MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ftc1cn Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ftc1cn 26370
Description: Strengthen the assumptions of ftc1 26369 to when the function 𝐹 is continuous on the entire interval (𝐴, 𝐵); in this case we can calculate D 𝐺 exactly. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
ftc1cn.g 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ∫(𝐴(,)𝑥)(𝐹‘𝑡) d𝑡)
ftc1cn.a (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
ftc1cn.b (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
ftc1cn.le (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
ftc1cn.f (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
ftc1cn.i (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐿1)
Assertion
Ref Expression
ftc1cn (𝜑 → (ℝ D 𝐺) = 𝐹)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑡,𝐴   𝑡,𝐵,𝑥   𝑡,𝐹,𝑥   𝜑,𝑡,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐺(𝑥, 𝑡)

Proof of Theorem ftc1cn
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvf 26234 . . . . 5 (ℝ D 𝐺):dom (ℝ D 𝐺)⟶ℂ
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (ℝ D 𝐺):dom (ℝ D 𝐺)⟶ℂ)
32ffund 6717 . . 3 (𝜑 → Fun (ℝ D 𝐺))
4 ax-resscn 11262 . . . . . . 7 ℝ ⊆ ℂ
54a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
6 ftc1cn.g . . . . . . 7 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ∫(𝐴(,)𝑥)(𝐹‘𝑡) d𝑡)
7 ftc1cn.a . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
8 ftc1cn.b . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
9 ftc1cn.le . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
10 ssidd 3932 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
11 ioossre 13543 . . . . . . . 8 (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ
1211a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ)
13 ftc1cn.i . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐿1)
14 ftc1cn.f . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
15 cncff 25221 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ) → 𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℂ)
1614, 15syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐹:(𝐴(,)𝐵)⟶ℂ)
176, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 16ftc1lem2 26363 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐺:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
18 iccssre 13565 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
197, 8, 18syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
20 tgioo4 25131 . . . . . 6 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
21 eqid 2760 . . . . . 6 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
225, 17, 19, 20, 21dvbssntr 26227 . . . . 5 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐺) ⊆ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐵)))
23 iccntr 25148 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
247, 8, 23syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑 → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
2522, 24sseqtrd 3945 . . . 4 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐺) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
267adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ)
278adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ)
289adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝐵)
29 ssidd 3932 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
3011a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ)
3113adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐹 ∈ 𝐿1)
32 simpr 490 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵))
3311, 4sstri 3918 . . . . . . . . . 10 (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ
34 ssid 3931 . . . . . . . . . 10 ℂ ⊆ ℂ
35 eqid 2760 . . . . . . . . . . 11 ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵))
3621cnfldtopon 25108 . . . . . . . . . . . 12 (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ)
3736toponrestid 23246 . . . . . . . . . . 11 (TopOpen‘ℂfld) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℂ)
3821, 35, 37cncfcn 25238 . . . . . . . . . 10 (((𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ) = (((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
3933, 34, 38mp2an 705 . . . . . . . . 9 ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ) = (((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) Cn (TopOpen‘ℂfld))
4014, 39eleqtrdi 2870 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐹 ∈ (((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
4140adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐹 ∈ (((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
4233a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ)
43 resttopon 23486 . . . . . . . . . . 11 (((TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ) ∧ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ) → ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) ∈ (TopOn‘(𝐴(,)𝐵)))
4436, 42, 43sylancr 599 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) ∈ (TopOn‘(𝐴(,)𝐵)))
45 toponuni 23239 . . . . . . . . . 10 (((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) ∈ (TopOn‘(𝐴(,)𝐵)) → (𝐴(,)𝐵) = ∪ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)))
4644, 45syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) = ∪ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)))
