Users' Mathboxes Mathbox for Asger C. Ipsen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  unbdqndv1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem unbdqndv1 35688
Description: If the difference quotient (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΄)) / (𝑧 βˆ’ 𝐴)) is unbounded near 𝐴 then 𝐹 is not differentiable at 𝐴. (Contributed by Asger C. Ipsen, 12-May-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
unbdqndv1.g 𝐺 = (𝑧 ∈ (𝑋 βˆ– {𝐴}) ↦ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΄)) / (𝑧 βˆ’ 𝐴)))
unbdqndv1.1 (πœ‘ β†’ 𝑆 βŠ† β„‚)
unbdqndv1.2 (πœ‘ β†’ 𝑋 βŠ† 𝑆)
unbdqndv1.3 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘‹βŸΆβ„‚)
unbdqndv1.4 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘ ∈ ℝ+ βˆ€π‘‘ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘₯ ∈ (𝑋 βˆ– {𝐴})((absβ€˜(π‘₯ βˆ’ 𝐴)) < 𝑑 ∧ 𝑏 ≀ (absβ€˜(πΊβ€˜π‘₯))))
Assertion
Ref Expression
unbdqndv1 (πœ‘ β†’ Β¬ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑏,𝑑,π‘₯   𝑧,𝐴   𝐹,𝑏,𝑑,π‘₯   𝑧,𝐹   𝐺,𝑏,𝑑,π‘₯   𝑆,𝑏,𝑑,π‘₯   𝑧,𝑆   𝑋,𝑏,𝑑,π‘₯   𝑧,𝑋   πœ‘,𝑏,𝑑,π‘₯   πœ‘,𝑧
Allowed substitution hint:   𝐺(𝑧)

Proof of Theorem unbdqndv1
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 noel 4331 . . . . . . . 8 Β¬ 𝑦 ∈ βˆ…
21a1i 11 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ Β¬ 𝑦 ∈ βˆ…)
3 unbdqndv1.2 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝑋 βŠ† 𝑆)
4 unbdqndv1.1 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝑆 βŠ† β„‚)
53, 4sstrd 3993 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 𝑋 βŠ† β„‚)
65adantr 480 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝑋 βŠ† β„‚)
76ssdifssd 4143 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ (𝑋 βˆ– {𝐴}) βŠ† β„‚)
8 unbdqndv1.3 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘‹βŸΆβ„‚)
98adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝐹:π‘‹βŸΆβ„‚)
104, 8, 3dvbss 25651 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ dom (𝑆 D 𝐹) βŠ† 𝑋)
1110sselda 3983 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝐴 ∈ 𝑋)
129, 6, 11dvlem 25646 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (𝑋 βˆ– {𝐴})) β†’ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΄)) / (𝑧 βˆ’ 𝐴)) ∈ β„‚)
13 unbdqndv1.g . . . . . . . . 9 𝐺 = (𝑧 ∈ (𝑋 βˆ– {𝐴}) ↦ (((πΉβ€˜π‘§) βˆ’ (πΉβ€˜π΄)) / (𝑧 βˆ’ 𝐴)))
1412, 13fmptd 7116 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝐺:(𝑋 βˆ– {𝐴})βŸΆβ„‚)
156, 11sseldd 3984 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝐴 ∈ β„‚)
16 unbdqndv1.4 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘ ∈ ℝ+ βˆ€π‘‘ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘₯ ∈ (𝑋 βˆ– {𝐴})((absβ€˜(π‘₯ βˆ’ 𝐴)) < 𝑑 ∧ 𝑏 ≀ (absβ€˜(πΊβ€˜π‘₯))))
1716adantr 480 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ βˆ€π‘ ∈ ℝ+ βˆ€π‘‘ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘₯ ∈ (𝑋 βˆ– {𝐴})((absβ€˜(π‘₯ βˆ’ 𝐴)) < 𝑑 ∧ 𝑏 ≀ (absβ€˜(πΊβ€˜π‘₯))))
187, 14, 15, 17unblimceq0 35687 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ (𝐺 limβ„‚ 𝐴) = βˆ…)
192, 18neleqtrrd 2855 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ Β¬ 𝑦 ∈ (𝐺 limβ„‚ 𝐴))
2019intnand 488 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ Β¬ (𝐴 ∈ ((intβ€˜((TopOpenβ€˜β„‚fld) β†Ύt 𝑆))β€˜π‘‹) ∧ 𝑦 ∈ (𝐺 limβ„‚ 𝐴)))
21 eqid 2731 . . . . . . . 8 ((TopOpenβ€˜β„‚fld) β†Ύt 𝑆) = ((TopOpenβ€˜β„‚fld) β†Ύt 𝑆)
22 eqid 2731 . . . . . . . 8 (TopOpenβ€˜β„‚fld) = (TopOpenβ€˜β„‚fld)
2321, 22, 13, 4, 8, 3eldv 25648 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦 ↔ (𝐴 ∈ ((intβ€˜((TopOpenβ€˜β„‚fld) β†Ύt 𝑆))β€˜π‘‹) ∧ 𝑦 ∈ (𝐺 limβ„‚ 𝐴))))
2423notbid 317 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (Β¬ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦 ↔ Β¬ (𝐴 ∈ ((intβ€˜((TopOpenβ€˜β„‚fld) β†Ύt 𝑆))β€˜π‘‹) ∧ 𝑦 ∈ (𝐺 limβ„‚ 𝐴))))
2524adantr 480 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ (Β¬ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦 ↔ Β¬ (𝐴 ∈ ((intβ€˜((TopOpenβ€˜β„‚fld) β†Ύt 𝑆))β€˜π‘‹) ∧ 𝑦 ∈ (𝐺 limβ„‚ 𝐴))))
2620, 25mpbird 256 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ Β¬ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦)
