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Theorem dvge0

Description: A function on a closed interval with nonnegative derivative is weakly increasing. (Contributed by Mario Carneiro, 30-Apr-2016)

Ref Expression
Hypotheses dvgt0.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
dvgt0.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
dvgt0.f ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℝ
dvge0.d ⊢ φ → F ℝ ′ : A B ⟶ 0 +∞
dvge0.x ⊢ φ → X ∈ A B
dvge0.y ⊢ φ → Y ∈ A B
dvge0.l ⊢ φ → X ≤ Y
Assertion dvge0 ⊢ φ → F ⁡ X ≤ F ⁡ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvgt0.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
2 dvgt0.b ⊢ φ → B ∈ ℝ
3 dvgt0.f ⊢ φ → F : A B ⟶cn ℝ
4 dvge0.d ⊢ φ → F ℝ ′ : A B ⟶ 0 +∞
5 dvge0.x ⊢ φ → X ∈ A B
6 dvge0.y ⊢ φ → Y ∈ A B
7 dvge0.l ⊢ φ → X ≤ Y
8 1 2 3 4 dvgt0lem1 ⊢ φ ∧ X ∈ A B ∧ Y ∈ A B ∧ X < Y → F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X ∈ 0 +∞
9 8 exp31 ⊢ φ → X ∈ A B ∧ Y ∈ A B → X < Y → F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X ∈ 0 +∞
10 5 6 9 mp2and ⊢ φ → X < Y → F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X ∈ 0 +∞
11 10 imp ⊢ φ ∧ X < Y → F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X ∈ 0 +∞
12 elrege0 ⊢ F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X ∈ 0 +∞ ↔ F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X ∈ ℝ ∧ 0 ≤ F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X
13 12 simprbi ⊢ F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X ∈ 0 +∞ → 0 ≤ F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X
14 11 13 syl ⊢ φ ∧ X < Y → 0 ≤ F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X
15 cncff ⊢ F : A B ⟶cn ℝ → F : A B ⟶ ℝ
16 3 15 syl ⊢ φ → F : A B ⟶ ℝ
17 16 6 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ Y ∈ ℝ
18 16 5 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ X ∈ ℝ
19 17 18 resubcld ⊢ φ → F ⁡ Y − F ⁡ X ∈ ℝ
20 19 adantr ⊢ φ ∧ X < Y → F ⁡ Y − F ⁡ X ∈ ℝ
21 iccssre ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → A B ⊆ ℝ
22 1 2 21 syl2anc ⊢ φ → A B ⊆ ℝ
23 22 6 sseldd ⊢ φ → Y ∈ ℝ
24 22 5 sseldd ⊢ φ → X ∈ ℝ
25 23 24 resubcld ⊢ φ → Y − X ∈ ℝ
26 25 adantr ⊢ φ ∧ X < Y → Y − X ∈ ℝ
27 24 23 posdifd ⊢ φ → X < Y ↔ 0 < Y − X
28 27 biimpa ⊢ φ ∧ X < Y → 0 < Y − X
29 ge0div ⊢ F ⁡ Y − F ⁡ X ∈ ℝ ∧ Y − X ∈ ℝ ∧ 0 < Y − X → 0 ≤ F ⁡ Y − F ⁡ X ↔ 0 ≤ F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X
30 20 26 28 29 syl3anc ⊢ φ ∧ X < Y → 0 ≤ F ⁡ Y − F ⁡ X ↔ 0 ≤ F ⁡ Y − F ⁡ X Y − X
31 14 30 mpbird ⊢ φ ∧ X < Y → 0 ≤ F ⁡ Y − F ⁡ X
32 31 ex ⊢ φ → X < Y → 0 ≤ F ⁡ Y − F ⁡ X
33 17 18 subge0d ⊢ φ → 0 ≤ F ⁡ Y − F ⁡ X ↔ F ⁡ X ≤ F ⁡ Y
34 32 33 sylibd ⊢ φ → X < Y → F ⁡ X ≤ F ⁡ Y
35 17 leidd ⊢ φ → F ⁡ Y ≤ F ⁡ Y
36 fveq2 ⊢ X = Y → F ⁡ X = F ⁡ Y
37 36 breq1d ⊢ X = Y → F ⁡ X ≤ F ⁡ Y ↔ F ⁡ Y ≤ F ⁡ Y
38 35 37 syl5ibrcom ⊢ φ → X = Y → F ⁡ X ≤ F ⁡ Y
39 24 23 leloed ⊢ φ → X ≤ Y ↔ X < Y ∨ X = Y
40 7 39 mpbid ⊢ φ → X < Y ∨ X = Y
41 34 38 40 mpjaod ⊢ φ → F ⁡ X ≤ F ⁡ Y