Theorem dvrelog3 40930

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 7425	. . 3 ⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))))
4		reelprrecn 11202	. . . . 5 ⊢ ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
5	4	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
6		rpcn 12984	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ∈ ℂ)
7	6	adantl 483	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℂ)
8		rpne0 12990	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ≠ 0)
9	8	adantl 483	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ≠ 0)
10	7, 9	logcld 26079	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
11		1red 11215	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 1 ∈ ℝ)
12		rpre 12982	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ∈ ℝ)
13	12	adantl 483	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℝ)
14	11, 13, 9	redivcld 12042	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (1 / 𝑥) ∈ ℝ)
15		logf1o 26073	. . . . . . . . . 10 ⊢ log:(ℂ ∖ {0})–1-1-onto→ran log
16		f1of 6834	. . . . . . . . . 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 13009	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ¬ 0 ∈ ℝ+
20		disjsn 4716	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((ℝ+ ∩ {0}) = ∅ ↔ ¬ 0 ∈ ℝ+)
21	19, 20	mpbir 230	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℝ+ ∩ {0}) = ∅
22		disjdif2 4480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((ℝ+ ∩ {0}) = ∅ → (ℝ+ ∖ {0}) = ℝ+)
23	21, 22	ax-mp 5	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℝ+ ∖ {0}) = ℝ+
24		rpssre 12981	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ℝ+ ⊆ ℝ
25		ax-resscn 11167	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
26	24, 25	sstri 3992	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ℝ+ ⊆ ℂ
27		ssdif 4140	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℝ+ ⊆ ℂ → (ℝ+ ∖ {0}) ⊆ (ℂ ∖ {0}))
28	26, 27	ax-mp 5	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℝ+ ∖ {0}) ⊆ (ℂ ∖ {0})
29	23, 28	eqsstrri 4018	. . . . . . . . 9 ⊢ ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0})
30	29	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ℝ+ ⊆ (ℂ ∖ {0}))
31	18, 30	feqresmpt 6962	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (log ↾ ℝ+) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)))
32	31	eqcomd 2739	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥)) = (log ↾ ℝ+))
33	32	oveq2d 7425	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (log‘𝑥))) = (ℝ D (log ↾ ℝ+)))
34		dvrelog 26145	. . . . . 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 2773	. . . 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 13365	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵)))
40	37, 38, 39	syl2anc 585	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵)))
41	40	biimpa 478	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝑦 ∧ 𝑦 < 𝐵))
42	41	simp1d 1143	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ)
43		0red 11217	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ∈ ℝ)
44	43	rexrd 11264	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ∈ ℝ*)
45	37	adantr 482	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
46	42	rexrd 11264	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ*)
47		dvrelog3.3	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
48	47	adantr 482	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 ≤ 𝐴)
49	41	simp2d 1144	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 < 𝑦)
50	44, 45, 46, 48, 49	xrlelttrd 13139	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 < 𝑦)
51	42, 50	jca 513	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦))
52		elrp 12976	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ+ ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦))
53	51, 52	sylibr 233	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
54	53	ex 414	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) → 𝑦 ∈ ℝ+))
55	54	ssrdv 3989	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ+)
56		eqid 2733	. . . . 5 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
57	56	tgioo2 24319	. . . 4 ⊢ (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
58		retop 24278	. . . . . 6 ⊢ (topGen‘ran (,)) ∈ Top
59	58	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (topGen‘ran (,)) ∈ Top)
60		iooretop 24282	. . . . . 6 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))
61	60	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,)))
62		isopn3i 22586	. . . . 5 ⊢ (((topGen‘ran (,)) ∈ Top ∧ (𝐴(,)𝐵) ∈ (topGen‘ran (,))) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
63	59, 61, 62	syl2anc 585	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
64	5, 10, 14, 36, 55, 57, 56, 63	dvmptres2 25479	. . 3 ⊢ (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (log‘𝑥))) = (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)))
65	3, 64	eqtrd 2773	. 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 2739	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (1 / 𝑥)) = 𝐺)
69	65, 68	eqtrd 2773	1 ⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹) = 𝐺)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2941   ∖ cdif 3946   ∩ cin 3948   ⊆ wss 3949  ∅c0 4323  {csn 4629  {cpr 4631   class class class wbr 5149   ↦ cmpt 5232  ran crn 5678   ↾ cres 5679  ⟶wf 6540  –1-1-onto→wf1o 6543  ‘cfv 6544  (class class class)co 7409  ℂcc 11108  ℝcr 11109  0cc0 11110  1c1 11111  ℝ^*cxr 11247   < clt 11248   ≤ cle 11249   / cdiv 11871  ℝ⁺crp 12974  (,)cioo 13324  TopOpenctopn 17367  topGenctg 17383  ℂ_fldccnfld 20944  Topctop 22395  intcnt 22521   D cdv 25380  logclog 26063

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-inf2 9636  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188  ax-addf 11189  ax-mulf 11190

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-iin 5001  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-of 7670  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-supp 8147  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-2o 8467  df-er 8703  df-map 8822  df-pm 8823  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fsupp 9362  df-fi 9406  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9505  df-card 9934  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-4 12277  df-5 12278  df-6 12279  df-7 12280  df-8 12281  df-9 12282  df-n0 12473  df-z 12559  df-dec 12678  df-uz 12823  df-q 12933  df-rp 12975  df-xneg 13092  df-xadd 13093  df-xmul 13094  df-ioo 13328  df-ioc 13329  df-ico 13330  df-icc 13331  df-fz 13485  df-fzo 13628  df-fl 13757  df-mod 13835  df-seq 13967  df-exp 14028  df-fac 14234  df-bc 14263  df-hash 14291  df-shft 15014  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-limsup 15415  df-clim 15432  df-rlim 15433  df-sum 15633  df-ef 16011  df-sin 16013  df-cos 16014  df-pi 16016  df-struct 17080  df-sets 17097  df-slot 17115  df-ndx 17127  df-base 17145  df-ress 17174  df-plusg 17210  df-mulr 17211  df-starv 17212  df-sca 17213  df-vsca 17214  df-ip 17215  df-tset 17216  df-ple 17217  df-ds 17219  df-unif 17220  df-hom 17221  df-cco 17222  df-rest 17368  df-topn 17369  df-0g 17387  df-gsum 17388  df-topgen 17389  df-pt 17390  df-prds 17393  df-xrs 17448  df-qtop 17453  df-imas 17454  df-xps 17456  df-mre 17530  df-mrc 17531  df-acs 17533  df-mgm 18561  df-sgrp 18610  df-mnd 18626  df-submnd 18672  df-mulg 18951  df-cntz 19181  df-cmn 19650  df-psmet 20936  df-xmet 20937  df-met 20938  df-bl 20939  df-mopn 20940  df-fbas 20941  df-fg 20942  df-cnfld 20945  df-top 22396  df-topon 22413  df-topsp 22435  df-bases 22449  df-cld 22523  df-ntr 22524  df-cls 22525  df-nei 22602  df-lp 22640  df-perf 22641  df-cn 22731  df-cnp 22732  df-haus 22819  df-cmp 22891  df-tx 23066  df-hmeo 23259  df-fil 23350  df-fm 23442  df-flim 23443  df-flf 23444  df-xms 23826  df-ms 23827  df-tms 23828  df-cncf 24394  df-limc 25383  df-dv 25384  df-log 26065

This theorem is referenced by:  dvrelog2b  40931