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Theorem expgrowthi

Description: Exponential growth and decay model. See expgrowth for more information. (Contributed by Steve Rodriguez, 4-Nov-2015)

Ref Expression
Hypotheses expgrowthi.s ⊢ φ → S ∈ ℝ ℂ
expgrowthi.k ⊢ φ → K ∈ ℂ
expgrowthi.y0 ⊢ φ → C ∈ ℂ
expgrowthi.yt ⊢ Y = t ∈ S ⟼ C ⁢ e K ⁢ t
Assertion expgrowthi ⊢ φ → S D Y = S × K × f Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 expgrowthi.s ⊢ φ → S ∈ ℝ ℂ
2 expgrowthi.k ⊢ φ → K ∈ ℂ
3 expgrowthi.y0 ⊢ φ → C ∈ ℂ
4 expgrowthi.yt ⊢ Y = t ∈ S ⟼ C ⁢ e K ⁢ t
5 oveq2 ⊢ t = y → K ⁢ t = K ⁢ y
6 5 fveq2d ⊢ t = y → e K ⁢ t = e K ⁢ y
7 6 oveq2d ⊢ t = y → C ⁢ e K ⁢ t = C ⁢ e K ⁢ y
8 7 cbvmptv ⊢ t ∈ S ⟼ C ⁢ e K ⁢ t = y ∈ S ⟼ C ⁢ e K ⁢ y
9 4 8 eqtri ⊢ Y = y ∈ S ⟼ C ⁢ e K ⁢ y
10 9 oveq2i ⊢ S D Y = dy ∈ S C ⁢ e K ⁢ y dS y
11 elpri ⊢ S ∈ ℝ ℂ → S = ℝ ∨ S = ℂ
12 eleq2 ⊢ S = ℝ → y ∈ S ↔ y ∈ ℝ
13 recn ⊢ y ∈ ℝ → y ∈ ℂ
14 12 13 biimtrdi ⊢ S = ℝ → y ∈ S → y ∈ ℂ
15 eleq2 ⊢ S = ℂ → y ∈ S ↔ y ∈ ℂ
16 15 biimpd ⊢ S = ℂ → y ∈ S → y ∈ ℂ
17 14 16 jaoi ⊢ S = ℝ ∨ S = ℂ → y ∈ S → y ∈ ℂ
18 1 11 17 3syl ⊢ φ → y ∈ S → y ∈ ℂ
19 18 imp ⊢ φ ∧ y ∈ S → y ∈ ℂ
20 mulcl ⊢ K ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → K ⁢ y ∈ ℂ
21 2 20 sylan ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ → K ⁢ y ∈ ℂ
22 efcl ⊢ K ⁢ y ∈ ℂ → e K ⁢ y ∈ ℂ
23 21 22 syl ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ → e K ⁢ y ∈ ℂ
24 19 23 syldan ⊢ φ ∧ y ∈ S → e K ⁢ y ∈ ℂ
25 ovexd ⊢ φ ∧ y ∈ S → K ⁢ e K ⁢ y ∈ V
26 cnelprrecn ⊢ ℂ ∈ ℝ ℂ
27 26 a1i ⊢ φ → ℂ ∈ ℝ ℂ
28 19 21 syldan ⊢ φ ∧ y ∈ S → K ⁢ y ∈ ℂ
29 2 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S → K ∈ ℂ
30 efcl ⊢ x ∈ ℂ → e x ∈ ℂ
31 30 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → e x ∈ ℂ
32 1cnd ⊢ φ ∧ y ∈ S → 1 ∈ ℂ
33 1 dvmptid ⊢ φ → dy ∈ S y dS y = y ∈ S ⟼ 1
