Theorem fdvposlt 34272

Description: Functions with a positive derivative, i.e. monotonously growing functions, preserve strict ordering. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-Dec-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
fdvposlt.d	⊢ 𝐸 = (𝐶(,)𝐷)
fdvposlt.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐸)
fdvposlt.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝐸)
fdvposlt.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐸⟶ℝ)
fdvposlt.c	⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹) ∈ (𝐸–cn→ℝ))
fdvposlt.lt	⊢ (𝜑 → 𝐴 < 𝐵)
fdvposlt.1	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 < ((ℝ D 𝐹)‘𝑥))

Assertion

Ref	Expression
fdvposlt	⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝐴) < (𝐹‘𝐵))

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

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥)   𝐷(𝑥)

Proof of Theorem fdvposlt

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fdvposlt.lt	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 < 𝐵)
2		fdvposlt.d	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐸 = (𝐶(,)𝐷)
3		ioossre 13427	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐶(,)𝐷) ⊆ ℝ
4	2, 3	eqsstri 4016	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐸 ⊆ ℝ
5		fdvposlt.a	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐸)
6	4, 5	sselid 3980	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
7		fdvposlt.b	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝐸)
8	4, 7	sselid 3980	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
9	6, 8	posdifd 11841	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ 0 < (𝐵 − 𝐴)))
10	1, 9	mpbid 231	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 0 < (𝐵 − 𝐴))
11	6, 8, 1	ltled 11402	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
12		volioo 25526	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (vol‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐵 − 𝐴))
13	6, 8, 11, 12	syl3anc 1368	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (vol‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐵 − 𝐴))
14	10, 13	breqtrrd 5180	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 < (vol‘(𝐴(,)𝐵)))
15		ioossicc 13452	. . . . . 6 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵)
16	15	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵))
17		ioombl 25522	. . . . . 6 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ∈ dom vol
18	17	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ∈ dom vol)
19		fdvposlt.c	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹) ∈ (𝐸–cn→ℝ))
20		cncff 24841	. . . . . . . 8 ⊢ ((ℝ D 𝐹) ∈ (𝐸–cn→ℝ) → (ℝ D 𝐹):𝐸⟶ℝ)
21	19, 20	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹):𝐸⟶ℝ)
22	21	adantr 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (ℝ D 𝐹):𝐸⟶ℝ)
23	2, 5, 7	fct2relem 34270	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ 𝐸)
24	23	sselda 3982	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ 𝐸)
25	22, 24	ffvelcdmd 7100	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑥) ∈ ℝ)
26		ax-resscn 11205	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
27		ssid 4004	. . . . . . . 8 ⊢ ℂ ⊆ ℂ
28		cncfss 24847	. . . . . . . 8 ⊢ ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) ⊆ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
29	26, 27, 28	mp2an 690	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) ⊆ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)
30	21, 23	feqresmpt 6973	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴[,]𝐵)) = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)))
31		rescncf 24845	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴[,]𝐵) ⊆ 𝐸 → ((ℝ D 𝐹) ∈ (𝐸–cn→ℝ) → ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴[,]𝐵)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ)))
32	23, 19, 31	sylc 65	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴[,]𝐵)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
33	30, 32	eqeltrrd 2830	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
34	29, 33	sselid 3980	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
35		cniccibl 25798	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)) → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ 𝐿1)
36	6, 8, 34, 35	syl3anc 1368	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ 𝐿1)
37	16, 18, 25, 36	iblss 25762	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ 𝐿1)
38	21	adantr 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (ℝ D 𝐹):𝐸⟶ℝ)
39	16	sselda 3982	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
40	39, 24	syldan 589	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ 𝐸)
41	38, 40	ffvelcdmd 7100	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑥) ∈ ℝ)
42		fdvposlt.1	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 < ((ℝ D 𝐹)‘𝑥))
43		elrp 13018	. . . . 5 ⊢ (((ℝ D 𝐹)‘𝑥) ∈ ℝ+ ↔ (((ℝ D 𝐹)‘𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 < ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)))
44	41, 42, 43	sylanbrc 581	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑥) ∈ ℝ+)
45	14, 37, 44	itggt0 25801	. . 3 ⊢ (𝜑 → 0 < ∫(𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑥) d𝑥)
46		fdvposlt.f	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐸⟶ℝ)
47		fss 6744	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐸⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝐹:𝐸⟶ℂ)
48	46, 26, 47	sylancl 584	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐸⟶ℂ)
49		cncfss 24847	. . . . . 6 ⊢ ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (𝐸–cn→ℝ) ⊆ (𝐸–cn→ℂ))
50	26, 27, 49	mp2an 690	. . . . 5 ⊢ (𝐸–cn→ℝ) ⊆ (𝐸–cn→ℂ)
51	50, 19	sselid 3980	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (ℝ D 𝐹) ∈ (𝐸–cn→ℂ))
52	2, 5, 7, 11, 48, 51	ftc2re 34271	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∫(𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑥) d𝑥 = ((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐴)))
53	45, 52	breqtrd 5178	. 2 ⊢ (𝜑 → 0 < ((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐴)))
54	46, 5	ffvelcdmd 7100	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝐴) ∈ ℝ)
55	46, 7	ffvelcdmd 7100	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝐵) ∈ ℝ)
56	54, 55	posdifd 11841	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐹‘𝐴) < (𝐹‘𝐵) ↔ 0 < ((𝐹‘𝐵) − (𝐹‘𝐴))))
57	53, 56	mpbird 256	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝐴) < (𝐹‘𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   ⊆ wss 3949   class class class wbr 5152   ↦ cmpt 5235  dom cdm 5682   ↾ cres 5684  ⟶wf 6549  ‘cfv 6553  (class class class)co 7426  ℂcc 11146  ℝcr 11147  0cc0 11148   < clt 11288   ≤ cle 11289   − cmin 11484  ℝ⁺crp 13016  (,)cioo 13366  [,]cicc 13369  –cn→ccncf 24824  volcvol 25420  𝐿¹cibl 25574  ∫citg 25575   D cdv 25820

