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

Theorem dvcof 23756
Description: The chain rule for everywhere-differentiable functions. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
dvcof.s (𝜑𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
dvcof.t (𝜑𝑇 ∈ {ℝ, ℂ})
dvcof.f (𝜑𝐹:𝑋⟶ℂ)
dvcof.g (𝜑𝐺:𝑌𝑋)
dvcof.df (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
dvcof.dg (𝜑 → dom (𝑇 D 𝐺) = 𝑌)
Assertion
Ref Expression
dvcof (𝜑 → (𝑇 D (𝐹𝐺)) = (((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) ∘𝑓 · (𝑇 D 𝐺)))

Proof of Theorem dvcof
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dvcof.f . . . . 5 (𝜑𝐹:𝑋⟶ℂ)
21adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
3 dvcof.df . . . . . 6 (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
4 dvbsss 23711 . . . . . 6 dom (𝑆 D 𝐹) ⊆ 𝑆
53, 4syl6eqssr 3689 . . . . 5 (𝜑𝑋𝑆)
65adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑋𝑆)
7 dvcof.g . . . . 5 (𝜑𝐺:𝑌𝑋)
87adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝐺:𝑌𝑋)
9 dvcof.dg . . . . . 6 (𝜑 → dom (𝑇 D 𝐺) = 𝑌)
10 dvbsss 23711 . . . . . 6 dom (𝑇 D 𝐺) ⊆ 𝑇
119, 10syl6eqssr 3689 . . . . 5 (𝜑𝑌𝑇)
1211adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑌𝑇)
13 dvcof.s . . . . 5 (𝜑𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
1413adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
15 dvcof.t . . . . 5 (𝜑𝑇 ∈ {ℝ, ℂ})
1615adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑇 ∈ {ℝ, ℂ})
177ffvelrnda 6399 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝐺𝑥) ∈ 𝑋)
183adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑌) → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
1917, 18eleqtrrd 2733 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝐺𝑥) ∈ dom (𝑆 D 𝐹))
209eleq2d 2716 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺) ↔ 𝑥𝑌))
2120biimpar 501 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺))
222, 6, 8, 12, 14, 16, 19, 21dvco 23755 . . 3 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑇 D (𝐹𝐺))‘𝑥) = (((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
2322mpteq2dva 4777 . 2 (𝜑 → (𝑥𝑌 ↦ ((𝑇 D (𝐹𝐺))‘𝑥)) = (𝑥𝑌 ↦ (((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥))))
24 dvfg 23715 . . . . 5 (𝑇 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑇 D (𝐹𝐺)):dom (𝑇 D (𝐹𝐺))⟶ℂ)
2515, 24syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝑇 D (𝐹𝐺)):dom (𝑇 D (𝐹𝐺))⟶ℂ)
26 recnprss 23713 . . . . . . . 8 (𝑇 ∈ {ℝ, ℂ} → 𝑇 ⊆ ℂ)
2715, 26syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑇 ⊆ ℂ)
28 fco 6096 . . . . . . . 8 ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝐺:𝑌𝑋) → (𝐹𝐺):𝑌⟶ℂ)
291, 7, 28syl2anc 694 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐹𝐺):𝑌⟶ℂ)
3027, 29, 11dvbss 23710 . . . . . 6 (𝜑 → dom (𝑇 D (𝐹𝐺)) ⊆ 𝑌)
31 recnprss 23713 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → 𝑆 ⊆ ℂ)
3214, 31syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑆 ⊆ ℂ)
3316, 26syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑇 ⊆ ℂ)
34 fvexd 6241 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) ∈ V)
35 fvexd 6241 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥) ∈ V)
36 dvfg 23715 . . . . . . . . . . . 12 (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
37 ffun 6086 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ → Fun (𝑆 D 𝐹))
38 funfvbrb 6370 . . . . . . . . . . . 12 (Fun (𝑆 D 𝐹) → ((𝐺𝑥) ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ (𝐺𝑥)(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥))))
3914, 36, 37, 384syl 19 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝑌) → ((𝐺𝑥) ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ (𝐺𝑥)(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥))))
4019, 39mpbid 222 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝐺𝑥)(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)))
41 dvfg 23715 . . . . . . . . . . . 12 (𝑇 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ)
42 ffun 6086 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ → Fun (𝑇 D 𝐺))
43 funfvbrb 6370 . . . . . . . . . . . 12 (Fun (𝑇 D 𝐺) → (𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺) ↔ 𝑥(𝑇 D 𝐺)((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
