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 43374
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.
StepHypRef Expression
1 dvrelog3.5 . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥)))
32oveq2d 7465 . . 3 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))))
4 reelprrecn 11329 . . . . 5 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
54a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
6 rpcn 13169 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ∈ ℂ)
76adantl 487 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℂ)
8 rpne0 13175 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ≠ 0)
98adantl 487 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ≠ 0)
107, 9logcld 26944 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
11 1red 11346 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 1 ∈ ℝ)
12 rpre 13167 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ∈ ℝ)
1312adantl 487 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℝ)
1411, 13, 9redivcld 12183 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (1 / 𝑥) ∈ ℝ)
15 logf1o 26938 . . . . . . . . . 10 log:(ℂ ∖ {0})⟶1-1ontoran log
16 f1of 6852 . . . . . . . . . 10 (log:(ℂ ∖ {0})⟶1-1ontoran 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 13195 . . . . . . . . . . . 12 ¬ 0 ∈ ℝ+
20 disjsn 4672 . . . . . . . . . . . 12 ((ℝ+ ∩ {0}) = ∅ ↔ ¬ 0 ∈ ℝ+)
2119, 20mpbir 234 . . . . . . . . . . 11 (ℝ+ ∩ {0}) = ∅
22 disjdif2 4439 . . . . . . . . . . 11 ((ℝ+ ∩ {0}) = ∅ → (ℝ+ ∖ {0}) = ℝ+)
2321, 22ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (ℝ+ ∖ {0}) = ℝ+
24 rpssre 13166 . . . . . . . . . . . 12 ℝ+ ⊆ ℝ
25 ax-resscn 11294 . . . . . . . . . . . 12 ℝ ⊆ ℂ
2624, 25sstri 3922 . . . . . . . . . . 11 ℝ+ ⊆ ℂ
27 ssdif 4083 . . . . . . . . . . 11 (ℝ+ ⊆ ℂ → (ℝ+ ∖ {0}) ⊆ (ℂ ∖ {0}))
2826, 27ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (ℝ+ ∖ {0}) ⊆ (ℂ ∖ {0})
2923, 28eqsstrri 3960 . . . . . . . . 9 ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0})
3029a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0}))
3118, 30feqresmpt 6983 . . . . . . 7 (𝜑 → (log ↾ ℝ+) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)))
3231eqcomd 2769 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)) = (log ↾ ℝ+))
3332oveq2d 7465 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥))) = (ℝ D (log ↾ ℝ+)))
34 dvrelog 27011 . . . . . 6 (ℝ D (log ↾ ℝ+)) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / 𝑥))
3534a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ D (log ↾ ℝ+)) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / 𝑥)))
3633, 35eqtrd 2798 . . . 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 13555 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵)))
4037, 38, 39syl2anc 596 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵)))
4140biimpa 482 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵))
4241simp1d 1160 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ)
43 0red 11348 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ∈ ℝ)
4443rexrd 11396 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ∈ ℝ*)
4537adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
4642rexrd 11396 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ*)
47 dvrelog3.3 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
4847adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ≤ 𝐴)
4941simp2d 1161 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 < 𝑦)
5044, 45, 46, 48, 49xrlelttrd 13327 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 < 𝑦)
5142, 50jca 521 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦))
52 elrp 13160 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℝ+ ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦))
5351, 52sylibr 237 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
5453ex 418 . . . . 5 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) → 𝑦 ∈ ℝ+))
5554ssrdv 3919 . . . 4 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ+)
56 tgioo4 25168 . . . 4 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
57 eqid 2763 . . . 4 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
58 retop 25124 . . . . . 6 (topGen‘ran (,)) ∈ Top
5958a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (topGen‘ran (,)) ∈ Top)
60 iooretop 25128 . . . . . 6 (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))
