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

Theorem dvne0 24710
 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 2839 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 0 → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ↔ 0 ∈ ran (ℝ D 𝐹)))
32notbid 321 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 0 → (¬ 𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ↔ ¬ 0 ∈ ran (ℝ D 𝐹)))
41, 3syl5ibrcom 250 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥 = 0 → ¬ 𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)))
54necon2ad 2966 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) → 𝑥 ≠ 0))
65imp 410 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → 𝑥 ≠ 0)
7 dvne0.f . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
8 cncff 23594 . . . . . . . . . . . . . . 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 12861 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
1310, 11, 12syl2anc 587 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
14 dvfre 24650 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ ∧ (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ) → (ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℝ)
159, 13, 14syl2anc 587 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℝ)
1615frnd 6505 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ)
1716sselda 3892 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → 𝑥 ∈ ℝ)
18 0re 10681 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ
19 lttri2 10761 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (𝑥 ≠ 0 ↔ (𝑥 < 0 ∨ 0 < 𝑥)))
2017, 18, 19sylancl 589 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → (𝑥 ≠ 0 ↔ (𝑥 < 0 ∨ 0 < 𝑥)))
21 0xr 10726 . . . . . . . . . . . . . 14 0 ∈ ℝ*
22 elioomnf 12876 . . . . . . . . . . . . . 14 (0 ∈ ℝ* → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 0)))
2321, 22ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 0))
2423baib 539 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ↔ 𝑥 < 0))
25 elrp 12432 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ ℝ+ ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑥))
2625baib 539 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ → (𝑥 ∈ ℝ+ ↔ 0 < 𝑥))
2724, 26orbi12d 916 . . . . . . . . . . 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 285 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → (𝑥 ≠ 0 ↔ (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ∨ 𝑥 ∈ ℝ+)))
306, 29mpbid 235 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ∨ 𝑥 ∈ ℝ+))
31 elun 4054 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ((-∞(,)0) ∪ ℝ+) ↔ (𝑥 ∈ (-∞(,)0) ∨ 𝑥 ∈ ℝ+))
3230, 31sylibr 237 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹)) → 𝑥 ∈ ((-∞(,)0) ∪ ℝ+))
3332ex 416 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) → 𝑥 ∈ ((-∞(,)0) ∪ ℝ+)))
3433ssrdv 3898 . . . . 5 (𝜑 → ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ((-∞(,)0) ∪ ℝ+))
35 disjssun 4364 . . . . 5 ((ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) = ∅ → (ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ((-∞(,)0) ∪ ℝ+) ↔ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+))
3634, 35syl5ibcom 248 . . . 4 (𝜑 → ((ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) = ∅ → ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+))
3736imp 410 . . 3 ((𝜑 ∧ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) = ∅) → ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+)
3810adantr 484 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → 𝐴 ∈ ℝ)
3911adantr 484 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → 𝐵 ∈ ℝ)
407adantr 484 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
41 dvne0.d . . . . . . . . . 10 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐹) = (𝐴(,)𝐵))
4241feq2d 6484 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹):dom (ℝ D 𝐹)⟶ℝ ↔ (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ))
4315, 42mpbid 235 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
4443ffnd 6499 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵))
4544anim1i 617 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → ((ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵) ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+))
46 df-f 6339 . . . . . 6 ((ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ+ ↔ ((ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵) ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+))
4745, 46sylibr 237 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ+)
4838, 39, 40, 47dvgt0 24703 . . . 4 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))
4948orcd 870 . . 3 ((𝜑 ∧ ran (ℝ D 𝐹) ⊆ ℝ+) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))
5037, 49syldan 594 . 2 ((𝜑 ∧ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) = ∅) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))
51 n0 4245 . . . 4 ((ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥 ∈ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)))
52 elin 3874 . . . . . 6 (𝑥 ∈ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) ↔ (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ∧ 𝑥 ∈ (-∞(,)0)))
