Metamath Proof Explorer


Theorem cmvth

Description: Cauchy's Mean Value Theorem. If F , G are real continuous functions on [ A , B ] differentiable on ( A , B ) , then there is some x e. ( A , B ) such that F ' ( x ) / G ' ( x ) = ( F ( A ) - F ( B ) ) / ( G ( A ) - G ( B ) ) . (We express the condition without division, so that we need no nonzero constraints.) (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2016) Avoid ax-mulf . (Revised by GG, 16-Mar-2025)

Ref Expression
Hypotheses cmvth.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
cmvth.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
cmvth.lt ⊢ φ → A < B
cmvth.f ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℝ
cmvth.g ⊢ φ → G : A B ⟶cn ℝ
cmvth.df ⊢ φ → dom ⁡ F ℝ ′ = A B
cmvth.dg ⊢ φ → dom ⁡ G ℝ ′ = A B
Assertion cmvth ⊢ φ → ∃ x ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cmvth.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
2 cmvth.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
3 cmvth.lt ⊢ φ → A < B
4 cmvth.f ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℝ
5 cmvth.g ⊢ φ → G : A B ⟶cn ℝ
6 cmvth.df ⊢ φ → dom ⁡ F ℝ ′ = A B
7 cmvth.dg ⊢ φ → dom ⁡ G ℝ ′ = A B
8 eqid ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld = TopOpen ⁡ ℂ fld
9 8 subcn ⊢ − ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld × t TopOpen ⁡ ℂ fld Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
10 cncff ⊢ F : A B ⟶cn ℝ → F : A B ⟶ ℝ
11 4 10 syl ⊢ φ → F : A B ⟶ ℝ
12 1 rexrd ⊢ φ → A ∈ ℝ *
13 2 rexrd ⊢ φ → B ∈ ℝ *
14 1 2 3 ltled ⊢ φ → A ≤ B
15 ubicc2 ⊢ A ∈ ℝ * ∧ B ∈ ℝ * ∧ A ≤ B → B ∈ A B
16 12 13 14 15 syl3anc ⊢ φ → B ∈ A B
17 11 16 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ B ∈ ℝ
18 lbicc2 ⊢ A ∈ ℝ * ∧ B ∈ ℝ * ∧ A ≤ B → A ∈ A B
19 12 13 14 18 syl3anc ⊢ φ → A ∈ A B
20 11 19 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ A ∈ ℝ
21 17 20 resubcld ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℝ
22 21 recnd ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℂ
23 22 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A B → F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℂ
24 cncff ⊢ G : A B ⟶cn ℝ → G : A B ⟶ ℝ
25 5 24 syl ⊢ φ → G : A B ⟶ ℝ
26 25 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ⁡ z ∈ ℝ
27 26 recnd ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ⁡ z ∈ ℂ
28 ovmpot ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℂ ∧ G ⁡ z ∈ ℂ → F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z
29 23 27 28 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ A B → F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z
30 29 eqeq2d ⊢ φ ∧ z ∈ A B → w = F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z ↔ w = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z
31 30 pm5.32da ⊢ φ → z ∈ A B ∧ w = F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z ↔ z ∈ A B ∧ w = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z
32 31 opabbidv ⊢ φ → z w | z ∈ A B ∧ w = F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z = z w | z ∈ A B ∧ w = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z
33 df-mpt ⊢ z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z = z w | z ∈ A B ∧ w = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z
34 32 33 eqtr4di ⊢ φ → z w | z ∈ A B ∧ w = F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z = z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z
35 df-mpt ⊢ z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z = z w | z ∈ A B ∧ w = F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z
36 8 mpomulcn ⊢ u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld × t TopOpen ⁡ ℂ fld Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
37 1 2 iccssred ⊢ φ → A B ⊆ ℝ
38 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
