Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  dvrelog2b Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dvrelog2b 42320
Description: Derivative of the binary logarithm. (Contributed by metakunt, 11-Aug-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
dvrelog2b.1 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
dvrelog2b.2 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
dvrelog2b.3 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
dvrelog2b.4 (𝜑𝐴𝐵)
dvrelog2b.5 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (2 logb 𝑥))
dvrelog2b.6 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / (𝑥 · (log‘2))))
Assertion
Ref Expression
dvrelog2b (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = 𝐺)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥)   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem dvrelog2b
StepHypRef Expression
1 dvrelog2b.5 . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (2 logb 𝑥))
21a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (2 logb 𝑥)))
3 2cnd 12223 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 2 ∈ ℂ)
4 2ne0 12249 . . . . . . . . 9 2 ≠ 0
54a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 2 ≠ 0)
6 1red 11133 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 1 ∈ ℝ)
7 1lt2 12311 . . . . . . . . . . 11 1 < 2
87a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 1 < 2)
96, 8ltned 11269 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 1 ≠ 2)
109necomd 2987 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 2 ≠ 1)
115, 10nelprd 4614 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ 2 ∈ {0, 1})
123, 11eldifd 3912 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 2 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}))
13 elioore 13291 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → 𝑥 ∈ ℝ)
14 recn 11116 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℂ)
1513, 14syl 17 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → 𝑥 ∈ ℂ)
1615adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ ℂ)
17 elsni 4597 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ {0} → 𝑥 = 0)
18 dvrelog2b.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
19 0xr 11179 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 0 ∈ ℝ*
2019a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝜑 → 0 ∈ ℝ*)
21 dvrelog2b.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
22 xrlenlt 11197 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((0 ∈ ℝ*𝐴 ∈ ℝ*) → (0 ≤ 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 < 0))
2320, 21, 22syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑 → (0 ≤ 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 < 0))
2418, 23mpbid 232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → ¬ 𝐴 < 0)
2524orcd 873 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (¬ 𝐴 < 0 ∨ ¬ 0 < 𝐵))
26 ianor 983 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (¬ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵) ↔ (¬ 𝐴 < 0 ∨ ¬ 0 < 𝐵))
2725, 26sylibr 234 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ¬ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵))
28 dvrelog2b.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
29 elioo5 13319 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ*) → (0 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)))
3021, 28, 20, 29syl3anc 1373 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (0 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)))
3130notbid 318 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (¬ 0 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ ¬ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)))
3227, 31mpbird 257 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ¬ 0 ∈ (𝐴(,)𝐵))
3332a1d 25 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (0 ∈ (𝐴(,)𝐵) → ¬ 0 ∈ (𝐴(,)𝐵)))
3433imp 406 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 0 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ 0 ∈ (𝐴(,)𝐵))
3534pm2.01da 798 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ¬ 0 ∈ (𝐴(,)𝐵))
3635adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 = 0) → ¬ 0 ∈ (𝐴(,)𝐵))
37 eleq1 2824 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 0 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ 0 ∈ (𝐴(,)𝐵)))
3837adantl 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 = 0) → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ 0 ∈ (𝐴(,)𝐵)))
3936, 38mtbird 325 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 = 0) → ¬ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵))
4017, 39sylan2 593 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ {0}) → ¬ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵))
4140ex 412 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ {0} → ¬ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)))
4241con2d 134 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → ¬ 𝑥 ∈ {0}))
4342imp 406 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ 𝑥 ∈ {0})
4416, 43eldifd 3912 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ (ℂ ∖ {0}))
45 logbval 26732 . . . . . 6 ((2 ∈ (ℂ ∖ {0, 1}) ∧ 𝑥 ∈ (ℂ ∖ {0})) → (2 logb 𝑥) = ((log‘𝑥) / (log‘2)))
4612, 44, 45syl2anc 584 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (2 logb 𝑥) = ((log‘𝑥) / (log‘2)))
4746mpteq2dva 5191 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (2 logb 𝑥)) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((log‘𝑥) / (log‘2))))
482, 47eqtrd 2771 . . 3 (𝜑𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((log‘𝑥) / (log‘2))))
4948oveq2d 7374 . 2 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((log‘𝑥) / (log‘2)))))
50 reelprrecn 11118 . . . . 5 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
5150a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
5239ex 412 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 = 0 → ¬ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)))
5352con2d 134 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → ¬ 𝑥 = 0))
54 biidd 262 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → (𝑥 = 0 ↔ 𝑥 = 0))
