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

Theorem ftc1cn 26418
Description: Strengthen the assumptions of ftc1 26417 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 26282 . . . . 5 (ℝ D 𝐺):dom (ℝ D 𝐺)⟶ℂ
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (ℝ D 𝐺):dom (ℝ D 𝐺)⟶ℂ)
32ffund 6744 . . 3 (𝜑 → Fun (ℝ D 𝐺))
4 ax-resscn 11296 . . . . . . 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 3936 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
11 ioossre 13578 . . . . . . . 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 25269 . . . . . . . 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 26411 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐺:(𝐴[,]𝐵)⟶ℂ)
18 iccssre 13600 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
197, 8, 18syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
20 tgioo4 25179 . . . . . 6 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
21 eqid 2763 . . . . . 6 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
225, 17, 19, 20, 21dvbssntr 26275 . . . . 5 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐺) ⊆ ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐵)))
23 iccntr 25196 . . . . . 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 3949 . . . 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 3936 . . . . . 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 3922 . . . . . . . . . 10 (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ
34 ssid 3935 . . . . . . . . . 10 ℂ ⊆ ℂ
35 eqid 2763 . . . . . . . . . . 11 ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵))
3621cnfldtopon 25156 . . . . . . . . . . . 12 (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ)
3736toponrestid 23294 . . . . . . . . . . 11 (TopOpen‘ℂfld) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℂ)
3821, 35, 37cncfcn 25286 . . . . . . . . . 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 2874 . . . . . . . 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 23534 . . . . . . . . . . 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 23287 . . . . . . . . . 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 2850 . . . . . . . 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 2763 . . . . . . . 8 ∪ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵)) = ∪ ((TopOpen‘ℂfld) ↾t (𝐴(,)𝐵))
5049cncnpi 23651 . . . . . . 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 26417 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑦(ℝ D 𝐺)(𝐹‘𝑦))
53 vex 3458 . . . . . 6 𝑦 ∈ V
54 fvex 6929 . . . . . 6 (𝐹‘𝑦) ∈ V
5553, 54breldm 5902 . . . . 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 3934 . . 3 (𝜑 → dom (ℝ D 𝐺) = (𝐴(,)𝐵))
58 df-fn 6569 . . 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 6740 . 2 (𝜑 → 𝐹 Fn (𝐴(,)𝐵))
613adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → Fun (ℝ D 𝐺))
62 funbrfv 6964 . . 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 7063 1 (𝜑 → (ℝ D 𝐺) = 𝐹)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ⊆ wss 3900  ∪ cuni 4872   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  dom cdm 5658  ran crn 5659  Fun wfun 6560   Fn wfn 6561  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  ℂcc 11237  ℝcr 11238   ≤ cle 11383  (,)cioo 13516  [,]cicc 13519   ↾t crest 17641  TopOpenctopn 17642  topGenctg 17658  ℂfldccnfld 21729  TopOnctopon 23283  intcnt 23390   Cn ccn 23597   CnP ccnp 23598  –cn→ccncf 25252  𝐿1cibl 25993  ∫citg 25994   D cdv 26238
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 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-inf2 9679  ax-cc 10552  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317  ax-addf 11318
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-symdif 4201  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-disj 5076  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-ofr 7726  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-oadd 8518  df-omul 8519  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-fi 9440  df-sup 9471  df-inf 9472  df-oi 9541  df-dju 10019  df-card 10057  df-acn 10060  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-q 13116  df-rp 13161  df-xneg 13281  df-xadd 13282  df-xmul 13283  df-ioo 13520  df-ioc 13521  df-ico 13522  df-icc 13523  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-fl 13972  df-mod 14050  df-seq 14185  df-exp 14245  df-hash 14516  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-clim 15699  df-rlim 15700  df-sum 15898  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-starv 17488  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-unif 17496  df-hom 17497  df-cco 17498  df-euf 17499  df-rest 17643  df-topn 17644  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-topgen 17664  df-pt 17665  df-prds 17668  df-xrs 17724  df-qtop 17729  df-imas 17730  df-xps 17732  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-submnd 19029  df-mulg 19328  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-psmet 21721  df-xmet 21722  df-met 21723  df-bl 21724  df-mopn 21725  df-fbas 21726  df-fg 21727  df-cnfld 21730  df-top 23267  df-topon 23284  df-topsp 23306  df-bases 23319  df-cld 23392  df-ntr 23393  df-cls 23394  df-nei 23471  df-lp 23509  df-perf 23510  df-cn 23600  df-cnp 23601  df-haus 23688  df-cmp 23760  df-tx 23936  df-hmeo 24129  df-fil 24220  df-fm 24312  df-flim 24313  df-flf 24314  df-xms 24694  df-ms 24695  df-tms 24696  df-cncf 25254  df-ovol 25840  df-vol 25841  df-mbf 25995  df-itg1 25996  df-itg2 25997  df-ibl 25998  df-itg 25999  df-0p 26046  df-limc 26241  df-dv 26242
This theorem is used by:  ftc2  26419  itgsubstlem  26423
  Copyright terms: Public domain W3C validator