39 37 38 sstrdi ⊢ φ → A B ⊆ ℂ
40 38 a1i ⊢ φ → ℝ ⊆ ℂ
41 cncfmptc ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℝ ∧ A B ⊆ ℂ ∧ ℝ ⊆ ℂ → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A : A B ⟶cn ℝ
42 21 39 40 41 syl3anc ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A : A B ⟶cn ℝ
43 25 feqmptd ⊢ φ → G = z ∈ A B ⟼ G ⁡ z
44 43 5 eqeltrrd ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ G ⁡ z : A B ⟶cn ℝ
45 simpl ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℝ ∧ G ⁡ z ∈ ℝ → F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℝ
46 45 recnd ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℝ ∧ G ⁡ z ∈ ℝ → F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℂ
47 simpr ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℝ ∧ G ⁡ z ∈ ℝ → G ⁡ z ∈ ℝ
48 47 recnd ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℝ ∧ G ⁡ z ∈ ℝ → G ⁡ z ∈ ℂ
49 28 eqcomd ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℂ ∧ G ⁡ z ∈ ℂ → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z = F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z
50 46 48 49 syl2anc ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℝ ∧ G ⁡ z ∈ ℝ → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z = F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z
51 remulcl ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℝ ∧ G ⁡ z ∈ ℝ → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z ∈ ℝ
52 50 51 eqeltrrd ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℝ ∧ G ⁡ z ∈ ℝ → F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z ∈ ℝ
53 8 36 42 44 38 52 cncfmpt2ss ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z : A B ⟶cn ℝ
54 35 53 eqeltrrid ⊢ φ → z w | z ∈ A B ∧ w = F ⁡ B − F ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v G ⁡ z : A B ⟶cn ℝ
55 34 54 eqeltrrd ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z : A B ⟶cn ℝ
56 25 16 ffvelcdmd ⊢ φ → G ⁡ B ∈ ℝ
57 25 19 ffvelcdmd ⊢ φ → G ⁡ A ∈ ℝ
58 56 57 resubcld ⊢ φ → G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ
59 58 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ
60 59 recnd ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℂ
61 11 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ z ∈ A B → F ⁡ z ∈ ℝ
62 61 recnd ⊢ φ ∧ z ∈ A B → F ⁡ z ∈ ℂ
63 ovmpot ⊢ G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℂ ∧ F ⁡ z ∈ ℂ → G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z
64 60 62 63 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z
65 64 eqeq2d ⊢ φ ∧ z ∈ A B → w = G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z ↔ w = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z
66 65 pm5.32da ⊢ φ → z ∈ A B ∧ w = G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z ↔ z ∈ A B ∧ w = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z
67 66 opabbidv ⊢ φ → z w | z ∈ A B ∧ w = G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z = z w | z ∈ A B ∧ w = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z
68 df-mpt ⊢ z ∈ A B ⟼ G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z = z w | z ∈ A B ∧ w = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z
69 67 68 eqtr4di ⊢ φ → z w | z ∈ A B ∧ w = G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z = z ∈ A B ⟼ G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z
70 df-mpt ⊢ z ∈ A B ⟼ G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z = z w | z ∈ A B ∧ w = G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z
71 cncfmptc ⊢ G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ ∧ A B ⊆ ℂ ∧ ℝ ⊆ ℂ → z ∈ A B ⟼ G ⁡ B − G ⁡ A : A B ⟶cn ℝ
72 58 39 40 71 syl3anc ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ G ⁡ B − G ⁡ A : A B ⟶cn ℝ
73 11 feqmptd ⊢ φ → F = z ∈ A B ⟼ F ⁡ z
74 73 4 eqeltrrd ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ F ⁡ z : A B ⟶cn ℝ