4746eleq2d 2846 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ 𝑦 ∈ ∪ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵))))
4847biimpa 482 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ ∪ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)))
49 eqid 2760 . . . . . . . 8 ∪ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) = ∪ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵))
5049cncnpi 23603 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ (((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) Cn (TopOpen‘ℂfld)) ∧ 𝑦 ∈ ∪ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵))) → 𝐹 ∈ ((((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘𝑦))
5141, 48, 50syl2anc 596 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐹 ∈ ((((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) CnP (TopOpen‘ℂfld))‘𝑦))
526, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 51, 20, 35, 21ftc1 26369 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦(ℝ D 𝐺)(𝐹‘𝑦))
53 vex 3454 . . . . . 6 𝑦 ∈ V
54 fvex 6901 . . . . . 6 (𝐹‘𝑦) ∈ V
5553, 54breldm 5890 . . . . 5 (𝑦(ℝ D 𝐺)(𝐹‘𝑦) → 𝑦 ∈ dom (ℝ D 𝐺))
5652, 55syl 18 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦 ∈ dom (ℝ D 𝐺))
5725, 56eqelssd 3930 . . 3 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐺) = (𝐴(,)𝐵))
58 df-fn 6544 . . 3 ((ℝ D 𝐺) Fn (𝐴(,)𝐵) ↔ (Fun (ℝ D 𝐺) ∧ dom (ℝ D 𝐺) = (𝐴(,)𝐵)))
593, 57, 58sylanbrc 595 . 2 (𝜑 → (ℝ D 𝐺) Fn (𝐴(,)𝐵))
6016ffnd 6713 . 2 (𝜑 → 𝐹 Fn (𝐴(,)𝐵))
613adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → Fun (ℝ D 𝐺))
62 funbrfv 6936 . . 3 (Fun (ℝ D 𝐺) → (𝑦(ℝ D 𝐺)(𝐹‘𝑦) → ((ℝ D 𝐺)‘𝑦) = (𝐹‘𝑦)))
6361, 52, 62sylc 66 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((ℝ D 𝐺)‘𝑦) = (𝐹‘𝑦))
6459, 60, 63eqfnfvd 7035 1 (𝜑 → (ℝ D 𝐺) = 𝐹)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ⊆ wss 3896  ∪ cuni 4866   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  dom cdm 5650  ran crn 5651  Fun wfun 6535   Fn wfn 6536  ⟶wf 6537  ‘cfv 6541  (class class class)co 7422  ℂcc 11203  ℝcr 11204   ≤ cle 11349  (,)cioo 13481  [,]cicc 13484   ↾t crest 17598  TopOpenctopn 17599  topGenctg 17615  ℂfldccnfld 21685  TopOnctopon 23235  intcnt 23342   Cn ccn 23549   CnP ccnp 23550  –cn→ccncf 25204  𝐿1cibl 25945  ∫citg 25946   D cdv 26190
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7753  ax-inf2 9647  ax-cc 10518  ax-cnex 11261  ax-resscn 11262  ax-1cn 11263  ax-icn 11264  ax-addcl 11265  ax-addrcl 11266  ax-mulcl 11267  ax-mulrcl 11268  ax-mulcom 11269  ax-addass 11270  ax-mulass 11271  ax-distr 11272  ax-i2m1 11273  ax-1ne0 11274  ax-1rid 11275  ax-rnegex 11276  ax-rrecex 11277  ax-cnre 11278  ax-pre-lttri 11279  ax-pre-lttrn 11280  ax-pre-ltadd 11281  ax-pre-mulgt0 11282  ax-pre-sup 11283  ax-addf 11284
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-symdif 4197  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-disj 5070  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-isom 6550  df-riota 7379  df-ov 7425  df-oprab 7426  df-mpo 7427  df-of 7695  df-ofr 7696  df-om 7880  df-1st 8003  df-2nd 8004  df-supp 8182  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8384  df-rdg 8423  df-1o 8481  df-2o 8482  df-oadd 8485  df-omul 8486  df-er 8722  df-map 8854  df-pm 8855  df-ixp 8931  df-en 8979  df-dom 8980  df-sdom 8981  df-fin 8982  df-fsupp 9359  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9509  df-dju 9987  df-card 10025  df-acn 10028  df-pnf 11350  df-mnf 11351  df-xr 11352  df-ltxr 11353  df-le 11354  df-sub 11548  df-neg 11549  df-div 11979  df-nn 12341  df-2 12410  df-3 12411  df-4 12412  df-5 12413  df-6 12414  df-7 12415  df-8 12416  df-9 12417  df-n0 12612  df-z 12699  df-dec 12820  df-uz 12971  df-q 13081  df-rp 13126  df-xneg 13246  df-xadd 13247  df-xmul 13248  df-ioo 13485  df-ioc 13486  df-ico 13487  df-icc 13488  df-fz 13645  df-fzo 13794  df-fl 13937  df-mod 14015  df-seq 14150  df-exp 14210  df-hash 14480  df-cj 15273  df-re 15274  df-im 15275  df-sqrt 15409  df-abs 15410  df-clim 15662  df-rlim 15663  df-sum 15861  df-struct 17332  df-sets 17349  df-slot 17367  df-ndx 17379  df-base 17395  df-ress 17416  df-plusg 17448  df-mulr 17449  df-starv 17450  df-sca 17451  df-vsca 17452  df-ip 17453  df-tset 17454  df-ple 17455  df-ds 17457  df-unif 17458  df-hom 17459  df-cco 17460  df-rest 17600  df-topn 17601  df-0g 17619  df-gsum 17620  df-topgen 17621  df-pt 17622  df-prds 17625  df-xrs 17681  df-qtop 17686  df-imas 17687  df-xps 17689  df-mre 17763  df-mrc 17764  df-acs 17766  df-mgm 18823  df-sgrp 18915  df-mnd 18931  df-submnd 18986  df-mulg 19285  df-cntz 19538  df-cmn 20003  df-psmet 21677  df-xmet 21678  df-met 21679  df-bl 21680  df-mopn 21681  df-fbas 21682  df-fg 21683  df-cnfld 21686  df-top 23219  df-topon 23236  df-topsp 23258  df-bases 23271  df-cld 23344  df-ntr 23345  df-cls 23346  df-nei 23423  df-lp 23461  df-perf 23462  df-cn 23552  df-cnp 23553  df-haus 23640  df-cmp 23712  df-tx 23888  df-hmeo 24081  df-fil 24172  df-fm 24264  df-flim 24265  df-flf 24266  df-xms 24646  df-ms 24647  df-tms 24648  df-cncf 25206  df-ovol 25792  df-vol 25793  df-mbf 25947  df-itg1 25948  df-itg2 25949  df-ibl 25950  df-itg 25951  df-0p 25998  df-limc 26193  df-dv 26194
This theorem is used by:  ftc2  26371  itgsubstlem  26375
  Copyright terms: Public domain W3C validator