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Theorem dvmulbr

Description: The product rule for derivatives at a point. For the (simpler but more limited) function version, see dvmul . (Contributed by Mario Carneiro, 9-Aug-2014) (Revised by Mario Carneiro, 28-Dec-2016) Avoid ax-mulf and remove unnecessary hypotheses. (Revised by GG, 16-Mar-2025)

Ref Expression
Hypotheses dvadd.f φF:X
dvadd.x φXS
dvadd.g φG:Y
dvadd.y φYS
dvaddbr.s φS
dvadd.bf φCFSK
dvadd.bg φCGSL
dvadd.j J=TopOpenfld
Assertion dvmulbr φCF×fGSKGC+LFC

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvadd.f φF:X
2 dvadd.x φXS
3 dvadd.g φG:Y
4 dvadd.y φYS
5 dvaddbr.s φS
6 dvadd.bf φCFSK
7 dvadd.bg φCGSL
8 dvadd.j J=TopOpenfld
9 eqid J𝑡S=J𝑡S
10 eqid zXCFzFCzC=zXCFzFCzC
11 9 8 10 5 1 2 eldv φCFSKCintJ𝑡SXKzXCFzFCzClimC
12 6 11 mpbid φCintJ𝑡SXKzXCFzFCzClimC
13 12 simpld φCintJ𝑡SX
14 eqid zYCGzGCzC=zYCGzGCzC
15 9 8 14 5 3 4 eldv φCGSLCintJ𝑡SYLzYCGzGCzClimC
16 7 15 mpbid φCintJ𝑡SYLzYCGzGCzClimC
17 16 simpld φCintJ𝑡SY
18 13 17 elind φCintJ𝑡SXintJ𝑡SY
19 8 cnfldtopon JTopOn
20 resttopon JTopOnSJ𝑡STopOnS
21 19 5 20 sylancr φJ𝑡STopOnS
22 topontop J𝑡STopOnSJ𝑡STop
23 21 22 syl φJ𝑡STop
24 toponuni J𝑡STopOnSS=J𝑡S
25 21 24 syl φS=J𝑡S
26 2 25 sseqtrd φXJ𝑡S
27 4 25 sseqtrd φYJ𝑡S
28 eqid J𝑡S=J𝑡S
29 28 ntrin J𝑡STopXJ𝑡SYJ𝑡SintJ𝑡SXY=intJ𝑡SXintJ𝑡SY
30 23 26 27 29 syl3anc φintJ𝑡SXY=intJ𝑡SXintJ𝑡SY
31 18 30 eleqtrrd φCintJ𝑡SXY
32 1 adantr φzXYCF:X
33 inss1 XYX
34 eldifi zXYCzXY
35 34 adantl φzXYCzXY
36 33 35 sselid φzXYCzX
37 32 36 ffvelcdmd φzXYCFz
38 5 1 2 dvbss φdomFSX
39 reldv RelFS
40 releldm RelFSCFSKCdomFS
41 39 6 40 sylancr φCdomFS
42 38 41 sseldd φCX
43 1 42 ffvelcdmd φFC
44 43 adantr φzXYCFC
45 37 44 subcld φzXYCFzFC
46 2 5 sstrd φX
47 46 adantr φzXYCX
48 47 36 sseldd φzXYCz
49 46 42 sseldd φC
50 49 adantr φzXYCC
51 48 50 subcld φzXYCzC
52 eldifsni zXYCzC
53 52 adantl φzXYCzC
54 48 50 53 subne0d φzXYCzC0
55 45 51 54 divcld φzXYCFzFCzC
56 3 adantr φzXYCG:Y
57 inss2 XYY
58 57 35 sselid φzXYCzY
59 56 58 ffvelcdmd φzXYCGz
60 55 59 mulcld φzXYCFzFCzCGz
61 ssdif XYYXYCYC
62 57 61 mp1i φXYCYC
63 62 sselda φzXYCzYC
64 4 5 sstrd φY