75 simpl ⊢ G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ ∧ F ⁡ z ∈ ℝ → G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ
76 75 recnd ⊢ G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ ∧ F ⁡ z ∈ ℝ → G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℂ
77 simpr ⊢ G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ ∧ F ⁡ z ∈ ℝ → F ⁡ z ∈ ℝ
78 77 recnd ⊢ G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ ∧ F ⁡ z ∈ ℝ → F ⁡ z ∈ ℂ
79 63 eqcomd ⊢ G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℂ ∧ F ⁡ z ∈ ℂ → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z = G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z
80 76 78 79 syl2anc ⊢ G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ ∧ F ⁡ z ∈ ℝ → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z = G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z
81 remulcl ⊢ G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ ∧ F ⁡ z ∈ ℝ → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ∈ ℝ
82 80 81 eqeltrrd ⊢ G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℝ ∧ F ⁡ z ∈ ℝ → G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z ∈ ℝ
83 8 36 72 74 38 82 cncfmpt2ss ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z : A B ⟶cn ℝ
84 70 83 eqeltrrid ⊢ φ → z w | z ∈ A B ∧ w = G ⁡ B − G ⁡ A u ∈ ℂ , v ∈ ℂ ⟼ u ⁢ v F ⁡ z : A B ⟶cn ℝ
85 69 84 eqeltrrd ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z : A B ⟶cn ℝ
86 resubcl ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z ∈ ℝ ∧ G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ∈ ℝ → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ∈ ℝ
87 8 9 55 85 38 86 cncfmpt2ss ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z : A B ⟶cn ℝ
88 23 27 mulcld ⊢ φ ∧ z ∈ A B → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z ∈ ℂ
89 59 61 remulcld ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ∈ ℝ
90 89 recnd ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ∈ ℂ
91 88 90 subcld ⊢ φ ∧ z ∈ A B → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ∈ ℂ
92 tgioo4 ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
93 iccntr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A B = A B
94 1 2 93 syl2anc ⊢ φ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A B = A B
95 40 37 91 92 8 94 dvmptntr ⊢ φ → dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z = dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z
96 reelprrecn ⊢ ℝ ∈ ℝ ℂ
97 96 a1i ⊢ φ → ℝ ∈ ℝ ℂ
98 ioossicc ⊢ A B ⊆ A B
99 98 sseli ⊢ z ∈ A B → z ∈ A B
100 99 88 sylan2 ⊢ φ ∧ z ∈ A B → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z ∈ ℂ
101 ovexd ⊢ φ ∧ z ∈ A B → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z ∈ V
102 99 27 sylan2 ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ⁡ z ∈ ℂ
103 fvexd ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ℝ ′ ⁡ z ∈ V
104 43 oveq2d ⊢ φ → ℝ D G = dz ∈ A B G ⁡ z d ℝ z
105 dvf ⊢ G ℝ ′ : dom ⁡ G ℝ ′ ⟶ ℂ
106 7 feq2d ⊢ φ → G ℝ ′ : dom ⁡ G ℝ ′ ⟶ ℂ ↔ G ℝ ′ : A B ⟶ ℂ
107 105 106 mpbii ⊢ φ → G ℝ ′ : A B ⟶ ℂ
108 107 feqmptd ⊢ φ → ℝ D G = z ∈ A B ⟼ G ℝ ′ ⁡ z
109 40 37 27 92 8 94 dvmptntr ⊢ φ → dz ∈ A B G ⁡ z d ℝ z = dz ∈ A B G ⁡ z d ℝ z
110 104 108 109 3eqtr3rd ⊢ φ → dz ∈ A B G ⁡ z d ℝ z = z ∈ A B ⟼ G ℝ ′ ⁡ z
111 97 102 103 110 22 dvmptcmul ⊢ φ → dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z d ℝ z = z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z
112 99 90 sylan2 ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ∈ ℂ
113 ovexd ⊢ φ ∧ z ∈ A B → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z ∈ V
114 99 62 sylan2 ⊢ φ ∧ z ∈ A B → F ⁡ z ∈ ℂ
115 fvexd ⊢ φ ∧ z ∈ A B → F ℝ ′ ⁡ z ∈ V
116 73 oveq2d ⊢ φ → ℝ D F = dz ∈ A B F ⁡ z d ℝ z
117 dvf ⊢ F ℝ ′ : dom ⁡ F ℝ ′ ⟶ ℂ
