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

Theorem fdvposlt 34986
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 (𝜑𝐴𝐸)
fdvposlt.b (𝜑𝐵𝐸)
fdvposlt.f (𝜑𝐹:𝐸⟶ℝ)
fdvposlt.c (𝜑 → (ℝ D 𝐹) ∈ (𝐸cn→ℝ))
fdvposlt.lt (𝜑𝐴 < 𝐵)
fdvposlt.1 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 < ((ℝ D 𝐹)‘𝑥))
Assertion
Ref Expression
fdvposlt (𝜑 → (𝐹𝐴) < (𝐹𝐵))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐸   𝑥,𝐹   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥)   𝐷(𝑥)

Proof of Theorem fdvposlt
StepHypRef Expression
1 fdvposlt.lt . . . . . 6 (𝜑𝐴 < 𝐵)
2 fdvposlt.d . . . . . . . . 9 𝐸 = (𝐶(,)𝐷)
3 ioossre 13429 . . . . . . . . 9 (𝐶(,)𝐷) ⊆ ℝ
42, 3eqsstri 3983 . . . . . . . 8 𝐸 ⊆ ℝ
5 fdvposlt.a . . . . . . . 8 (𝜑𝐴𝐸)
64, 5sselid 3935 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
7 fdvposlt.b . . . . . . . 8 (𝜑𝐵𝐸)
84, 7sselid 3935 . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
96, 8posdifd 11796 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ 0 < (𝐵𝐴)))
101, 9mpbid 235 . . . . 5 (𝜑 → 0 < (𝐵𝐴))
116, 8, 1ltled 11353 . . . . . 6 (𝜑𝐴𝐵)
12 volioo 25728 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴𝐵) → (vol‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐵𝐴))
136, 8, 11, 12syl3anc 1398 . . . . 5 (𝜑 → (vol‘(𝐴(,)𝐵)) = (𝐵𝐴))
1410, 13breqtrrd 5139 . . . 4 (𝜑 → 0 < (vol‘(𝐴(,)𝐵)))
15 ioossicc 13455 . . . . . 6 (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵)
1615a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵))
17 ioombl 25724 . . . . . 6 (𝐴(,)𝐵) ∈ dom vol
1817a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ∈ dom vol)
19 fdvposlt.c . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) ∈ (𝐸cn→ℝ))
20 cncff 25052 . . . . . . . 8 ((ℝ D 𝐹) ∈ (𝐸cn→ℝ) → (ℝ D 𝐹):𝐸⟶ℝ)
2119, 20syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℝ D 𝐹):𝐸⟶ℝ)
2221adantr 485 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (ℝ D 𝐹):𝐸⟶ℝ)
232, 5, 7fct2relem 34984 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ 𝐸)
2423sselda 3937 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥𝐸)
2522, 24ffvelcdmd 7080 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑥) ∈ ℝ)
26 ax-resscn 11152 . . . . . . . 8 ℝ ⊆ ℂ
27 ssid 3959 . . . . . . . 8 ℂ ⊆ ℂ
28 cncfss 25058 . . . . . . . 8 ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) ⊆ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
2926, 27, 28mp2an 704 . . . . . . 7 ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ) ⊆ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)
3021, 23feqresmpt 6950 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴[,]𝐵)) = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)))
31 rescncf 25056 . . . . . . . . 9 ((𝐴[,]𝐵) ⊆ 𝐸 → ((ℝ D 𝐹) ∈ (𝐸cn→ℝ) → ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴[,]𝐵)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ)))
3223, 19, 31sylc 66 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℝ D 𝐹) ↾ (𝐴[,]𝐵)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
3330, 32eqeltrrd 2864 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℝ))
3429, 33sselid 3935 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
35 cniccibl 26000 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)) → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ 𝐿1)
366, 8, 34, 35syl3anc 1398 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ 𝐿1)
3716, 18, 25, 36iblss 25964 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)) ∈ 𝐿1)
3821adantr 485 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (ℝ D 𝐹):𝐸⟶ℝ)
3916sselda 3937 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
4039, 24syldan 602 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥𝐸)
4138, 40ffvelcdmd 7080 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑥) ∈ ℝ)
42 fdvposlt.1 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 0 < ((ℝ D 𝐹)‘𝑥))
43 elrp 13013 . . . . 5 (((ℝ D 𝐹)‘𝑥) ∈ ℝ+ ↔ (((ℝ D 𝐹)‘𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 < ((ℝ D 𝐹)‘𝑥)))