65 5 3 4 dvbss φdomGSY
66 reldv RelGS
67 releldm RelGSCGSLCdomGS
68 66 7 67 sylancr φCdomGS
69 65 68 sseldd φCY
70 3 64 69 dvlem φzYCGzGCzC
71 63 70 syldan φzXYCGzGCzC
72 71 44 mulcld φzXYCGzGCzCFC
73 ssidd φ
74 txtopon JTopOnJTopOnJ×tJTopOn×
75 19 19 74 mp2an J×tJTopOn×
76 75 toponrestid J×tJ=J×tJ𝑡×
77 12 simprd φKzXCFzFCzClimC
78 1 46 42 dvlem φzXCFzFCzC
79 78 fmpttd φzXCFzFCzC:XC
80 ssdif XYXXYCXC
81 33 80 mp1i φXYCXC
82 46 ssdifssd φXC
83 eqid J𝑡XCC=J𝑡XCC
84 33 2 sstrid φXYS
85 84 25 sseqtrd φXYJ𝑡S
86 difssd φJ𝑡SXJ𝑡S
87 85 86 unssd φXYJ𝑡SXJ𝑡S
88 ssun1 XYXYJ𝑡SX
89 88 a1i φXYXYJ𝑡SX
90 28 ntrss J𝑡STopXYJ𝑡SXJ𝑡SXYXYJ𝑡SXintJ𝑡SXYintJ𝑡SXYJ𝑡SX
91 23 87 89 90 syl3anc φintJ𝑡SXYintJ𝑡SXYJ𝑡SX
92 eqid xXCFxFCxC=xXCFxFCxC
93 9 8 92 5 1 2 eldv φCFSKCintJ𝑡SXKxXCFxFCxClimC
94 6 93 mpbid φCintJ𝑡SXKxXCFxFCxClimC
95 94 simpld φCintJ𝑡SX
96 eqid xYCGxGCxC=xYCGxGCxC
97 9 8 96 5 3 4 eldv φCGSLCintJ𝑡SYLxYCGxGCxClimC
98 7 97 mpbid φCintJ𝑡SYLxYCGxGCxClimC
99 98 simpld φCintJ𝑡SY
100 95 99 elind φCintJ𝑡SXintJ𝑡SY
101 100 30 eleqtrrd φCintJ𝑡SXY
102 91 101 sseldd φCintJ𝑡SXYJ𝑡SX
103 102 42 elind φCintJ𝑡SXYJ𝑡SXX
104 33 a1i φXYX
105 eqid J𝑡S𝑡X=J𝑡S𝑡X
106 28 105 restntr J𝑡STopXJ𝑡SXYXintJ𝑡S𝑡XXY=intJ𝑡SXYJ𝑡SXX
107 23 26 104 106 syl3anc φintJ𝑡S𝑡XXY=intJ𝑡SXYJ𝑡SXX
108 8 cnfldtop JTop
109 108 a1i φJTop
110 cnex V
111 ssexg SVSV
112 5 110 111 sylancl φSV
113 restabs JTopXSSVJ𝑡S𝑡X=J𝑡X
114 109 2 112 113 syl3anc φJ𝑡S𝑡X=J𝑡X
115 114 fveq2d φintJ𝑡S𝑡X=intJ𝑡X
116 115 fveq1d φintJ𝑡S𝑡XXY=intJ𝑡XXY
117 107 116 eqtr3d φintJ𝑡SXYJ𝑡SXX=intJ𝑡XXY
118 103 117 eleqtrd φCintJ𝑡XXY
119 undif1 XCC=XC
120 42 snssd φCX
121 ssequn2 CXXC=X
122 120 121 sylib φXC=X
123 119 122 eqtrid φXCC=X
124 123 oveq2d φJ𝑡XCC=J𝑡X
125 124 fveq2d φintJ𝑡XCC=intJ𝑡X
126 undif1 XYCC=XYC
127 42 69 elind φCXY
128 127 snssd φCXY
129 ssequn2 CXYXYC=XY
130 128 129 sylib φXYC=XY
131 126 130 eqtrid φXYCC=XY
132 125 131 fveq12d φintJ𝑡XCCXYCC=intJ𝑡XXY
133 118 132 eleqtrrd φCintJ𝑡XCCXYCC
134 79 81 82 8 83 133 limcres φzXCFzFCzCXYClimC=zXCFzFCzClimC
135 81 resmptd φzXCFzFCzCXYC=zXYCFzFCzC
136 135 oveq1d φzXCFzFCzCXYClimC=zXYCFzFCzClimC
137 134 136 eqtr3d φzXCFzFCzClimC=zXYCFzFCzClimC
138 77 137 eleqtrd φKzXYCFzFCzClimC