6160a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,)))
62 isopn3i 23444 . . . . 5 (((topGen‘ran (,)) ∈ Top ∧ (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
6359, 61, 62syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
645, 10, 14, 36, 55, 56, 57, 63dvmptres2 26326 . . 3 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
653, 64eqtrd 2798 . 2 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
66 dvrelog3.6 . . . 4 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥))
6766a1i 11 . . 3 (𝜑 → 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
6867eqcomd 2769 . 2 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)) = 𝐺)
6965, 68eqtrd 2798 1 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = 𝐺)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048   ∩ cin 4092  ∅c0 4281  {csn 4588  {cpr 4590   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5190  ran crn 5657   ↾ cres 5658  ⟶wf 6560  ⟶1-1ontowf1o 6563  ‘cfv 6564  (class class class)co 7449  ℂcc 11235  ℝcr 11236  0cc0 11237  1c1 11238  ℝ*cxr 11379   < clt 11380   ≤ cle 11381   / cdiv 12011  ℝ+crp 13158  (,)cioo 13514  TopOpenctopn 17633  topGenctg 17649  ℂfldccnfld 21720  Topctop 23255  intcnt 23379   D cdv 26227  logclog 26928
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7781  ax-inf2 9677  ax-cnex 11293  ax-resscn 11294  ax-1cn 11295  ax-icn 11296  ax-addcl 11297  ax-addrcl 11298  ax-mulcl 11299  ax-mulrcl 11300  ax-mulcom 11301  ax-addass 11302  ax-mulass 11303  ax-distr 11304  ax-i2m1 11305  ax-1ne0 11306  ax-1rid 11307  ax-rnegex 11308  ax-rrecex 11309  ax-cnre 11310  ax-pre-lttri 11311  ax-pre-lttrn 11312  ax-pre-ltadd 11313  ax-pre-mulgt0 11314  ax-pre-sup 11315  ax-addf 11316
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-se 5610  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6328  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6518  df-fun 6566  df-fn 6567  df-f 6568  df-f1 6569  df-fo 6570  df-f1o 6571  df-fv 6572  df-isom 6573  df-riota 7406  df-ov 7452  df-oprab 7453  df-mpo 7454  df-of 7723  df-om 7910  df-1st 8033  df-2nd 8034  df-supp 8213  df-frecs 8335  df-wrecs 8366  df-recs 8415  df-rdg 8454  df-1o 8512  df-2o 8513  df-er 8753  df-map 8885  df-pm 8886  df-ixp 8962  df-en 9010  df-dom 9011  df-sdom 9012  df-fin 9013  df-fsupp 9390  df-fi 9438  df-sup 9469  df-inf 9470  df-oi 9539  df-card 10055  df-pnf 11382  df-mnf 11383  df-xr 11384  df-ltxr 11385  df-le 11386  df-sub 11580  df-neg 11581  df-div 12012  df-nn 12374  df-2 12443  df-3 12444  df-4 12445  df-5 12446  df-6 12447  df-7 12448  df-8 12449  df-9 12450  df-n0 12645  df-z 12732  df-dec 12853  df-uz 13004  df-q 13114  df-rp 13159  df-xneg 13279  df-xadd 13280  df-xmul 13281  df-ioo 13518  df-ioc 13519  df-ico 13520  df-icc 13521  df-fz 13678  df-fzo 13827  df-fl 13970  df-mod 14048  df-seq 14183  df-exp 14243  df-fac 14457  df-bc 14486  df-hash 14514  df-shft 15261  df-cj 15307  df-re 15308  df-im 15309  df-sqrt 15443  df-abs 15444  df-limsup 15679  df-clim 15696  df-rlim 15697  df-sum 15895  df-ef 16274  df-sin 16276  df-cos 16277  df-pi 16279  df-struct 17366  df-sets 17383  df-slot 17401  df-ndx 17413  df-base 17429  df-ress 17450  df-plusg 17482  df-mulr 17483  df-starv 17484  df-sca 17485  df-vsca 17486  df-ip 17487  df-tset 17488  df-ple 17489  df-ds 17491  df-unif 17492  df-hom 17493  df-cco 17494  df-rest 17634  df-topn 17635  df-0g 17653  df-gsum 17654  df-topgen 17655  df-pt 17656  df-prds 17659  df-xrs 17715  df-qtop 17720  df-imas 17721  df-xps 17723  df-mre 17797  df-mrc 17798  df-acs 17800  df-mgm 18857  df-sgrp 18949  df-mnd 18965  df-submnd 19020  df-mulg 19319  df-cntz 19573  df-cmn 20038  df-psmet 21712  df-xmet 21713  df-met 21714  df-bl 21715  df-mopn 21716  df-fbas 21717  df-fg 21718  df-cnfld 21721  df-top 23256  df-topon 23273  df-topsp 23295  df-bases 23308  df-cld 23381  df-ntr 23382  df-cls 23383  df-nei 23460  df-lp 23498  df-perf 23499  df-cn 23589  df-cnp 23590  df-haus 23677  df-cmp 23749  df-tx 23925  df-hmeo 24118  df-fil 24209  df-fm 24301  df-flim 24302  df-flf 24303  df-xms 24683  df-ms 24684  df-tms 24685  df-cncf 25243  df-limc 26230  df-dv 26231  df-log 26930
This theorem is used by:  dvrelog2b  43375
  Copyright terms: Public domain W3C validator