4416, 41, 42, 434syl 19 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝑌) → (𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺) ↔ 𝑥(𝑇 D 𝐺)((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
4521, 44mpbid 222 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑥(𝑇 D 𝐺)((𝑇 D 𝐺)‘𝑥))
46 eqid 2651 . . . . . . . . . 10 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
472, 6, 8, 12, 32, 33, 34, 35, 40, 45, 46dvcobr 23754 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑥(𝑇 D (𝐹𝐺))(((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
48 reldv 23679 . . . . . . . . . 10 Rel (𝑇 D (𝐹𝐺))
4948releldmi 5394 . . . . . . . . 9 (𝑥(𝑇 D (𝐹𝐺))(((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)) → 𝑥 ∈ dom (𝑇 D (𝐹𝐺)))
5047, 49syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝑌) → 𝑥 ∈ dom (𝑇 D (𝐹𝐺)))
5150ex 449 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥𝑌𝑥 ∈ dom (𝑇 D (𝐹𝐺))))
5251ssrdv 3642 . . . . . 6 (𝜑𝑌 ⊆ dom (𝑇 D (𝐹𝐺)))
5330, 52eqssd 3653 . . . . 5 (𝜑 → dom (𝑇 D (𝐹𝐺)) = 𝑌)
5453feq2d 6069 . . . 4 (𝜑 → ((𝑇 D (𝐹𝐺)):dom (𝑇 D (𝐹𝐺))⟶ℂ ↔ (𝑇 D (𝐹𝐺)):𝑌⟶ℂ))
5525, 54mpbid 222 . . 3 (𝜑 → (𝑇 D (𝐹𝐺)):𝑌⟶ℂ)
5655feqmptd 6288 . 2 (𝜑 → (𝑇 D (𝐹𝐺)) = (𝑥𝑌 ↦ ((𝑇 D (𝐹𝐺))‘𝑥)))
5715, 11ssexd 4838 . . 3 (𝜑𝑌 ∈ V)
587feqmptd 6288 . . . 4 (𝜑𝐺 = (𝑥𝑌 ↦ (𝐺𝑥)))
5913, 36syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
603feq2d 6069 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ ↔ (𝑆 D 𝐹):𝑋⟶ℂ))
6159, 60mpbid 222 . . . . 5 (𝜑 → (𝑆 D 𝐹):𝑋⟶ℂ)
6261feqmptd 6288 . . . 4 (𝜑 → (𝑆 D 𝐹) = (𝑦𝑋 ↦ ((𝑆 D 𝐹)‘𝑦)))
63 fveq2 6229 . . . 4 (𝑦 = (𝐺𝑥) → ((𝑆 D 𝐹)‘𝑦) = ((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)))
6417, 58, 62, 63fmptco 6436 . . 3 (𝜑 → ((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) = (𝑥𝑌 ↦ ((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥))))
6515, 41syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ)
669feq2d 6069 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ ↔ (𝑇 D 𝐺):𝑌⟶ℂ))
6765, 66mpbid 222 . . . 4 (𝜑 → (𝑇 D 𝐺):𝑌⟶ℂ)
6867feqmptd 6288 . . 3 (𝜑 → (𝑇 D 𝐺) = (𝑥𝑌 ↦ ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
6957, 34, 35, 64, 68offval2 6956 . 2 (𝜑 → (((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) ∘𝑓 · (𝑇 D 𝐺)) = (𝑥𝑌 ↦ (((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥))))
7023, 56, 693eqtr4d 2695 1 (𝜑 → (𝑇 D (𝐹𝐺)) = (((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) ∘𝑓 · (𝑇 D 𝐺)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  Vcvv 3231  wss 3607  {cpr 4212   class class class wbr 4685  cmpt 4762  dom cdm 5143  ccom 5147  Fun wfun 5920  wf 5922  cfv 5926  (class class class)co 6690  𝑓 cof 6937  cc 9972  cr 9973   · cmul 9979  TopOpenctopn 16129  fldccnfld 19794   D cdv 23672
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052  ax-addf 10053  ax-mulf 10054
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-iin 4555  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-of 6939  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-supp 7341  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-pm 7902  df-ixp 7951  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fsupp 8317  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-icc 12220  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-seq 12842  df-exp 12901  df-hash 13158  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ip 16006  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-hom 16013  df-cco 16014  df-rest 16130  df-topn 16131  df-0g 16149  df-gsum 16150  df-topgen 16151  df-pt 16152  df-prds 16155  df-xrs 16209  df-qtop 16214  df-imas 16215  df-xps 16217  df-mre 16293  df-mrc 16294  df-acs 16296  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-submnd 17383  df-mulg 17588  df-cntz 17796  df-cmn 18241  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-fbas 19791  df-fg 19792  df-cnfld 19795  df-top 20747  df-topon 20764  df-topsp 20785  df-bases 20798  df-cld 20871  df-ntr 20872  df-cls 20873  df-nei 20950  df-lp 20988  df-perf 20989  df-cn 21079  df-cnp 21080  df-haus 21167  df-tx 21413  df-hmeo 21606  df-fil 21697  df-fm 21789  df-flim 21790  df-flf 21791  df-xms 22172  df-ms 22173  df-tms 22174  df-cncf 22728  df-limc 23675  df-dv 23676
This theorem is referenced by:  dvmptco  23780  dvsinax  40445  dvcosax  40459
  Copyright terms: Public domain W3C validator