Theorem dvcof 23517

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	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
dvcof.t	⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ {ℝ, ℂ})
dvcof.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
dvcof.g	⊢ (𝜑 → 𝐺:𝑌⟶𝑋)
dvcof.df	⊢ (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
dvcof.dg	⊢ (𝜑 → dom (𝑇 D 𝐺) = 𝑌)

Assertion

Ref	Expression
dvcof	⊢ (𝜑 → (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)) = (((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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dvcof.f	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
2	1	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝐹:𝑋⟶ℂ)
3		dvcof.df	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
4		dvbsss 23472	. . . . . 6 ⊢ dom (𝑆 D 𝐹) ⊆ 𝑆
5	3, 4	syl6eqssr 3619	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ⊆ 𝑆)
6	5	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝑋 ⊆ 𝑆)
7		dvcof.g	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺:𝑌⟶𝑋)
8	7	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝐺:𝑌⟶𝑋)
9		dvcof.dg	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → dom (𝑇 D 𝐺) = 𝑌)
10		dvbsss 23472	. . . . . 6 ⊢ dom (𝑇 D 𝐺) ⊆ 𝑇
11	9, 10	syl6eqssr 3619	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ⊆ 𝑇)
12	11	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝑌 ⊆ 𝑇)
13		dvcof.s	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
14	13	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝑆 ∈ {ℝ, ℂ})
15		dvcof.t	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ {ℝ, ℂ})
16	15	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝑇 ∈ {ℝ, ℂ})
17	7	ffvelrnda 6267	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → (𝐺‘𝑥) ∈ 𝑋)
18	3	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → dom (𝑆 D 𝐹) = 𝑋)
19	17, 18	eleqtrrd 2691	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → (𝐺‘𝑥) ∈ dom (𝑆 D 𝐹))
20	9	eleq2d 2673	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺) ↔ 𝑥 ∈ 𝑌))
21	20	biimpar 501	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺))
22	2, 6, 8, 12, 14, 16, 19, 21	dvco 23516	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → ((𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺))‘𝑥) = (((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
23	22	mpteq2dva 4672	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑌 ↦ ((𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺))‘𝑥)) = (𝑥 ∈ 𝑌 ↦ (((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥))))
24		dvfg 23476	. . . . 5 ⊢ (𝑇 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)):dom (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺))⟶ℂ)
25	15, 24	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)):dom (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺))⟶ℂ)
26		recnprss 23474	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑇 ∈ {ℝ, ℂ} → 𝑇 ⊆ ℂ)
27	15, 26	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ⊆ ℂ)
28		fco 5971	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹:𝑋⟶ℂ ∧ 𝐺:𝑌⟶𝑋) → (𝐹 ∘ 𝐺):𝑌⟶ℂ)
29	1, 7, 28	syl2anc 691	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∘ 𝐺):𝑌⟶ℂ)
30	27, 29, 11	dvbss 23471	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → dom (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)) ⊆ 𝑌)
31		recnprss 23474	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → 𝑆 ⊆ ℂ)
32	14, 31	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝑆 ⊆ ℂ)
33	16, 26	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝑇 ⊆ ℂ)
34		fvex 6113	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥)) ∈ V
35	34	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → ((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥)) ∈ V)
36		fvex 6113	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥) ∈ V
37	36	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥) ∈ V)
38		dvfg 23476	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑆 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
39		ffun 5961	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ → Fun (𝑆 D 𝐹))
40		funfvbrb 6238	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Fun (𝑆 D 𝐹) → ((𝐺‘𝑥) ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ (𝐺‘𝑥)(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥))))
41	14, 38, 39, 40	4syl 19	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → ((𝐺‘𝑥) ∈ dom (𝑆 D 𝐹) ↔ (𝐺‘𝑥)(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥))))
42	19, 41	mpbid 221	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → (𝐺‘𝑥)(𝑆 D 𝐹)((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥)))
43		dvfg 23476	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑇 ∈ {ℝ, ℂ} → (𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ)
44		ffun 5961	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ → Fun (𝑇 D 𝐺))
45		funfvbrb 6238	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Fun (𝑇 D 𝐺) → (𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺) ↔ 𝑥(𝑇 D 𝐺)((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
46	16, 43, 44, 45	4syl 19	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → (𝑥 ∈ dom (𝑇 D 𝐺) ↔ 𝑥(𝑇 D 𝐺)((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
47	21, 46	mpbid 221	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝑥(𝑇 D 𝐺)((𝑇 D 𝐺)‘𝑥))
48		eqid 2610	. . . . . . . . . 10 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
49	2, 6, 8, 12, 32, 33, 35, 37, 42, 47, 48	dvcobr 23515	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝑥(𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺))(((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
50		reldv 23440	. . . . . . . . . 10 ⊢ Rel (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺))
51	50	releldmi 5283	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥(𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺))(((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)) → 𝑥 ∈ dom (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)))
52	49, 51	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑌) → 𝑥 ∈ dom (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)))
53	52	ex 449	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑌 → 𝑥 ∈ dom (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺))))
54	53	ssrdv 3574	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ⊆ dom (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)))
55	30, 54	eqssd 3585	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → dom (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)) = 𝑌)
56	55	feq2d 5944	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)):dom (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺))⟶ℂ ↔ (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)):𝑌⟶ℂ))
57	25, 56	mpbid 221	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)):𝑌⟶ℂ)
58	57	feqmptd 6159	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)) = (𝑥 ∈ 𝑌 ↦ ((𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺))‘𝑥)))
59	15, 11	ssexd 4733	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ V)
60	7	feqmptd 6159	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝑌 ↦ (𝐺‘𝑥)))
61	13, 38	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ)
62	3	feq2d 5944	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑆 D 𝐹):dom (𝑆 D 𝐹)⟶ℂ ↔ (𝑆 D 𝐹):𝑋⟶ℂ))
63	61, 62	mpbid 221	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑆 D 𝐹):𝑋⟶ℂ)
64	63	feqmptd 6159	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑆 D 𝐹) = (𝑦 ∈ 𝑋 ↦ ((𝑆 D 𝐹)‘𝑦)))
65		fveq2 6103	. . . 4 ⊢ (𝑦 = (𝐺‘𝑥) → ((𝑆 D 𝐹)‘𝑦) = ((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥)))
66	17, 60, 64, 65	fmptco 6303	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) = (𝑥 ∈ 𝑌 ↦ ((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥))))
67	15, 43	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ)
68	9	feq2d 5944	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑇 D 𝐺):dom (𝑇 D 𝐺)⟶ℂ ↔ (𝑇 D 𝐺):𝑌⟶ℂ))
69	67, 68	mpbid 221	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑇 D 𝐺):𝑌⟶ℂ)
70	69	feqmptd 6159	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑇 D 𝐺) = (𝑥 ∈ 𝑌 ↦ ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥)))
71	59, 35, 37, 66, 70	offval2 6812	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) ∘𝑓 · (𝑇 D 𝐺)) = (𝑥 ∈ 𝑌 ↦ (((𝑆 D 𝐹)‘(𝐺‘𝑥)) · ((𝑇 D 𝐺)‘𝑥))))
72	23, 58, 71	3eqtr4d 2654	1 ⊢ (𝜑 → (𝑇 D (𝐹 ∘ 𝐺)) = (((𝑆 D 𝐹) ∘ 𝐺) ∘𝑓 · (𝑇 D 𝐺)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  Vcvv 3173   ⊆ wss 3540  {cpr 4127   class class class wbr 4583   ↦ cmpt 4643  dom cdm 5038   ∘ ccom 5042  Fun wfun 5798  ⟶wf 5800  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549   ∘_𝑓 cof 6793  ℂcc 9813  ℝcr 9814   · cmul 9820  TopOpenctopn 15905  ℂ_fldccnfld 19567   D cdv 23433