4441, 42, 43sylanbrc 594 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐹)‘𝑥) ∈ ℝ+)
4514, 37, 44itggt0 26003 . . 3 (𝜑 → 0 < ∫(𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑥) d𝑥)
46 fdvposlt.f . . . . 5 (𝜑𝐹:𝐸⟶ℝ)
47 fss 6722 . . . . 5 ((𝐹:𝐸⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝐹:𝐸⟶ℂ)
4846, 26, 47sylancl 597 . . . 4 (𝜑𝐹:𝐸⟶ℂ)
49 cncfss 25058 . . . . . 6 ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (𝐸cn→ℝ) ⊆ (𝐸cn→ℂ))
5026, 27, 49mp2an 704 . . . . 5 (𝐸cn→ℝ) ⊆ (𝐸cn→ℂ)
5150, 19sselid 3935 . . . 4 (𝜑 → (ℝ D 𝐹) ∈ (𝐸cn→ℂ))
522, 5, 7, 11, 48, 51ftc2re 34985 . . 3 (𝜑 → ∫(𝐴(,)𝐵)((ℝ D 𝐹)‘𝑥) d𝑥 = ((𝐹𝐵) − (𝐹𝐴)))
5345, 52breqtrd 5137 . 2 (𝜑 → 0 < ((𝐹𝐵) − (𝐹𝐴)))
5446, 5ffvelcdmd 7080 . . 3 (𝜑 → (𝐹𝐴) ∈ ℝ)
5546, 7ffvelcdmd 7080 . . 3 (𝜑 → (𝐹𝐵) ∈ ℝ)
5654, 55posdifd 11796 . 2 (𝜑 → ((𝐹𝐴) < (𝐹𝐵) ↔ 0 < ((𝐹𝐵) − (𝐹𝐴))))
5753, 56mpbird 260 1 (𝜑 → (𝐹𝐴) < (𝐹𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 400   = wceq 1570  wcel 2143  wss 3905   class class class wbr 5109  cmpt 5192  dom cdm 5661  cres 5663  wf 6532  cfv 6536  (class class class)co 7410  cc 11093  cr 11094  0cc0 11095   < clt 11238  cle 11239  cmin 11436  +crp 13011  (,)cioo 13367  [,]cicc 13370  cnccncf 25035  volcvol 25622  𝐿1cibl 25776  citg 25777   D cdv 26022
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-inf2 9606  ax-cc 10414  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172  ax-pre-sup 11173  ax-addf 11174
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-symdif 4206  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-disj 5077  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-se 5615  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-of 7674  df-ofr 7675  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-supp 8153  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-oadd 8453  df-omul 8454  df-er 8690  df-map 8822  df-pm 8823  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fsupp 9318  df-fi 9367  df-sup 9398  df-inf 9399  df-oi 9468  df-dju 9883  df-card 9921  df-acn 9924  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-div 11867  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-4 12300  df-5 12301  df-6 12302  df-7 12303  df-8 12304  df-9 12305  df-n0 12500  df-z 12587  df-dec 12707  df-uz 12858  df-q 12968  df-rp 13012  df-xneg 13132  df-xadd 13133  df-xmul 13134  df-ioo 13371  df-ioc 13372  df-ico 13373  df-icc 13374  df-fz 13531  df-fzo 13679  df-fl 13821  df-mod 13899  df-seq 14034  df-exp 14094  df-hash 14363  df-cj 15146  df-re 15147  df-im 15148  df-sqrt 15282  df-abs 15283  df-limsup 15518  df-clim 15535  df-rlim 15536  df-sum 15734  df-struct 17202  df-sets 17219  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-ress 17286  df-plusg 17318  df-mulr 17319  df-starv 17320  df-sca 17321  df-vsca 17322  df-ip 17323  df-tset 17324  df-ple 17325  df-ds 17327  df-unif 17328  df-hom 17329  df-cco 17330  df-rest 17470  df-topn 17471  df-0g 17489  df-gsum 17490  df-topgen 17491  df-pt 17492  df-prds 17495  df-xrs 17551  df-qtop 17556  df-imas 17557  df-xps 17559  df-mre 17633  df-mrc 17634  df-acs 17636  df-mgm 18693  df-sgrp 18772  df-mnd 18788  df-submnd 18837  df-mulg 19129  df-cntz 19382  df-cmn 19847  df-psmet 21514  df-xmet 21515  df-met 21516  df-bl 21517  df-mopn 21518  df-fbas 21519  df-fg 21520  df-cnfld 21523  df-top 23051  df-topon 23068  df-topsp 23090  df-bases 23103  df-cld 23176  df-ntr 23177  df-cls 23178  df-nei 23255  df-lp 23293  df-perf 23294  df-cn 23384  df-cnp 23385  df-haus 23472  df-cmp 23544  df-tx 23719  df-hmeo 23912  df-fil 24003  df-fm 24095  df-flim 24096  df-flf 24097  df-xms 24477  df-ms 24478  df-tms 24479  df-cncf 25037  df-ovol 25623  df-vol 25624  df-mbf 25778  df-itg1 25779  df-itg2 25780  df-ibl 25781  df-itg 25782  df-0p 25829  df-limc 26025  df-dv 26026
This theorem is referenced by:  fdvneggt  34987
  Copyright terms: Public domain W3C validator