5554necon3bbid 2969 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → (¬ 𝑥 = 0 ↔ 𝑥 ≠ 0))
5655pm5.74i 271 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → ¬ 𝑥 = 0) ↔ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → 𝑥 ≠ 0))
5753, 56sylib 218 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → 𝑥 ≠ 0))
5857imp 406 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ≠ 0)
5916, 58logcld 26535 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
6013adantl 481 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ ℝ)
616, 60, 58redivcld 11969 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (1 / 𝑥) ∈ ℝ)
62 dvrelog2b.4 . . . . 5 (𝜑𝐴𝐵)
63 eqid 2736 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥)) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))
64 eqid 2736 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥))
6521, 28, 18, 62, 63, 64dvrelog3 42319 . . . 4 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
66 2cnd 12223 . . . . 5 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
674a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 2 ≠ 0)
6866, 67logcld 26535 . . . 4 (𝜑 → (log‘2) ∈ ℂ)
69 0red 11135 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
70 2rp 12910 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℝ+
71 loggt0b 26597 . . . . . . . . 9 (2 ∈ ℝ+ → (0 < (log‘2) ↔ 1 < 2))
7270, 71ax-mp 5 . . . . . . . 8 (0 < (log‘2) ↔ 1 < 2)
737, 72mpbir 231 . . . . . . 7 0 < (log‘2)
7473a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < (log‘2))
7569, 74ltned 11269 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≠ (log‘2))
7675necomd 2987 . . . 4 (𝜑 → (log‘2) ≠ 0)
7751, 59, 61, 65, 68, 76dvmptdivc 25925 . . 3 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((log‘𝑥) / (log‘2)))) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((1 / 𝑥) / (log‘2))))
783, 5logcld 26535 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (log‘2) ∈ ℂ)
7976adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (log‘2) ≠ 0)
8016, 78, 58, 79recdiv2d 11935 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((1 / 𝑥) / (log‘2)) = (1 / (𝑥 · (log‘2))))
8180mpteq2dva 5191 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((1 / 𝑥) / (log‘2))) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / (𝑥 · (log‘2)))))
82 dvrelog2b.6 . . . . . 6 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / (𝑥 · (log‘2))))
8382a1i 11 . . . . 5 (𝜑𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / (𝑥 · (log‘2)))))
8483eqcomd 2742 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / (𝑥 · (log‘2)))) = 𝐺)
8581, 84eqtrd 2771 . . 3 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((1 / 𝑥) / (log‘2))) = 𝐺)
8677, 85eqtrd 2771 . 2 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((log‘𝑥) / (log‘2)))) = 𝐺)
8749, 86eqtrd 2771 1 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = 𝐺)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395  wo 847   = wceq 1541  wcel 2113  wne 2932  cdif 3898  {csn 4580  {cpr 4582   class class class wbr 5098  cmpt 5179  cfv 6492  (class class class)co 7358  cc 11024  cr 11025  0cc0 11026  1c1 11027   · cmul 11031  *cxr 11165   < clt 11166  cle 11167   / cdiv 11794  2c2 12200  +crp 12905  (,)cioo 13261   D cdv 25820  logclog 26519   logb clogb 26730
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-inf2 9550  ax-cnex 11082  ax-resscn 11083  ax-1cn 11084  ax-icn 11085  ax-addcl 11086  ax-addrcl 11087  ax-mulcl 11088  ax-mulrcl 11089  ax-mulcom 11090  ax-addass 11091  ax-mulass 11092  ax-distr 11093  ax-i2m1 11094  ax-1ne0 11095  ax-1rid 11096  ax-rnegex 11097  ax-rrecex 11098  ax-cnre 11099  ax-pre-lttri 11100  ax-pre-lttrn 11101  ax-pre-ltadd 11102  ax-pre-mulgt0 11103  ax-pre-sup 11104  ax-addf 11105
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-tp 4585  df-op 4587  df-uni 4864  df-int 4903  df-iun 4948  df-iin 4949  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-of 7622  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-supp 8103  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-1o 8397  df-2o 8398  df-er 8635  df-map 8765  df-pm 8766  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9265  df-fi 9314  df-sup 9345  df-inf 9346  df-oi 9415  df-card 9851  df-pnf 11168  df-mnf 11169  df-xr 11170  df-ltxr 11171  df-le 11172  df-sub 11366  df-neg 11367  df-div 11795  df-nn 12146  df-2 12208  df-3 12209  df-4 12210  df-5 12211  df-6 12212  df-7 12213  df-8 12214  df-9 12215  df-n0 12402  df-z 12489  df-dec 12608  df-uz 12752  df-q 12862  df-rp 12906  df-xneg 13026  df-xadd 13027  df-xmul 13028  df-ioo 13265  df-ioc 13266  df-ico 13267  df-icc 13268  df-fz 13424  df-fzo 13571  df-fl 13712  df-mod 13790  df-seq 13925  df-exp 13985  df-fac 14197  df-bc 14226  df-hash 14254  df-shft 14990  df-cj 15022  df-re 15023  df-im 15024  df-sqrt 15158  df-abs 15159  df-limsup 15394  df-clim 15411  df-rlim 15412  df-sum 15610  df-ef 15990  df-sin 15992  df-cos 15993  df-pi 15995  df-struct 17074  df-sets 17091  df-slot 17109  df-ndx 17121  df-base 17137  df-ress 17158  df-plusg 17190  df-mulr 17191  df-starv 17192  df-sca 17193  df-vsca 17194  df-ip 17195  df-tset 17196  df-ple 17197  df-ds 17199  df-unif 17200  df-hom 17201  df-cco 17202  df-rest 17342  df-topn 17343  df-0g 17361  df-gsum 17362  df-topgen 17363  df-pt 17364  df-prds 17367  df-xrs 17423  df-qtop 17428  df-imas 17429  df-xps 17431  df-mre 17505  df-mrc 17506  df-acs 17508  df-mgm 18565  df-sgrp 18644  df-mnd 18660  df-submnd 18709  df-mulg 18998  df-cntz 19246  df-cmn 19711  df-psmet 21301  df-xmet 21302  df-met 21303  df-bl 21304  df-mopn 21305  df-fbas 21306  df-fg 21307  df-cnfld 21310  df-top 22838  df-topon 22855  df-topsp 22877  df-bases 22890  df-cld 22963  df-ntr 22964  df-cls 22965  df-nei 23042  df-lp 23080  df-perf 23081  df-cn 23171  df-cnp 23172  df-haus 23259  df-cmp 23331  df-tx 23506  df-hmeo 23699  df-fil 23790  df-fm 23882  df-flim 23883  df-flf 23884  df-xms 24264  df-ms 24265  df-tms 24266  df-cncf 24827  df-limc 25823  df-dv 25824  df-log 26521  df-logb 26731
This theorem is referenced by:  dvrelogpow2b  42322  aks4d1p1p6  42327
  Copyright terms: Public domain W3C validator