Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  dvrelog3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dvrelog3 42024
Description: The derivative of the logarithm on an open interval. (Contributed by metakunt, 11-Aug-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
dvrelog3.1 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
dvrelog3.2 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
dvrelog3.3 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
dvrelog3.4 (𝜑𝐴𝐵)
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.
StepHypRef Expression
1 dvrelog3.5 . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))
21a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥)))
32oveq2d 7419 . . 3 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))))
4 reelprrecn 11219 . . . . 5 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
54a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
6 rpcn 13017 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ+𝑥 ∈ ℂ)
76adantl 481 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℂ)
8 rpne0 13023 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ+𝑥 ≠ 0)
98adantl 481 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ≠ 0)
107, 9logcld 26529 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
11 1red 11234 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → 1 ∈ ℝ)
12 rpre 13015 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ+𝑥 ∈ ℝ)
1312adantl 481 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℝ)
1411, 13, 9redivcld 12067 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → (1 / 𝑥) ∈ ℝ)
15 logf1o 26523 . . . . . . . . . 10 log:(ℂ ∖ {0})–1-1-onto→ran log
16 f1of 6817 . . . . . . . . . 10 (log:(ℂ ∖ {0})–1-1-onto→ran log → log:(ℂ ∖ {0})⟶ran log)
1715, 16ax-mp 5 . . . . . . . . 9 log:(ℂ ∖ {0})⟶ran log
1817a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → log:(ℂ ∖ {0})⟶ran log)
19 0nrp 13042 . . . . . . . . . . . 12 ¬ 0 ∈ ℝ+
20 disjsn 4687 . . . . . . . . . . . 12 ((ℝ+ ∩ {0}) = ∅ ↔ ¬ 0 ∈ ℝ+)
2119, 20mpbir 231 . . . . . . . . . . 11 (ℝ+ ∩ {0}) = ∅
22 disjdif2 4455 . . . . . . . . . . 11 ((ℝ+ ∩ {0}) = ∅ → (ℝ+ ∖ {0}) = ℝ+)
2321, 22ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (ℝ+ ∖ {0}) = ℝ+
24 rpssre 13014 . . . . . . . . . . . 12 + ⊆ ℝ
25 ax-resscn 11184 . . . . . . . . . . . 12 ℝ ⊆ ℂ
2624, 25sstri 3968 . . . . . . . . . . 11 + ⊆ ℂ
27 ssdif 4119 . . . . . . . . . . 11 (ℝ+ ⊆ ℂ → (ℝ+ ∖ {0}) ⊆ (ℂ ∖ {0}))
2826, 27ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (ℝ+ ∖ {0}) ⊆ (ℂ ∖ {0})
2923, 28eqsstrri 4006 . . . . . . . . 9 + ⊆ (ℂ ∖ {0})
3029a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0}))
3118, 30feqresmpt 6947 . . . . . . 7 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)))
3231eqcomd 2741 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)) = (log ↾ ℝ+))
3332oveq2d 7419 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥))) = (ℝ D (log ↾ ℝ+)))
34 dvrelog 26596 . . . . . 6 (ℝ D (log ↾ ℝ+)) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / 𝑥))
3534a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ D (log ↾ ℝ+)) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / 𝑥)))
3633, 35eqtrd 2770 . . . 4 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / 𝑥)))
37 dvrelog3.1 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
38 dvrelog3.2 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
39 elioo2 13401 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦𝑦 < 𝐵)))
4037, 38, 39syl2anc 584 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦𝑦 < 𝐵)))
4140biimpa 476 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦𝑦 < 𝐵))
4241simp1d 1142 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ)
43 0red 11236 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ∈ ℝ)
4443rexrd 11283 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ∈ ℝ*)
4537adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
4642rexrd 11283 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ*)
47 dvrelog3.3 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
4847adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ≤ 𝐴)
4941simp2d 1143 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 < 𝑦)
5044, 45, 46, 48, 49xrlelttrd 13174 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 < 𝑦)
5142, 50jca 511 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦))
52 elrp 13008 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℝ+ ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦))
5351, 52sylibr 234 . . . . . 6 ((𝜑𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
