Theorem dvrelog3 41446

Description: The derivative of the logarithm on an open interval. (Contributed by metakunt, 11-Aug-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
dvrelog3.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
dvrelog3.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
dvrelog3.3	⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
dvrelog3.4	⊢ (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
dvrelog3.5	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))
dvrelog3.6	⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥))

Assertion

Ref	Expression
dvrelog3	⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = 𝐺)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝜑,𝑥

Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥)   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem dvrelog3

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dvrelog3.5	. . . . 5 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥)))
3	2	oveq2d 7421	. . 3 ⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))))
4		reelprrecn 11204	. . . . 5 ⊢ ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
5	4	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
6		rpcn 12990	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ∈ ℂ)
7	6	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℂ)
8		rpne0 12996	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ≠ 0)
9	8	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ≠ 0)
10	7, 9	logcld 26459	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
11		1red 11219	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 1 ∈ ℝ)
12		rpre 12988	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ∈ ℝ)
13	12	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℝ)
14	11, 13, 9	redivcld 12046	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (1 / 𝑥) ∈ ℝ)
15		logf1o 26453	. . . . . . . . . 10 ⊢ log:(ℂ ∖ {0})–1-1-onto→ran log
16		f1of 6827	. . . . . . . . . 10 ⊢ (log:(ℂ ∖ {0})–1-1-onto→ran log → log:(ℂ ∖ {0})⟶ran log)
17	15, 16	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ log:(ℂ ∖ {0})⟶ran log
18	17	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → log:(ℂ ∖ {0})⟶ran log)
19		0nrp 13015	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ¬ 0 ∈ ℝ+
20		disjsn 4710	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((ℝ+ ∩ {0}) = ∅ ↔ ¬ 0 ∈ ℝ+)
21	19, 20	mpbir 230	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℝ+ ∩ {0}) = ∅
22		disjdif2 4474	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((ℝ+ ∩ {0}) = ∅ → (ℝ+ ∖ {0}) = ℝ+)
23	21, 22	ax-mp 5	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℝ+ ∖ {0}) = ℝ+
24		rpssre 12987	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ℝ+ ⊆ ℝ
25		ax-resscn 11169	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
26	24, 25	sstri 3986	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ℝ+ ⊆ ℂ
27		ssdif 4134	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℝ+ ⊆ ℂ → (ℝ+ ∖ {0}) ⊆ (ℂ ∖ {0}))
28	26, 27	ax-mp 5	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℝ+ ∖ {0}) ⊆ (ℂ ∖ {0})
29	23, 28	eqsstrri 4012	. . . . . . . . 9 ⊢ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0})
30	29	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0}))
31	18, 30	feqresmpt 6955	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (log ↾ ℝ+) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)))
32	31	eqcomd 2732	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)) = (log ↾ ℝ+))
33	32	oveq2d 7421	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥))) = (ℝ D (log ↾ ℝ+)))
34		dvrelog 26526	. . . . . 6 ⊢ (ℝ D (log ↾ ℝ+)) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / 𝑥))
35	34	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (ℝ D (log ↾ ℝ+)) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / 𝑥)))
36	33, 35	eqtrd 2766	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / 𝑥)))
37		dvrelog3.1	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
38		dvrelog3.2	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
39		elioo2 13371	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵)))
40	37, 38, 39	syl2anc 583	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵)))
41	40	biimpa 476	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵))
42	41	simp1d 1139	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ)
43		0red 11221	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ∈ ℝ)
44	43	rexrd 11268	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ∈ ℝ*)
45	37	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
46	42	rexrd 11268	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ*)
47		dvrelog3.3	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
48	47	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ≤ 𝐴)
49	41	simp2d 1140	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 < 𝑦)
50	44, 45, 46, 48, 49	xrlelttrd 13145	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 < 𝑦)
51	42, 50	jca 511	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦))
52		elrp 12982	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ+ ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦))
53	51, 52	sylibr 233	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
54	53	ex 412	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) → 𝑦 ∈ ℝ+))
55	54	ssrdv 3983	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ+)
56		eqid 2726	. . . . 5 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
57	56	tgioo2 24674	. . . 4 ⊢ (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
58		retop 24633	. . . . . 6 ⊢ (topGen‘ran (,)) ∈ Top
59	58	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (topGen‘ran (,)) ∈ Top)
60		iooretop 24637	. . . . . 6 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))
61	60	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,)))
62		isopn3i 22941	. . . . 5 ⊢ (((topGen‘ran (,)) ∈ Top ∧ (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
63	59, 61, 62	syl2anc 583	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
64	5, 10, 14, 36, 55, 57, 56, 63	dvmptres2 25849	. . 3 ⊢ (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
65	3, 64	eqtrd 2766	. 2 ⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
66		dvrelog3.6	. . . 4 ⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥))
67	66	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
68	67	eqcomd 2732	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)) = 𝐺)
69	65, 68	eqtrd 2766	1 ⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = 𝐺)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   ≠ wne 2934   ∖ cdif 3940   ∩ cin 3942   ⊆ wss 3943  ∅c0 4317  {csn 4623  {cpr 4625   class class class wbr 5141   ↦ cmpt 5224  ran crn 5670   ↾ cres 5671  ⟶wf 6533  –1-1-onto→wf1o 6536  ‘cfv 6537  (class class class)co 7405  ℂcc 11110  ℝcr 11111  0cc0 11112  1c1 11113  ℝ^*cxr 11251   < clt 11252   ≤ cle 11253   / cdiv 11875  ℝ⁺crp 12980  (,)cioo 13330  TopOpenctopn 17376  topGenctg 17392  ℂ_fldccnfld 21240  Topctop 22750  intcnt 22876   D cdv 25747  logclog 26443