139 eqid J𝑡Y=J𝑡Y
140 139 8 dvcnp2 SG:YYSCdomGSGJ𝑡YCnPJC
141 5 3 4 68 140 syl31anc φGJ𝑡YCnPJC
142 8 139 cnplimc YCYGJ𝑡YCnPJCG:YGCGlimC
143 64 69 142 syl2anc φGJ𝑡YCnPJCG:YGCGlimC
144 141 143 mpbid φG:YGCGlimC
145 144 simprd φGCGlimC
146 difss XYCXY
147 146 57 sstri XYCY
148 147 a1i φXYCY
149 eqid J𝑡YC=J𝑡YC
150 difssd φJ𝑡SYJ𝑡S
151 85 150 unssd φXYJ𝑡SYJ𝑡S
152 ssun1 XYXYJ𝑡SY
153 152 a1i φXYXYJ𝑡SY
154 28 ntrss J𝑡STopXYJ𝑡SYJ𝑡SXYXYJ𝑡SYintJ𝑡SXYintJ𝑡SXYJ𝑡SY
155 23 151 153 154 syl3anc φintJ𝑡SXYintJ𝑡SXYJ𝑡SY
156 155 101 sseldd φCintJ𝑡SXYJ𝑡SY
157 156 69 elind φCintJ𝑡SXYJ𝑡SYY
158 57 a1i φXYY
159 eqid J𝑡S𝑡Y=J𝑡S𝑡Y
160 28 159 restntr J𝑡STopYJ𝑡SXYYintJ𝑡S𝑡YXY=intJ𝑡SXYJ𝑡SYY
161 23 27 158 160 syl3anc φintJ𝑡S𝑡YXY=intJ𝑡SXYJ𝑡SYY
162 restabs JTopYSSVJ𝑡S𝑡Y=J𝑡Y
163 109 4 112 162 syl3anc φJ𝑡S𝑡Y=J𝑡Y
164 163 fveq2d φintJ𝑡S𝑡Y=intJ𝑡Y
165 164 fveq1d φintJ𝑡S𝑡YXY=intJ𝑡YXY
166 161 165 eqtr3d φintJ𝑡SXYJ𝑡SYY=intJ𝑡YXY
167 157 166 eleqtrd φCintJ𝑡YXY
168 69 snssd φCY
169 ssequn2 CYYC=Y
170 168 169 sylib φYC=Y
171 170 oveq2d φJ𝑡YC=J𝑡Y
172 171 fveq2d φintJ𝑡YC=intJ𝑡Y
173 172 131 fveq12d φintJ𝑡YCXYCC=intJ𝑡YXY
174 167 173 eleqtrrd φCintJ𝑡YCXYCC
175 3 148 64 8 149 174 limcres φGXYClimC=GlimC
176 3 148 feqresmpt φGXYC=zXYCGz
177 176 oveq1d φGXYClimC=zXYCGzlimC
178 175 177 eqtr3d φGlimC=zXYCGzlimC
179 145 178 eleqtrd φGCzXYCGzlimC
180 8 mpomulcn u,vuvJ×tJCnJ
181 5 1 2 dvcl φCFSKK
182 6 181 mpdan φK
183 3 69 ffvelcdmd φGC
184 182 183 opelxpd φKGC×
185 75 toponunii ×=J×tJ
186 185 cncnpi u,vuvJ×tJCnJKGC×u,vuvJ×tJCnPJKGC
187 180 184 186 sylancr φu,vuvJ×tJCnPJKGC
188 55 59 73 73 8 76 138 179 187 limccnp2 φKu,vuvGCzXYCFzFCzCu,vuvGzlimC
189 df-mpt zXYCFzFCzCu,vuvGz=zw|zXYCw=FzFCzCu,vuvGz
190 189 oveq1i zXYCFzFCzCu,vuvGzlimC=zw|zXYCw=FzFCzCu,vuvGzlimC
191 188 190 eleqtrdi φKu,vuvGCzw|zXYCw=FzFCzCu,vuvGzlimC
192 ovmul KGCKu,vuvGC=KGC
193 182 183 192 syl2anc φKu,vuvGC=KGC
194 ovmul FzFCzCGzFzFCzCu,vuvGz=FzFCzCGz
195 55 59 194 syl2anc φzXYCFzFCzCu,vuvGz=FzFCzCGz
196 195 eqeq2d φzXYCw=FzFCzCu,vuvGzw=FzFCzCGz
197 196 pm5.32da φzXYCw=FzFCzCu,vuvGzzXYCw=FzFCzCGz
198 197 opabbidv φzw|zXYCw=FzFCzCu,vuvGz=zw|zXYCw=FzFCzCGz
199 df-mpt zXYCFzFCzCGz=zw|zXYCw=FzFCzCGz