53 fvelrnb 6714 . . . . . . . . 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 484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → 𝐴 ∈ ℝ)
5611adantr 484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → 𝐵 ∈ ℝ)
577adantr 484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → 𝐹 ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
5844adantr 484 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → (ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵))
5943adantr 484 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶ℝ)
6059ffvelrnda 6842 . . . . . . . . . . . . . . . 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 12865 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵)
65 rescncf 23598 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ℝ ⊆ ℂ
6968a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
70 fss 6512 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
719, 68, 70sylancl 589 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝜑𝐹:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
7264, 13sstrid 3903 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ)
73 eqid 2758 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
7473tgioo2 23504 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
7573, 74dvres 24610 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 837 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑 → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵))))
77 retop 23463 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (topGen‘ran (,)) ∈ Top
78 iooretop 23467 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))
79 isopn3i 21782 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 5820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵))) = ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴(,)𝐵))
82 fnresdm 6449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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, 83syl5eq 2805 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹) ↾ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵))) = (ℝ D 𝐹))
8576, 84eqtrd 2793 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝜑 → (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = (ℝ D 𝐹))
8685dmeqd 5745 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝜑 → dom (ℝ D (𝐹 ↾ (𝐴(,)𝐵))) = dom (ℝ D 𝐹))
8786, 41eqtrd 2793 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 24709 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 7168 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 5779 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3938 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12876 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 221 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) < 0)
102100simpld 498 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10767 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) < 0 → ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ≤ 0))
104102, 18, 103sylancl 589 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 594 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 587 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1339 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3893 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ (𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))) → 0 ∈ ran (ℝ D 𝐹))
112111expr 460 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 201 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧))
114 ltnle 10758 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑧) < 0 ↔ ¬ 0 ≤ ((ℝ D 𝐹)‘𝑧)))
11560, 18, 114sylancl 589 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 260 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑧) < 0)
117 elioomnf 12876 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 586 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) ∧ 𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ (-∞(,)0))
120119ralrimiva 3113 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → ∀𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ (-∞(,)0))
121 ffnfv 6873 . . . . . . . . . . . . . 14 ((ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶(-∞(,)0) ↔ ((ℝ D 𝐹) Fn (𝐴(,)𝐵) ∧ ∀𝑧 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑧) ∈ (-∞(,)0)))
12258, 120, 121sylanbrc 586 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → (ℝ D 𝐹):(𝐴(,)𝐵)⟶(-∞(,)0))
12355, 56, 57, 122dvlt0 24704 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))
124123olcd 871 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∧ ((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0))) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))
125124expr 460 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))))
126 eleq1 2839 . . . . . . . . . . 11 (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = 𝑥 → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) ∈ (-∞(,)0) ↔ 𝑥 ∈ (-∞(,)0)))
127126imbi1d 345 . . . . . . . . . 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 248 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (((ℝ D 𝐹)‘𝑦) = 𝑥 → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))))