5453ex 412 . . . . 5 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) → 𝑦 ∈ ℝ+))
5554ssrdv 3964 . . . 4 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ+)
56 tgioo4 24742 . . . 4 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
57 eqid 2735 . . . 4 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
58 retop 24698 . . . . . 6 (topGen‘ran (,)) ∈ Top
5958a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (topGen‘ran (,)) ∈ Top)
60 iooretop 24702 . . . . . 6 (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))
6160a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,)))
62 isopn3i 23018 . . . . 5 (((topGen‘ran (,)) ∈ Top ∧ (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
6359, 61, 62syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
645, 10, 14, 36, 55, 56, 57, 63dvmptres2 25916 . . 3 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
653, 64eqtrd 2770 . 2 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
66 dvrelog3.6 . . . 4 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥))
6766a1i 11 . . 3 (𝜑𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
6867eqcomd 2741 . 2 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)) = 𝐺)
6965, 68eqtrd 2770 1 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = 𝐺)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2108  wne 2932  cdif 3923  cin 3925  wss 3926  c0 4308  {csn 4601  {cpr 4603   class class class wbr 5119  cmpt 5201  ran crn 5655  cres 5656  wf 6526  1-1-ontowf1o 6529  cfv 6530  (class class class)co 7403  cc 11125  cr 11126  0cc0 11127  1c1 11128  *cxr 11266   < clt 11267  cle 11268   / cdiv 11892  +crp 13006  (,)cioo 13360  TopOpenctopn 17433  topGenctg 17449  fldccnfld 21313  Topctop 22829  intcnt 22953   D cdv 25814  logclog 26513
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7727  ax-inf2 9653  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204  ax-pre-sup 11205  ax-addf 11206
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-tp 4606  df-op 4608  df-uni 4884  df-int 4923  df-iun 4969  df-iin 4970  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-se 5607  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6483  df-fun 6532  df-fn 6533  df-f 6534  df-f1 6535  df-fo 6536  df-f1o 6537  df-fv 6538  df-isom 6539  df-riota 7360  df-ov 7406  df-oprab 7407  df-mpo 7408  df-of 7669  df-om 7860  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-supp 8158  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8478  df-2o 8479  df-er 8717  df-map 8840  df-pm 8841  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9372  df-fi 9421  df-sup 9452  df-inf 9453  df-oi 9522  df-card 9951  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11466  df-neg 11467  df-div 11893  df-nn 12239  df-2 12301  df-3 12302  df-4 12303  df-5 12304  df-6 12305  df-7 12306  df-8 12307  df-9 12308  df-n0 12500  df-z 12587  df-dec 12707  df-uz 12851  df-q 12963  df-rp 13007  df-xneg 13126  df-xadd 13127  df-xmul 13128  df-ioo 13364  df-ioc 13365  df-ico 13366  df-icc 13367  df-fz 13523  df-fzo 13670  df-fl 13807  df-mod 13885  df-seq 14018  df-exp 14078  df-fac 14290  df-bc 14319  df-hash 14347  df-shft 15084  df-cj 15116  df-re 15117  df-im 15118  df-sqrt 15252  df-abs 15253  df-limsup 15485  df-clim 15502  df-rlim 15503  df-sum 15701  df-ef 16081  df-sin 16083  df-cos 16084  df-pi 16086  df-struct 17164  df-sets 17181  df-slot 17199  df-ndx 17211  df-base 17227  df-ress 17250  df-plusg 17282  df-mulr 17283  df-starv 17284  df-sca 17285  df-vsca 17286  df-ip 17287  df-tset 17288  df-ple 17289  df-ds 17291  df-unif 17292  df-hom 17293  df-cco 17294  df-rest 17434  df-topn 17435  df-0g 17453  df-gsum 17454  df-topgen 17455  df-pt 17456  df-prds 17459  df-xrs 17514  df-qtop 17519  df-imas 17520  df-xps 17522  df-mre 17596  df-mrc 17597  df-acs 17599  df-mgm 18616  df-sgrp 18695  df-mnd 18711  df-submnd 18760  df-mulg 19049  df-cntz 19298  df-cmn 19761  df-psmet 21305  df-xmet 21306  df-met 21307  df-bl 21308  df-mopn 21309  df-fbas 21310  df-fg 21311  df-cnfld 21314  df-top 22830  df-topon 22847  df-topsp 22869  df-bases 22882  df-cld 22955  df-ntr 22956  df-cls 22957  df-nei 23034  df-lp 23072  df-perf 23073  df-cn 23163  df-cnp 23164  df-haus 23251  df-cmp 23323  df-tx 23498  df-hmeo 23691  df-fil 23782  df-fm 23874  df-flim 23875  df-flf 23876  df-xms 24257  df-ms 24258  df-tms 24259  df-cncf 24820  df-limc 25817  df-dv 25818  df-log 26515
This theorem is referenced by:  dvrelog2b  42025
  Copyright terms: Public domain W3C validator