200 198 199 eqtr4di φzw|zXYCw=FzFCzCu,vuvGz=zXYCFzFCzCGz
201 200 oveq1d φzw|zXYCw=FzFCzCu,vuvGzlimC=zXYCFzFCzCGzlimC
202 191 193 201 3eltr3d φKGCzXYCFzFCzCGzlimC
203 16 simprd φLzYCGzGCzClimC
204 70 fmpttd φzYCGzGCzC:YC
205 64 ssdifssd φYC
206 eqid J𝑡YCC=J𝑡YCC
207 undif1 YCC=YC
208 207 170 eqtrid φYCC=Y
209 208 oveq2d φJ𝑡YCC=J𝑡Y
210 209 fveq2d φintJ𝑡YCC=intJ𝑡Y
211 210 131 fveq12d φintJ𝑡YCCXYCC=intJ𝑡YXY
212 167 211 eleqtrrd φCintJ𝑡YCCXYCC
213 204 62 205 8 206 212 limcres φzYCGzGCzCXYClimC=zYCGzGCzClimC
214 62 resmptd φzYCGzGCzCXYC=zXYCGzGCzC
215 214 oveq1d φzYCGzGCzCXYClimC=zXYCGzGCzClimC
216 213 215 eqtr3d φzYCGzGCzClimC=zXYCGzGCzClimC
217 203 216 eleqtrd φLzXYCGzGCzClimC
218 84 5 sstrd φXY
219 cncfmptc FCXYzXYFC:XYcn
220 43 218 73 219 syl3anc φzXYFC:XYcn
221 eqidd z=CFC=FC
222 220 127 221 cnmptlimc φFCzXYFClimC
223 43 adantr φzXYFC
224 223 fmpttd φzXYFC:XY
225 224 limcdif φzXYFClimC=zXYFCXYClimC
226 resmpt XYCXYzXYFCXYC=zXYCFC
227 146 226 mp1i φzXYFCXYC=zXYCFC
228 227 oveq1d φzXYFCXYClimC=zXYCFClimC
229 225 228 eqtrd φzXYFClimC=zXYCFClimC
230 222 229 eleqtrd φFCzXYCFClimC
231 5 3 4 dvcl φCGSLL
232 7 231 mpdan φL
233 232 43 opelxpd φLFC×
234 185 cncnpi u,vuvJ×tJCnJLFC×u,vuvJ×tJCnPJLFC
235 180 233 234 sylancr φu,vuvJ×tJCnPJLFC
236 71 44 73 73 8 76 217 230 235 limccnp2 φLu,vuvFCzXYCGzGCzCu,vuvFClimC
237 df-mpt zXYCGzGCzCu,vuvFC=zw|zXYCw=GzGCzCu,vuvFC
238 237 oveq1i zXYCGzGCzCu,vuvFClimC=zw|zXYCw=GzGCzCu,vuvFClimC
239 236 238 eleqtrdi φLu,vuvFCzw|zXYCw=GzGCzCu,vuvFClimC
240 ovmul LFCLu,vuvFC=LFC
241 232 43 240 syl2anc φLu,vuvFC=LFC
242 42 adantr φzXYCCX
243 32 242 ffvelcdmd φzXYCFC
244 ovmul GzGCzCFCGzGCzCu,vuvFC=GzGCzCFC
245 71 243 244 syl2anc φzXYCGzGCzCu,vuvFC=GzGCzCFC
246 245 eqeq2d φzXYCw=GzGCzCu,vuvFCw=GzGCzCFC
247 246 pm5.32da φzXYCw=GzGCzCu,vuvFCzXYCw=GzGCzCFC
248 247 opabbidv φzw|zXYCw=GzGCzCu,vuvFC=zw|zXYCw=GzGCzCFC
249 df-mpt zXYCGzGCzCFC=zw|zXYCw=GzGCzCFC
250 248 249 eqtr4di φzw|zXYCw=GzGCzCu,vuvFC=zXYCGzGCzCFC
251 250 oveq1d φzw|zXYCw=GzGCzCu,vuvFClimC=zXYCGzGCzCFClimC
252 239 241 251 3eltr3d φLFCzXYCGzGCzCFClimC
253 8 addcn +J×tJCnJ
254 182 183 mulcld φKGC