34 1 19 32 33 2 dvmptcmul ⊢ φ → dy ∈ S K ⁢ y dS y = y ∈ S ⟼ K ⋅ 1
35 2 mulridd ⊢ φ → K ⋅ 1 = K
36 35 mpteq2dv ⊢ φ → y ∈ S ⟼ K ⋅ 1 = y ∈ S ⟼ K
37 34 36 eqtrd ⊢ φ → dy ∈ S K ⁢ y dS y = y ∈ S ⟼ K
38 dvef ⊢ ℂ D exp = exp
39 eff ⊢ exp : ℂ ⟶ ℂ
40 ffn ⊢ exp : ℂ ⟶ ℂ → exp Fn ℂ
41 39 40 ax-mp ⊢ exp Fn ℂ
42 dffn5 ⊢ exp Fn ℂ ↔ exp = x ∈ ℂ ⟼ e x
43 41 42 mpbi ⊢ exp = x ∈ ℂ ⟼ e x
44 43 oveq2i ⊢ ℂ D exp = dx ∈ ℂ e x d ℂ x
45 38 44 43 3eqtr3i ⊢ dx ∈ ℂ e x d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ e x
46 45 a1i ⊢ φ → dx ∈ ℂ e x d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ e x
47 fveq2 ⊢ x = K ⁢ y → e x = e K ⁢ y
48 1 27 28 29 31 31 37 46 47 47 dvmptco ⊢ φ → dy ∈ S e K ⁢ y dS y = y ∈ S ⟼ e K ⁢ y ⁢ K
49 mulcom ⊢ e K ⁢ y ∈ ℂ ∧ K ∈ ℂ → e K ⁢ y ⁢ K = K ⁢ e K ⁢ y
50 24 2 49 syl2anr ⊢ φ ∧ φ ∧ y ∈ S → e K ⁢ y ⁢ K = K ⁢ e K ⁢ y
51 50 anabss5 ⊢ φ ∧ y ∈ S → e K ⁢ y ⁢ K = K ⁢ e K ⁢ y
52 51 mpteq2dva ⊢ φ → y ∈ S ⟼ e K ⁢ y ⁢ K = y ∈ S ⟼ K ⁢ e K ⁢ y
53 48 52 eqtrd ⊢ φ → dy ∈ S e K ⁢ y dS y = y ∈ S ⟼ K ⁢ e K ⁢ y
54 1 24 25 53 3 dvmptcmul ⊢ φ → dy ∈ S C ⁢ e K ⁢ y dS y = y ∈ S ⟼ C ⁢ K ⁢ e K ⁢ y
55 3 2 24 3anim123i ⊢ φ ∧ φ ∧ φ ∧ y ∈ S → C ∈ ℂ ∧ K ∈ ℂ ∧ e K ⁢ y ∈ ℂ
56 55 3anidm12 ⊢ φ ∧ φ ∧ y ∈ S → C ∈ ℂ ∧ K ∈ ℂ ∧ e K ⁢ y ∈ ℂ
57 56 anabss5 ⊢ φ ∧ y ∈ S → C ∈ ℂ ∧ K ∈ ℂ ∧ e K ⁢ y ∈ ℂ
58 mul12 ⊢ C ∈ ℂ ∧ K ∈ ℂ ∧ e K ⁢ y ∈ ℂ → C ⁢ K ⁢ e K ⁢ y = K ⁢ C ⁢ e K ⁢ y
59 57 58 syl ⊢ φ ∧ y ∈ S → C ⁢ K ⁢ e K ⁢ y = K ⁢ C ⁢ e K ⁢ y
60 59 mpteq2dva ⊢ φ → y ∈ S ⟼ C ⁢ K ⁢ e K ⁢ y = y ∈ S ⟼ K ⁢ C ⁢ e K ⁢ y
61 54 60 eqtrd ⊢ φ → dy ∈ S C ⁢ e K ⁢ y dS y = y ∈ S ⟼ K ⁢ C ⁢ e K ⁢ y
62 10 61 eqtrid ⊢ φ → S D Y = y ∈ S ⟼ K ⁢ C ⁢ e K ⁢ y
63 ovexd ⊢ φ ∧ y ∈ S → C ⁢ e K ⁢ y ∈ V
64 fconstmpt ⊢ S × K = y ∈ S ⟼ K
65 64 a1i ⊢ φ → S × K = y ∈ S ⟼ K
66 9 a1i ⊢ φ → Y = y ∈ S ⟼ C ⁢ e K ⁢ y
67 1 29 63 65 66 offval2 ⊢ φ → S × K × f Y = y ∈ S ⟼ K ⁢ C ⁢ e K ⁢ y
68 62 67 eqtr4d ⊢ φ → S D Y = S × K × f Y