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 2166  ax-ext 2699  ax-rep 5289  ax-sep 5303  ax-nul 5310  ax-pow 5369  ax-pr 5433  ax-un 7748  ax-inf2 9674  ax-cc 10468  ax-cnex 11204  ax-resscn 11205  ax-1cn 11206  ax-icn 11207  ax-addcl 11208  ax-addrcl 11209  ax-mulcl 11210  ax-mulrcl 11211  ax-mulcom 11212  ax-addass 11213  ax-mulass 11214  ax-distr 11215  ax-i2m1 11216  ax-1ne0 11217  ax-1rid 11218  ax-rnegex 11219  ax-rrecex 11220  ax-cnre 11221  ax-pre-lttri 11222  ax-pre-lttrn 11223  ax-pre-ltadd 11224  ax-pre-mulgt0 11225  ax-pre-sup 11226  ax-addf 11227

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-symdif 4245  df-nul 4327  df-if 4533  df-pw 4608  df-sn 4633  df-pr 4635  df-tp 4637  df-op 4639  df-uni 4913  df-int 4954  df-iun 5002  df-iin 5003  df-disj 5118  df-br 5153  df-opab 5215  df-mpt 5236  df-tr 5270  df-id 5580  df-eprel 5586  df-po 5594  df-so 5595  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-rn 5693  df-res 5694  df-ima 5695  df-pred 6310  df-ord 6377  df-on 6378  df-lim 6379  df-suc 6380  df-iota 6505  df-fun 6555  df-fn 6556  df-f 6557  df-f1 6558  df-fo 6559  df-f1o 6560  df-fv 6561  df-isom 6562  df-riota 7382  df-ov 7429  df-oprab 7430  df-mpo 7431  df-of 7692  df-ofr 7693  df-om 7879  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8174  df-frecs 8295  df-wrecs 8326  df-recs 8400  df-rdg 8439  df-1o 8495  df-2o 8496  df-oadd 8499  df-omul 8500  df-er 8733  df-map 8855  df-pm 8856  df-ixp 8925  df-en 8973  df-dom 8974  df-sdom 8975  df-fin 8976  df-fsupp 9396  df-fi 9444  df-sup 9475  df-inf 9476  df-oi 9543  df-dju 9934  df-card 9972  df-acn 9975  df-pnf 11290  df-mnf 11291  df-xr 11292  df-ltxr 11293  df-le 11294  df-sub 11486  df-neg 11487  df-div 11912  df-nn 12253  df-2 12315  df-3 12316  df-4 12317  df-5 12318  df-6 12319  df-7 12320  df-8 12321  df-9 12322  df-n0 12513  df-z 12599  df-dec 12718  df-uz 12863  df-q 12973  df-rp 13017  df-xneg 13134  df-xadd 13135  df-xmul 13136  df-ioo 13370  df-ioc 13371  df-ico 13372  df-icc 13373  df-fz 13527  df-fzo 13670  df-fl 13799  df-mod 13877  df-seq 14009  df-exp 14069  df-hash 14332  df-cj 15088  df-re 15089  df-im 15090  df-sqrt 15224  df-abs 15225  df-limsup 15457  df-clim 15474  df-rlim 15475  df-sum 15675  df-struct 17125  df-sets 17142  df-slot 17160  df-ndx 17172  df-base 17190  df-ress 17219  df-plusg 17255  df-mulr 17256  df-starv 17257  df-sca 17258  df-vsca 17259  df-ip 17260  df-tset 17261  df-ple 17262  df-ds 17264  df-unif 17265  df-hom 17266  df-cco 17267  df-rest 17413  df-topn 17414  df-0g 17432  df-gsum 17433  df-topgen 17434  df-pt 17435  df-prds 17438  df-xrs 17493  df-qtop 17498  df-imas 17499  df-xps 17501  df-mre 17575  df-mrc 17576  df-acs 17578  df-mgm 18609  df-sgrp 18688  df-mnd 18704  df-submnd 18750  df-mulg 19038  df-cntz 19282  df-cmn 19751  df-psmet 21285  df-xmet 21286  df-met 21287  df-bl 21288  df-mopn 21289  df-fbas 21290  df-fg 21291  df-cnfld 21294  df-top 22824  df-topon 22841  df-topsp 22863  df-bases 22877  df-cld 22951  df-ntr 22952  df-cls 22953  df-nei 23030  df-lp 23068  df-perf 23069  df-cn 23159  df-cnp 23160  df-haus 23247  df-cmp 23319  df-tx 23494  df-hmeo 23687  df-fil 23778  df-fm 23870  df-flim 23871  df-flf 23872  df-xms 24254  df-ms 24255  df-tms 24256  df-cncf 24826  df-ovol 25421  df-vol 25422  df-mbf 25576  df-itg1 25577  df-itg2 25578  df-ibl 25579  df-itg 25580  df-0p 25627  df-limc 25823  df-dv 25824

This theorem is referenced by:  fdvneggt  34273