118 6 feq2d ⊢ φ → F ℝ ′ : dom ⁡ F ℝ ′ ⟶ ℂ ↔ F ℝ ′ : A B ⟶ ℂ
119 117 118 mpbii ⊢ φ → F ℝ ′ : A B ⟶ ℂ
120 119 feqmptd ⊢ φ → ℝ D F = z ∈ A B ⟼ F ℝ ′ ⁡ z
121 40 37 62 92 8 94 dvmptntr ⊢ φ → dz ∈ A B F ⁡ z d ℝ z = dz ∈ A B F ⁡ z d ℝ z
122 116 120 121 3eqtr3rd ⊢ φ → dz ∈ A B F ⁡ z d ℝ z = z ∈ A B ⟼ F ℝ ′ ⁡ z
123 58 recnd ⊢ φ → G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℂ
124 97 114 115 122 123 dvmptcmul ⊢ φ → dz ∈ A B G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z = z ∈ A B ⟼ G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z
125 97 100 101 111 112 113 124 dvmptsub ⊢ φ → dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z = z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z
126 95 125 eqtrd ⊢ φ → dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z = z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z
127 126 dmeqd ⊢ φ → dom ⁡ dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z = dom ⁡ z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z
128 ovex ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z ∈ V
129 eqid ⊢ z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z = z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z
130 128 129 dmmpti ⊢ dom ⁡ z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z = A B
131 127 130 eqtrdi ⊢ φ → dom ⁡ dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z = A B
132 17 recnd ⊢ φ → F ⁡ B ∈ ℂ
133 57 recnd ⊢ φ → G ⁡ A ∈ ℂ
134 132 133 mulcld ⊢ φ → F ⁡ B ⁢ G ⁡ A ∈ ℂ
135 20 recnd ⊢ φ → F ⁡ A ∈ ℂ
136 56 recnd ⊢ φ → G ⁡ B ∈ ℂ
137 135 136 mulcld ⊢ φ → F ⁡ A ⁢ G ⁡ B ∈ ℂ
138 135 133 mulcld ⊢ φ → F ⁡ A ⁢ G ⁡ A ∈ ℂ
139 134 137 138 nnncan2d ⊢ φ → F ⁡ B ⁢ G ⁡ A - F ⁡ A ⁢ G ⁡ A - F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A = F ⁡ B ⁢ G ⁡ A − F ⁡ A ⁢ G ⁡ B
140 132 136 mulcld ⊢ φ → F ⁡ B ⁢ G ⁡ B ∈ ℂ
141 140 137 134 nnncan1d ⊢ φ → F ⁡ B ⁢ G ⁡ B - F ⁡ A ⁢ G ⁡ B - F ⁡ B ⁢ G ⁡ B − F ⁡ B ⁢ G ⁡ A = F ⁡ B ⁢ G ⁡ A − F ⁡ A ⁢ G ⁡ B
142 139 141 eqtr4d ⊢ φ → F ⁡ B ⁢ G ⁡ A - F ⁡ A ⁢ G ⁡ A - F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A = F ⁡ B ⁢ G ⁡ B - F ⁡ A ⁢ G ⁡ B - F ⁡ B ⁢ G ⁡ B − F ⁡ B ⁢ G ⁡ A
143 132 135 133 subdird ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A = F ⁡ B ⁢ G ⁡ A − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A
144 123 135 mulcomd ⊢ φ → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ A = F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − G ⁡ A
145 135 136 133 subdid ⊢ φ → F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − G ⁡ A = F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A
146 144 145 eqtrd ⊢ φ → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ A = F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A
147 143 146 oveq12d ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ A = F ⁡ B ⁢ G ⁡ A - F ⁡ A ⁢ G ⁡ A - F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A
148 132 135 136 subdird ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ B = F ⁡ B ⁢ G ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ B
149 123 132 mulcomd ⊢ φ → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ B = F ⁡ B ⁢ G ⁡ B − G ⁡ A
150 132 136 133 subdid ⊢ φ → F ⁡ B ⁢ G ⁡ B − G ⁡ A = F ⁡ B ⁢ G ⁡ B − F ⁡ B ⁢ G ⁡ A
151 149 150 eqtrd ⊢ φ → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ B = F ⁡ B ⁢ G ⁡ B − F ⁡ B ⁢ G ⁡ A
152 148 151 oveq12d ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ B = F ⁡ B ⁢ G ⁡ B - F ⁡ A ⁢ G ⁡ B - F ⁡ B ⁢ G ⁡ B − F ⁡ B ⁢ G ⁡ A
153 142 147 152 3eqtr4d ⊢ φ → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ A = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ B
154 fveq2 ⊢ z = A → G ⁡ z = G ⁡ A
155 154 oveq2d ⊢ z = A → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A
156 fveq2 ⊢ z = A → F ⁡ z = F ⁡ A