129128rexlimdva 3208 . . . . . . . 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 243 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) → (𝑥 ∈ (-∞(,)0) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))))
131130impd 414 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥 ∈ ran (ℝ D 𝐹) ∧ 𝑥 ∈ (-∞(,)0)) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))))
13252, 131syl5bi 245 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))))
133132exlimdv 1934 . . . 4 (𝜑 → (∃𝑥 𝑥 ∈ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))))
13451, 133syl5bi 245 . . 3 (𝜑 → ((ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) ≠ ∅ → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹))))
135134imp 410 . 2 ((𝜑 ∧ (ran (ℝ D 𝐹) ∩ (-∞(,)0)) ≠ ∅) → (𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹) ∨ 𝐹 Isom < , < ((𝐴[,]𝐵), ran 𝐹)))
13650, 135pm2.61dane 3038 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 209   ∧ wa 399   ∨ wo 844   ∧ w3a 1084   = wceq 1538  ∃wex 1781   ∈ wcel 2111   ≠ wne 2951  ∀wral 3070  ∃wrex 3071   ∪ cun 3856   ∩ cin 3857   ⊆ wss 3858  ∅c0 4225   class class class wbr 5032  ◡ccnv 5523  dom cdm 5524  ran crn 5525   ↾ cres 5526   Fn wfn 6330  ⟶wf 6331  ‘cfv 6335   Isom wiso 6336  (class class class)co 7150  ℂcc 10573  ℝcr 10574  0cc0 10575  -∞cmnf 10711  ℝ*cxr 10712   < clt 10713   ≤ cle 10714  ℝ+crp 12430  (,)cioo 12779  [,]cicc 12782  TopOpenctopn 16753  topGenctg 16769  ℂfldccnfld 20166  Topctop 21593  intcnt 21717  –cn→ccncf 23577   D cdv 24562 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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2729  ax-rep 5156  ax-sep 5169  ax-nul 5176  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7459  ax-cnex 10631  ax-resscn 10632  ax-1cn 10633  ax-icn 10634  ax-addcl 10635  ax-addrcl 10636  ax-mulcl 10637  ax-mulrcl 10638  ax-mulcom 10639  ax-addass 10640  ax-mulass 10641  ax-distr 10642  ax-i2m1 10643  ax-1ne0 10644  ax-1rid 10645  ax-rnegex 10646  ax-rrecex 10647  ax-cnre 10648  ax-pre-lttri 10649  ax-pre-lttrn 10650  ax-pre-ltadd 10651  ax-pre-mulgt0 10652  ax-pre-sup 10653  ax-addf 10654  ax-mulf 10655 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2557  df-eu 2588  df-clab 2736  df-cleq 2750  df-clel 2830  df-nfc 2901  df-ne 2952  df-nel 3056  df-ral 3075  df-rex 3076  df-reu 3077  df-rmo 3078  df-rab 3079  df-v 3411  df-sbc 3697  df-csb 3806  df-dif 3861  df-un 3863  df-in 3865  df-ss 3875  df-pss 3877  df-nul 4226  df-if 4421  df-pw 4496  df-sn 4523  df-pr 4525  df-tp 4527  df-op 4529  df-uni 4799  df-int 4839  df-iun 4885  df-iin 4886  df-br 5033  df-opab 5095  df-mpt 5113  df-tr 5139  df-id 5430  df-eprel 5435  df-po 5443  df-so 5444  df-fr 5483  df-se 5484  df-we 5485  df-xp 5530  df-rel 5531  df-cnv 5532  df-co 5533  df-dm 5534  df-rn 5535  df-res 5536  df-ima 5537  df-pred 6126  df-ord 6172  df-on 6173  df-lim 6174  df-suc 6175  df-iota 6294  df-fun 6337  df-fn 6338  df-f 6339  df-f1 6340  df-fo 6341  df-f1o 6342  df-fv 6343  df-isom 6344  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-of 7405  df-om 7580  df-1st 7693  df-2nd 7694  df-supp 7836  df-wrecs 7957  df-recs 8018  df-rdg 8056  df-1o 8112  df-2o 8113  df-er 8299  df-map 8418  df-pm 8419  df-ixp 8480  df-en 8528  df-dom 8529  df-sdom 8530  df-fin 8531  df-fsupp 8867  df-fi 8908  df-sup 8939  df-inf 8940  df-oi 9007  df-card 9401  df-pnf 10715  df-mnf 10716  df-xr 10717  df-ltxr 10718  df-le 10719  df-sub 10910  df-neg 10911  df-div 11336  df-nn 11675  df-2 11737  df-3 11738  df-4 11739  df-5 11740  df-6 11741  df-7 11742  df-8 11743  df-9 11744  df-n0 11935  df-z 12021  df-dec 12138  df-uz 12283  df-q 12389  df-rp 12431  df-xneg 12548  df-xadd 12549  df-xmul 12550  df-ioo 12783  df-ico 12785  df-icc 12786  df-fz 12940  df-fzo 13083  df-seq 13419  df-exp 13480  df-hash 13741  df-cj 14506  df-re 14507  df-im 14508  df-sqrt 14642  df-abs 14643  df-struct 16543  df-ndx 16544  df-slot 16545  df-base 16547  df-sets 16548  df-ress 16549  df-plusg 16636  df-mulr 16637  df-starv 16638  df-sca 16639  df-vsca 16640  df-ip 16641  df-tset 16642  df-ple 16643  df-ds 16645  df-unif 16646  df-hom 16647  df-cco 16648  df-rest 16754  df-topn 16755  df-0g 16773  df-gsum 16774  df-topgen 16775  df-pt 16776  df-prds 16779  df-xrs 16833  df-qtop 16838  df-imas 16839  df-xps 16841  df-mre 16915  df-mrc 16916  df-acs 16918  df-mgm 17918  df-sgrp 17967  df-mnd 17978  df-submnd 18023  df-mulg 18292  df-cntz 18514  df-cmn 18975  df-psmet 20158  df-xmet 20159  df-met 20160  df-bl 20161  df-mopn 20162  df-fbas 20163  df-fg 20164  df-cnfld 20167  df-top 21594  df-topon 21611  df-topsp 21633  df-bases 21646  df-cld 21719  df-ntr 21720  df-cls 21721  df-nei 21798  df-lp 21836  df-perf 21837  df-cn 21927  df-cnp 21928  df-haus 22015  df-cmp 22087  df-tx 22262  df-hmeo 22455  df-fil 22546  df-fm 22638  df-flim 22639  df-flf 22640  df-xms 23022  df-ms 23023  df-tms 23024  df-cncf 23579  df-limc 24565  df-dv 24566 This theorem is referenced by:  dvne0f1  24711  dvcnvrelem1  24716
 Copyright terms: Public domain W3C validator