Theorem logcnlem5 24437

Description: Lemma for logcn 24438. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Feb-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
logcn.d	⊢ 𝐷 = (ℂ ∖ (-∞(,]0))

Assertion

Ref	Expression
logcnlem5	⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥))) ∈ (𝐷–cn→ℝ)

Distinct variable group:   𝑥,𝐷

Proof of Theorem logcnlem5

Dummy variables 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		logcn.d	. . 3 ⊢ 𝐷 = (ℂ ∖ (-∞(,]0))
2		difss 3770	. . 3 ⊢ (ℂ ∖ (-∞(,]0)) ⊆ ℂ
3	1, 2	eqsstri 3668	. 2 ⊢ 𝐷 ⊆ ℂ
4		ax-resscn 10031	. 2 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
5		eqid 2651	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))
6	1	ellogdm 24430	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↔ (𝑥 ∈ ℂ ∧ (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℝ+)))
7	6	simplbi 475	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → 𝑥 ∈ ℂ)
8	1	logdmn0 24431	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → 𝑥 ≠ 0)
9	7, 8	logcld 24362	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (log‘𝑥) ∈ ℂ)
10	9	imcld 13979	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (ℑ‘(log‘𝑥)) ∈ ℝ)
11	5, 10	fmpti 6423	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥))):𝐷⟶ℝ
12		eqid 2651	. . . 4 ⊢ if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))) = if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦)))
13		eqid 2651	. . . 4 ⊢ ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧))) = ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧)))
14		simpl 472	. . . 4 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → 𝑦 ∈ 𝐷)
15		simpr 476	. . . 4 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → 𝑧 ∈ ℝ+)
16	1, 12, 13, 14, 15	logcnlem2 24434	. . 3 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → if(if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))) ≤ ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧))), if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))), ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧)))) ∈ ℝ+)
17		simpll 805	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (abs‘(𝑦 − 𝑤)) < if(if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))) ≤ ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧))), if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))), ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧)))))) → 𝑦 ∈ 𝐷)
18		simprl 809	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (abs‘(𝑦 − 𝑤)) < if(if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))) ≤ ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧))), if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))), ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧)))))) → 𝑧 ∈ ℝ+)
19		simplr 807	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (abs‘(𝑦 − 𝑤)) < if(if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))) ≤ ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧))), if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))), ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧)))))) → 𝑤 ∈ 𝐷)
20		simprr 811	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (abs‘(𝑦 − 𝑤)) < if(if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))) ≤ ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧))), if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))), ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧)))))) → (abs‘(𝑦 − 𝑤)) < if(if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))) ≤ ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧))), if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))), ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧)))))
21	1, 12, 13, 17, 18, 19, 20	logcnlem4 24436	. . . . 5 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ (𝑧 ∈ ℝ+ ∧ (abs‘(𝑦 − 𝑤)) < if(if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))) ≤ ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧))), if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))), ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧)))))) → (abs‘((ℑ‘(log‘𝑦)) − (ℑ‘(log‘𝑤)))) < 𝑧)
22	21	expr 642	. . . 4 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → ((abs‘(𝑦 − 𝑤)) < if(if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))) ≤ ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧))), if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))), ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧)))) → (abs‘((ℑ‘(log‘𝑦)) − (ℑ‘(log‘𝑤)))) < 𝑧))
23		fveq2 6229	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (log‘𝑥) = (log‘𝑦))
24	23	fveq2d 6233	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (ℑ‘(log‘𝑥)) = (ℑ‘(log‘𝑦)))
25		fvex 6239	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℑ‘(log‘𝑦)) ∈ V
26	24, 5, 25	fvmpt 6321	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐷 → ((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑦) = (ℑ‘(log‘𝑦)))
27	26	ad2antrr 762	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → ((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑦) = (ℑ‘(log‘𝑦)))
28		fveq2 6229	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑤 → (log‘𝑥) = (log‘𝑤))
29	28	fveq2d 6233	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑤 → (ℑ‘(log‘𝑥)) = (ℑ‘(log‘𝑤)))
30		fvex 6239	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℑ‘(log‘𝑤)) ∈ V
31	29, 5, 30	fvmpt 6321	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 ∈ 𝐷 → ((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑤) = (ℑ‘(log‘𝑤)))
32	31	ad2antlr 763	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → ((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑤) = (ℑ‘(log‘𝑤)))
33	27, 32	oveq12d 6708	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → (((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑦) − ((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑤)) = ((ℑ‘(log‘𝑦)) − (ℑ‘(log‘𝑤))))
34	33	fveq2d 6233	. . . . 5 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → (abs‘(((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑦) − ((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑤))) = (abs‘((ℑ‘(log‘𝑦)) − (ℑ‘(log‘𝑤)))))
35	34	breq1d 4695	. . . 4 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → ((abs‘(((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑦) − ((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑤))) < 𝑧 ↔ (abs‘((ℑ‘(log‘𝑦)) − (ℑ‘(log‘𝑤)))) < 𝑧))
36	22, 35	sylibrd 249	. . 3 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐷 ∧ 𝑤 ∈ 𝐷) ∧ 𝑧 ∈ ℝ+) → ((abs‘(𝑦 − 𝑤)) < if(if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))) ≤ ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧))), if(𝑦 ∈ ℝ+, 𝑦, (abs‘(ℑ‘𝑦))), ((abs‘𝑦) · (𝑧 / (1 + 𝑧)))) → (abs‘(((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑦) − ((𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥)))‘𝑤))) < 𝑧))
37	11, 16, 36	elcncf1ii 22746	. 2 ⊢ ((𝐷 ⊆ ℂ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥))) ∈ (𝐷–cn→ℝ))
38	3, 4, 37	mp2an 708	1 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (ℑ‘(log‘𝑥))) ∈ (𝐷–cn→ℝ)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   = wceq 1523   ∈ wcel 2030   ∖ cdif 3604   ⊆ wss 3607  ifcif 4119   class class class wbr 4685   ↦ cmpt 4762  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690  ℂcc 9972  ℝcr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977   · cmul 9979  -∞cmnf 10110   < clt 10112   ≤ cle 10113   − cmin 10304   / cdiv 10722  ℝ⁺crp 11870  (,]cioc 12214  ℑcim 13882  abscabs 14018  –cn→ccncf 22726  logclog 24346

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-fal 1529  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-ioo 12217  df-ioc 12218  df-ico 12219  df-icc 12220  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-mod 12709  df-seq 12842  df-exp 12901  df-fac 13101  df-bc 13130  df-hash 13158  df-shft 13851  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-limsup 14246  df-clim 14263  df-rlim 14264  df-sum 14461  df-ef 14842  df-sin 14844  df-cos 14845  df-tan 14846  df-pi 14847  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  df-log 24348

This theorem is referenced by:  logcn  24438