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190  ax-addf 11191

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-iin 4993  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-se 5625  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7667  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8147  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-2o 8468  df-er 8705  df-map 8824  df-pm 8825  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9364  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9507  df-card 9936  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12981  df-xneg 13098  df-xadd 13099  df-xmul 13100  df-ioo 13334  df-ioc 13335  df-ico 13336  df-icc 13337  df-fz 13491  df-fzo 13634  df-fl 13763  df-mod 13841  df-seq 13973  df-exp 14033  df-fac 14239  df-bc 14268  df-hash 14296  df-shft 15020  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-limsup 15421  df-clim 15438  df-rlim 15439  df-sum 15639  df-ef 16017  df-sin 16019  df-cos 16020  df-pi 16022  df-struct 17089  df-sets 17106  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-ress 17183  df-plusg 17219  df-mulr 17220  df-starv 17221  df-sca 17222  df-vsca 17223  df-ip 17224  df-tset 17225  df-ple 17226  df-ds 17228  df-unif 17229  df-hom 17230  df-cco 17231  df-rest 17377  df-topn 17378  df-0g 17396  df-gsum 17397  df-topgen 17398  df-pt 17399  df-prds 17402  df-xrs 17457  df-qtop 17462  df-imas 17463  df-xps 17465  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-acs 17542  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-submnd 18714  df-mulg 18996  df-cntz 19233  df-cmn 19702  df-psmet 21232  df-xmet 21233  df-met 21234  df-bl 21235  df-mopn 21236  df-fbas 21237  df-fg 21238  df-cnfld 21241  df-top 22751  df-topon 22768  df-topsp 22790  df-bases 22804  df-cld 22878  df-ntr 22879  df-cls 22880  df-nei 22957  df-lp 22995  df-perf 22996  df-cn 23086  df-cnp 23087  df-haus 23174  df-cmp 23246  df-tx 23421  df-hmeo 23614  df-fil 23705  df-fm 23797  df-flim 23798  df-flf 23799  df-xms 24181  df-ms 24182  df-tms 24183  df-cncf 24753  df-limc 25750  df-dv 25751  df-log 26445

This theorem is referenced by:  dvrelog2b  41447