255 232 43 mulcld φLFC
256 254 255 opelxpd φKGCLFC×
257 185 cncnpi +J×tJCnJKGCLFC×+J×tJCnPJKGCLFC
258 253 256 257 sylancr φ+J×tJCnPJKGCLFC
259 60 72 73 73 8 76 202 252 258 limccnp2 φKGC+LFCzXYCFzFCzCGz+GzGCzCFClimC
260 37 243 subcld φzXYCFzFC
261 260 59 mulcld φzXYCFzFCGz
262 69 adantr φzXYCCY
263 56 262 ffvelcdmd φzXYCGC
264 59 263 subcld φzXYCGzGC
265 264 243 mulcld φzXYCGzGCFC
266 47 242 sseldd φzXYCC
267 48 266 subcld φzXYCzC
268 261 265 267 54 divdird φzXYCFzFCGz+GzGCFCzC=FzFCGzzC+GzGCFCzC
269 37 59 mulcld φzXYCFzGz
270 243 59 mulcld φzXYCFCGz
271 243 263 mulcld φzXYCFCGC
272 269 270 271 npncand φzXYCFzGzFCGz+FCGz-FCGC=FzGzFCGC
273 37 243 59 subdird φzXYCFzFCGz=FzGzFCGz
274 264 243 mulcomd φzXYCGzGCFC=FCGzGC
275 243 59 263 subdid φzXYCFCGzGC=FCGzFCGC
276 274 275 eqtrd φzXYCGzGCFC=FCGzFCGC
277 273 276 oveq12d φzXYCFzFCGz+GzGCFC=FzGzFCGz+FCGz-FCGC
278 1 ffnd φFFnX
279 278 adantr φzXYCFFnX
280 3 ffnd φGFnY
281 280 adantr φzXYCGFnY
282 ssexg XVXV
283 46 110 282 sylancl φXV
284 283 adantr φzXYCXV
285 ssexg YVYV
286 64 110 285 sylancl φYV
287 286 adantr φzXYCYV
288 eqid XY=XY
289 eqidd φzXYCzXFz=Fz
290 eqidd φzXYCzYGz=Gz
291 279 281 284 287 288 289 290 ofval φzXYCzXYF×fGz=FzGz
292 35 291 mpdan φzXYCF×fGz=FzGz
293 eqidd φzXYCCXFC=FC
294 eqidd φzXYCCYGC=GC
295 279 281 284 287 288 293 294 ofval φzXYCCXYF×fGC=FCGC
296 127 295 mpidan φzXYCF×fGC=FCGC
297 292 296 oveq12d φzXYCF×fGzF×fGC=FzGzFCGC
298 272 277 297 3eqtr4d φzXYCFzFCGz+GzGCFC=F×fGzF×fGC
299 298 oveq1d φzXYCFzFCGz+GzGCFCzC=F×fGzF×fGCzC
300 260 59 267 54 div23d φzXYCFzFCGzzC=FzFCzCGz
301 264 243 267 54 div23d φzXYCGzGCFCzC=GzGCzCFC
302 300 301 oveq12d φzXYCFzFCGzzC+GzGCFCzC=FzFCzCGz+GzGCzCFC
303 268 299 302 3eqtr3d φzXYCF×fGzF×fGCzC=FzFCzCGz+GzGCzCFC
304 303 mpteq2dva φzXYCF×fGzF×fGCzC=zXYCFzFCzCGz+GzGCzCFC
305 304 oveq1d φzXYCF×fGzF×fGCzClimC=zXYCFzFCzCGz+GzGCzCFClimC
306 259 305 eleqtrrd φKGC+LFCzXYCF×fGzF×fGCzClimC
307 eqid zXYCF×fGzF×fGCzC=zXYCF×fGzF×fGCzC
308 mulcl xyxy
309 308 adantl φxyxy
310 309 1 3 283 286 288 off φF×fG:XY
311 9 8 307 5 310 84 eldv φCF×fGSKGC+LFCCintJ𝑡SXYKGC+LFCzXYCF×fGzF×fGCzClimC
312 31 306 311 mpbir2and φCF×fGSKGC+LFC