-∞(,)0)))
12258, 120, 121sylanbrc 584 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶(-∞(,)0))
12355, 56, 57, 122dvlt0 25504 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))
124123olcd 873 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))
125124expr 458 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))))
126 eleq1 2822 . . . . . . . . . . 11 (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = 𝑥 → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0) ↔ 𝑥 ∈ (-∞(,)0)))
127126imbi1d 342 . . . . . . . . . 10 (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = 𝑥 → ((((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))) ↔ (𝑥 ∈ (-∞(,)0) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))))
128125, 127syl5ibcom 244 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = 𝑥 → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))))
129128rexlimdva 3156 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∃𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = 𝑥 → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))))
13054, 129sylbid 239 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))))
131130impd 412 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ∧ 𝑥 ∈ (-∞(,)0)) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))))
13252, 131biimtrid 241 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))))
133132exlimdv 1937 . . . 4 (𝜑 → (∃𝑥 𝑥 ∈ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))))
13451, 133biimtrid 241 . . 3 (𝜑 → ((ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) ≠ ∅ → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))))
135134imp 408 . 2 ((𝜑 ∧ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) ≠ ∅) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))
13650, 135pm2.61dane 3030 1 (𝜑 → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 397  wo 846  w3a 1088   = wceq 1542  wex 1782  wcel 2107  wne 2941  wral 3062  wrex 3071  cun 3945  cin 3946  wss 3947  c0 4321   class class class wbr 5147  ccnv 5674  dom cdm 5675  ran crn 5676  cres 5677   Fn wfn 6535  wf 6536  cfv 6540   Isom wiso 6541  (class class class)co 7404  cc 11104  cr 11105  0cc0 11106  -∞cmnf 11242  *cxr 11243   < clt 11244  cle 11245  +crp 12970  (,)cioo 13320  [,]cicc 13323  TopOpenctopn 17363  topGenctg 17379  fldccnfld 20929  Topctop 22377  intcnt 22503  cnccncf 24374   D cdv 25362
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7720  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 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  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 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-of 7665  df-om 7851  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-supp 8142  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-1o 8461  df-2o 8462  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 19643  df-psmet 20921  df-xmet 20922  df-met 20923  df-bl 20924  df-mopn 20925  df-fbas 20926  df-fg 20927  df-cnfld 20930  df-top 22378  df-topon 22395  df-topsp 22417  df-bases 22431  df-cld 22505  df-ntr 22506  df-cls 22507  df-nei 22584  df-lp 22622  df-perf 22623  df-cn 22713  df-cnp 22714  df-haus 22801  df-cmp 22873  df-tx 23048  df-hmeo 23241  df-fil 23332  df-fm 23424  df-flim 23425  df-flf 23426  df-xms 23808  df-ms 23809  df-tms 23810  df-cncf 24376  df-limc 25365  df-dv 25366
This theorem is referenced by:  dvne0f1  25511  dvcnvrelem1  25516
  Copyright terms: Public domain W3C validator