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893  ax-addf 9894  ax-mulf 9895

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-iin 4458  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-supp 7183  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-er 7629  df-map 7746  df-pm 7747  df-ixp 7795  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-fsupp 8159  df-fi 8200  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-xneg 11822  df-xadd 11823  df-xmul 11824  df-icc 12053  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-struct 15697  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-starv 15783  df-sca 15784  df-vsca 15785  df-ip 15786  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-unif 15792  df-hom 15793  df-cco 15794  df-rest 15906  df-topn 15907  df-0g 15925  df-gsum 15926  df-topgen 15927  df-pt 15928  df-prds 15931  df-xrs 15985  df-qtop 15990  df-imas 15991  df-xps 15993  df-mre 16069  df-mrc 16070  df-acs 16072  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-submnd 17159  df-mulg 17364  df-cntz 17573  df-cmn 18018  df-psmet 19559  df-xmet 19560  df-met 19561  df-bl 19562  df-mopn 19563  df-fbas 19564  df-fg 19565  df-cnfld 19568  df-top 20521  df-bases 20522  df-topon 20523  df-topsp 20524  df-cld 20633  df-ntr 20634  df-cls 20635  df-nei 20712  df-lp 20750  df-perf 20751  df-cn 20841  df-cnp 20842  df-haus 20929  df-tx 21175  df-hmeo 21368  df-fil 21460  df-fm 21552  df-flim 21553  df-flf 21554  df-xms 21935  df-ms 21936  df-tms 21937  df-cncf 22489  df-limc 23436  df-dv 23437

This theorem is referenced by:  dvmptco  23541  dvsinax  38801  dvcosax  38816