2726alrimiv 1929 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ βˆ€π‘¦ Β¬ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦)
28 simpr 484 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹))
29 eldmg 5899 . . . . . 6 (𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) β†’ (𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ βˆƒπ‘¦ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦))
3028, 29syl 17 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ (𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ βˆƒπ‘¦ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦))
3130notbid 317 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ (Β¬ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ Β¬ βˆƒπ‘¦ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦))
32 alnex 1782 . . . . . 6 (βˆ€π‘¦ Β¬ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦 ↔ Β¬ βˆƒπ‘¦ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦)
3332a1i 11 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ (βˆ€π‘¦ Β¬ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦 ↔ Β¬ βˆƒπ‘¦ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦))
3433bicomd 222 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ (Β¬ βˆƒπ‘¦ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦 ↔ βˆ€π‘¦ Β¬ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦))
3531, 34bitrd 278 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ (Β¬ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ βˆ€π‘¦ Β¬ 𝐴(𝑆 D 𝐹)𝑦))
3627, 35mpbird 256 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹)) β†’ Β¬ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹))
3736pm2.01da 796 1 (πœ‘ β†’ Β¬ 𝐴 ∈ dom (𝑆 D 𝐹))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395  βˆ€wal 1538   = wceq 1540  βˆƒwex 1780   ∈ wcel 2105  βˆ€wral 3060  βˆƒwrex 3069   βˆ– cdif 3946   βŠ† wss 3949  βˆ…c0 4323  {csn 4629   class class class wbr 5149   ↦ cmpt 5232  dom cdm 5677  βŸΆwf 6540  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7412  β„‚cc 11111   < clt 11253   ≀ cle 11254   βˆ’ cmin 11449   / cdiv 11876  β„+crp 12979  abscabs 15186   β†Ύt crest 17371  TopOpenctopn 17372  β„‚fldccnfld 21145  intcnt 22742   limβ„‚ climc 25612   D cdv 25613
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7728  ax-cnex 11169  ax-resscn 11170  ax-1cn 11171  ax-icn 11172  ax-addcl 11173  ax-addrcl 11174  ax-mulcl 11175  ax-mulrcl 11176  ax-mulcom 11177  ax-addass 11178  ax-mulass 11179  ax-distr 11180  ax-i2m1 11181  ax-1ne0 11182  ax-1rid 11183  ax-rnegex 11184  ax-rrecex 11185  ax-cnre 11186  ax-pre-lttri 11187  ax-pre-lttrn 11188  ax-pre-ltadd 11189  ax-pre-mulgt0 11190  ax-pre-sup 11191
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  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-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7859  df-1st 7978  df-2nd 7979  df-frecs 8269  df-wrecs 8300  df-recs 8374  df-rdg 8413  df-1o 8469  df-er 8706  df-map 8825  df-pm 8826  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-fin 8946  df-fi 9409  df-sup 9440  df-inf 9441  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-div 11877  df-nn 12218  df-2 12280  df-3 12281  df-4 12282  df-5 12283  df-6 12284  df-7 12285  df-8 12286  df-9 12287  df-n0 12478  df-z 12564  df-dec 12683  df-uz 12828  df-q 12938  df-rp 12980  df-xneg 13097  df-xadd 13098  df-xmul 13099  df-fz 13490  df-seq 13972  df-exp 14033  df-cj 15051  df-re 15052  df-im 15053  df-sqrt 15187  df-abs 15188  df-struct 17085  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-plusg 17215  df-mulr 17216  df-starv 17217  df-tset 17221  df-ple 17222  df-ds 17224  df-unif 17225  df-rest 17373  df-topn 17374  df-topgen 17394  df-psmet 21137  df-xmet 21138  df-met 21139  df-bl 21140  df-mopn 21141  df-cnfld 21146  df-top 22617  df-topon 22634  df-topsp 22656  df-bases 22670  df-ntr 22745  df-cnp 22953  df-xms 24047  df-ms 24048  df-limc 25616  df-dv 25617
This theorem is referenced by:  unbdqndv2  35691
  Copyright terms: Public domain W3C validator