MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mulc1cncf Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mulc1cncf 24945
Description: Multiplication by a constant is continuous. (Contributed by Paul Chapman, 28-Nov-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 30-Apr-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
mulc1cncf.1 𝐹 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝐴 · 𝑥))
Assertion
Ref Expression
mulc1cncf (𝐴 ∈ ℂ → 𝐹 ∈ (ℂ–cn→ℂ))
Distinct variable group:   𝑥,𝐴
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem mulc1cncf
Dummy variables 𝑢 𝑡 𝑣 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mulcl 11237 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝐴 · 𝑥) ∈ ℂ)
2 mulc1cncf.1 . . 3 𝐹 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝐴 · 𝑥))
31, 2fmptd 7134 . 2 (𝐴 ∈ ℂ → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
4 simprr 773 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) → 𝑧 ∈ ℝ+)
5 simpl 482 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) → 𝐴 ∈ ℂ)
6 simprl 771 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) → 𝑦 ∈ ℂ)
7 mulcn2 15629 . . . . 5 ((𝑧 ∈ ℝ+𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ∃𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑣 ∈ ℂ ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧))
84, 5, 6, 7syl3anc 1370 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) → ∃𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑣 ∈ ℂ ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧))
9 fvoveq1 7454 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑣 = 𝐴 → (abs‘(𝑣𝐴)) = (abs‘(𝐴𝐴)))
109breq1d 5158 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑣 = 𝐴 → ((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ↔ (abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡))
1110anbi1d 631 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝐴 → (((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) ↔ ((abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤)))
12 oveq1 7438 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑣 = 𝐴 → (𝑣 · 𝑢) = (𝐴 · 𝑢))
1312fvoveq1d 7453 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑣 = 𝐴 → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) = (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))))
1413breq1d 5158 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝐴 → ((abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧 ↔ (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧))
1511, 14imbi12d 344 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝐴 → ((((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧) ↔ (((abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧)))
1615ralbidv 3176 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = 𝐴 → (∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧) ↔ ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧)))
1716rspcv 3618 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℂ → (∀𝑣 ∈ ℂ ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧) → ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧)))
1817ad2antrr 726 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+)) → (∀𝑣 ∈ ℂ ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧) → ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧)))
19 subid 11526 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 ∈ ℂ → (𝐴𝐴) = 0)
2019ad2antrr 726 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → (𝐴𝐴) = 0)
2120abs00bd 15327 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → (abs‘(𝐴𝐴)) = 0)
22 simprll 779 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → 𝑡 ∈ ℝ+)
2322rpgt0d 13078 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → 0 < 𝑡)
2421, 23eqbrtrd 5170 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → (abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡)
2524biantrurd 532 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → ((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 ↔ ((abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤)))
26 simprr 773 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → 𝑢 ∈ ℂ)
27 oveq2 7439 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑢 → (𝐴 · 𝑥) = (𝐴 · 𝑢))
28 ovex 7464 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 · 𝑢) ∈ V
2927, 2, 28fvmpt 7016 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑢 ∈ ℂ → (𝐹𝑢) = (𝐴 · 𝑢))
3026, 29syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → (𝐹𝑢) = (𝐴 · 𝑢))
31 simplrl 777 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
32 oveq2 7439 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑦 → (𝐴 · 𝑥) = (𝐴 · 𝑦))
33 ovex 7464 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 · 𝑦) ∈ V
3432, 2, 33fvmpt 7016 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℂ → (𝐹𝑦) = (𝐴 · 𝑦))
3531, 34syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → (𝐹𝑦) = (𝐴 · 𝑦))
3630, 35oveq12d 7449 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → ((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦)) = ((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦)))
3736fveq2d 6911 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) = (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))))
3837breq1d 5158 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → ((abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧 ↔ (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧))
3925, 38imbi12d 344 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ ((𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑢 ∈ ℂ)) → (((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧) ↔ (((abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧)))
4039anassrs 467 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑢 ∈ ℂ) → (((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧) ↔ (((abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧)))
4140ralbidva 3174 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+)) → (∀𝑢 ∈ ℂ ((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧) ↔ ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝐴𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝐴 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧)))
4218, 41sylibrd 259 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ (𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+)) → (∀𝑣 ∈ ℂ ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧) → ∀𝑢 ∈ ℂ ((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧)))
4342anassrs 467 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑡 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) → (∀𝑣 ∈ ℂ ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧) → ∀𝑢 ∈ ℂ ((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧)))
4443reximdva 3166 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) ∧ 𝑡 ∈ ℝ+) → (∃𝑤 ∈ ℝ+𝑣 ∈ ℂ ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧) → ∃𝑤 ∈ ℝ+𝑢 ∈ ℂ ((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧)))
4544rexlimdva 3153 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) → (∃𝑡 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑣 ∈ ℂ ∀𝑢 ∈ ℂ (((abs‘(𝑣𝐴)) < 𝑡 ∧ (abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤) → (abs‘((𝑣 · 𝑢) − (𝐴 · 𝑦))) < 𝑧) → ∃𝑤 ∈ ℝ+𝑢 ∈ ℂ ((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧)))
468, 45mpd 15 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑦 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℝ+)) → ∃𝑤 ∈ ℝ+𝑢 ∈ ℂ ((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧))
4746ralrimivva 3200 . 2 (𝐴 ∈ ℂ → ∀𝑦 ∈ ℂ ∀𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑢 ∈ ℂ ((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧))
48 ssid 4018 . . 3 ℂ ⊆ ℂ
49 elcncf2 24930 . . 3 ((ℂ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (𝐹 ∈ (ℂ–cn→ℂ) ↔ (𝐹:ℂ⟶ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℂ ∀𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑢 ∈ ℂ ((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧))))
5048, 48, 49mp2an 692 . 2 (𝐹 ∈ (ℂ–cn→ℂ) ↔ (𝐹:ℂ⟶ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℂ ∀𝑧 ∈ ℝ+𝑤 ∈ ℝ+𝑢 ∈ ℂ ((abs‘(𝑢𝑦)) < 𝑤 → (abs‘((𝐹𝑢) − (𝐹𝑦))) < 𝑧)))
513, 47, 50sylanbrc 583 1 (𝐴 ∈ ℂ → 𝐹 ∈ (ℂ–cn→ℂ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1537  wcel 2106  wral 3059  wrex 3068  wss 3963   class class class wbr 5148  cmpt 5231  wf 6559  cfv 6563  (class class class)co 7431  cc 11151  0cc0 11153   · cmul 11158   < clt 11293  cmin 11490  +crp 13032  abscabs 15270  cnccncf 24916
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8744  df-map 8867  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-sup 9480  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-n0 12525  df-z 12612  df-uz 12877  df-rp 13033  df-seq 14040  df-exp 14100  df-cj 15135  df-re 15136  df-im 15137  df-sqrt 15271  df-abs 15272  df-cncf 24918
This theorem is referenced by:  divccncf  24946  sincn  26503  coscn  26504  logcn  26704  itgexpif  34600  mulc1cncfg  45545  dirkeritg  46058  dirkercncflem2  46060
  Copyright terms: Public domain W3C validator