157 156 oveq2d ⊢ z = A → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ A
158 155 157 oveq12d ⊢ z = A → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ A
159 eqid ⊢ z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z = z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z
160 ovex ⊢ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ∈ V
161 158 159 160 fvmpt3i ⊢ A ∈ A B → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ⁡ A = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ A
162 19 161 syl ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ⁡ A = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ A − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ A
163 fveq2 ⊢ z = B → G ⁡ z = G ⁡ B
164 163 oveq2d ⊢ z = B → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ B
165 fveq2 ⊢ z = B → F ⁡ z = F ⁡ B
166 165 oveq2d ⊢ z = B → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ B
167 164 166 oveq12d ⊢ z = B → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ B
168 167 159 160 fvmpt3i ⊢ B ∈ A B → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ⁡ B = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ B
169 16 168 syl ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ⁡ B = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ B − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ B
170 153 162 169 3eqtr4d ⊢ φ → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ⁡ A = z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z ⁡ B
171 1 2 3 87 131 170 rolle ⊢ φ → ∃ x ∈ A B dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z ⁡ x = 0
172 126 fveq1d ⊢ φ → dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z ⁡ x = z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z ⁡ x
173 fveq2 ⊢ z = x → G ℝ ′ ⁡ z = G ℝ ′ ⁡ x
174 173 oveq2d ⊢ z = x → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x
175 fveq2 ⊢ z = x → F ℝ ′ ⁡ z = F ℝ ′ ⁡ x
176 175 oveq2d ⊢ z = x → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x
177 174 176 oveq12d ⊢ z = x → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x
178 177 129 128 fvmpt3i ⊢ x ∈ A B → z ∈ A B ⟼ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ z ⁡ x = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x
179 172 178 sylan9eq ⊢ φ ∧ x ∈ A B → dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z ⁡ x = F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x
180 179 eqeq1d ⊢ φ ∧ x ∈ A B → dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z ⁡ x = 0 ↔ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x = 0
181 22 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A B → F ⁡ B − F ⁡ A ∈ ℂ
182 107 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ x ∈ A B → G ℝ ′ ⁡ x ∈ ℂ
183 181 182 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ A B → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x ∈ ℂ
184 123 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A B → G ⁡ B − G ⁡ A ∈ ℂ
185 119 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ x ∈ A B → F ℝ ′ ⁡ x ∈ ℂ
186 184 185 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ A B → G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x ∈ ℂ
187 183 186 subeq0ad ⊢ φ ∧ x ∈ A B → F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x = 0 ↔ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x
188 180 187 bitrd ⊢ φ ∧ x ∈ A B → dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z ⁡ x = 0 ↔ F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x
189 188 rexbidva ⊢ φ → ∃ x ∈ A B dz ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ⁡ z − G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ⁡ z d ℝ z ⁡ x = 0 ↔ ∃ x ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x
190 171 189 mpbid ⊢ φ → ∃ x ∈ A B F ⁡ B − F ⁡ A ⁢ G ℝ ′ ⁡ x = G ⁡ B − G ⁡ A ⁢ F ℝ ′ ⁡ x