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Theorem redvmptabs

Description: The derivative of the absolute value, for real numbers. (Contributed by SN, 30-Sep-2025)

Ref Expression
Hypothesis redvabs.d ⊢ D = ℝ ∖ 0
Assertion redvmptabs ⊢ dx ∈ D x d ℝ x = x ∈ D ⟼ if x < 0 − 1 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 redvabs.d ⊢ D = ℝ ∖ 0
2 partfun ⊢ x ∈ D ⟼ if x ∈ y | y < 0 − 1 1 = x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − 1 ∪ x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ 1
3 reelprrecn ⊢ ℝ ∈ ℝ ℂ
4 3 a1i ⊢ ⊤ → ℝ ∈ ℝ ℂ
5 inss1 ⊢ D ∩ y | y < 0 ⊆ D
6 difss ⊢ ℝ ∖ 0 ⊆ ℝ
7 1 6 eqsstri ⊢ D ⊆ ℝ
8 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
9 7 8 sstri ⊢ D ⊆ ℂ
10 5 9 sstri ⊢ D ∩ y | y < 0 ⊆ ℂ
11 10 sseli ⊢ x ∈ D ∩ y | y < 0 → x ∈ ℂ
12 11 adantl ⊢ ⊤ ∧ x ∈ D ∩ y | y < 0 → x ∈ ℂ
13 1cnd ⊢ ⊤ ∧ x ∈ D ∩ y | y < 0 → 1 ∈ ℂ
14 8 a1i ⊢ ⊤ → ℝ ⊆ ℂ
15 14 sselda ⊢ ⊤ ∧ x ∈ ℝ → x ∈ ℂ
16 1red ⊢ ⊤ ∧ x ∈ ℝ → 1 ∈ ℝ
17 4 dvmptid ⊢ ⊤ → dx ∈ ℝ x d ℝ x = x ∈ ℝ ⟼ 1
18 ssinss1 ⊢ D ⊆ ℝ → D ∩ y | y < 0 ⊆ ℝ
19 7 18 mp1i ⊢ ⊤ → D ∩ y | y < 0 ⊆ ℝ
20 tgioo4 ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
21 eqid ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld = TopOpen ⁡ ℂ fld
22 1 eleq2i ⊢ x ∈ D ↔ x ∈ ℝ ∖ 0
23 eldifsn ⊢ x ∈ ℝ ∖ 0 ↔ x ∈ ℝ ∧ x ≠ 0
24 22 23 bitri ⊢ x ∈ D ↔ x ∈ ℝ ∧ x ≠ 0
25 vex ⊢ x ∈ V
26 breq1 ⊢ y = x → y < 0 ↔ x < 0
27 25 26 elab ⊢ x ∈ y | y < 0 ↔ x < 0
28 24 27 anbi12i ⊢ x ∈ D ∧ x ∈ y | y < 0 ↔ x ∈ ℝ ∧ x ≠ 0 ∧ x < 0
29 lt0ne0 ⊢ x ∈ ℝ ∧ x < 0 → x ≠ 0
30 29 expcom ⊢ x < 0 → x ∈ ℝ → x ≠ 0
31 30 pm4.71d ⊢ x < 0 → x ∈ ℝ ↔ x ∈ ℝ ∧ x ≠ 0
32 31 bicomd ⊢ x < 0 → x ∈ ℝ ∧ x ≠ 0 ↔ x ∈ ℝ
33 32 pm5.32ri ⊢ x ∈ ℝ ∧ x ≠ 0 ∧ x < 0 ↔ x ∈ ℝ ∧ x < 0
34 28 33 bitri ⊢ x ∈ D ∧ x ∈ y | y < 0 ↔ x ∈ ℝ ∧ x < 0
35 elin ⊢ x ∈ D ∩ y | y < 0 ↔ x ∈ D ∧ x ∈ y | y < 0
36 0xr ⊢ 0 ∈ ℝ *
37 elioomnf ⊢ 0 ∈ ℝ * → x ∈ −∞ 0 ↔ x ∈ ℝ ∧ x < 0
38 36 37 ax-mp ⊢ x ∈ −∞ 0 ↔ x ∈ ℝ ∧ x < 0
39 34 35 38 3bitr4i ⊢ x ∈ D ∩ y | y < 0 ↔ x ∈ −∞ 0
40 39 eqriv ⊢ D ∩ y | y < 0 = −∞ 0
41 iooretop ⊢ −∞ 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
42 40 41 eqeltri ⊢ D ∩ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
43 42 a1i ⊢ ⊤ → D ∩ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
44 4 15 16 17 19 20 21 43 dvmptres ⊢ ⊤ → dx ∈ D ∩ y | y < 0 x d ℝ x = x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ 1
45 4 12 13 44 dvmptneg ⊢ ⊤ → dx ∈ D ∩ y | y < 0 − x d ℝ x = x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − 1
46 45 mptru ⊢ dx ∈ D ∩ y | y < 0 − x d ℝ x = x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − 1
47 7 a1i ⊢ ⊤ → D ⊆ ℝ
48 47 ssdifssd ⊢ ⊤ → D ∖ y | y < 0 ⊆ ℝ
49 27 notbii ⊢ ¬ x ∈ y | y < 0 ↔ ¬ x < 0
50 24 49 anbi12i ⊢ x ∈ D ∧ ¬ x ∈ y | y < 0 ↔ x ∈ ℝ ∧ x ≠ 0 ∧ ¬ x < 0
51 anass ⊢ x ∈ ℝ ∧ x ≠ 0 ∧ ¬ x < 0 ↔ x ∈ ℝ ∧ x ≠ 0 ∧ ¬ x < 0
52 elre0re ⊢ x ∈ ℝ → 0 ∈ ℝ
53 id ⊢ x ∈ ℝ → x ∈ ℝ
54 52 53 lttrid ⊢ x ∈ ℝ → 0 < x ↔ ¬ 0 = x ∨ x < 0
55 ioran ⊢ ¬ 0 = x ∨ x < 0 ↔ ¬ 0 = x ∧ ¬ x < 0
56 nesym ⊢ x ≠ 0 ↔ ¬ 0 = x
57 56 bicomi ⊢ ¬ 0 = x ↔ x ≠ 0
58 55 57 bianbi ⊢ ¬ 0 = x ∨ x < 0 ↔ x ≠ 0 ∧ ¬ x < 0
59 54 58 bitr2di ⊢ x ∈ ℝ → x ≠ 0 ∧ ¬ x < 0 ↔ 0 < x
60 59 pm5.32i ⊢ x ∈ ℝ ∧ x ≠ 0 ∧ ¬ x < 0 ↔ x ∈ ℝ ∧ 0 < x
61 50 51 60 3bitri ⊢ x ∈ D ∧ ¬ x ∈ y | y < 0 ↔ x ∈ ℝ ∧ 0 < x
62 eldif ⊢ x ∈ D ∖ y | y < 0 ↔ x ∈ D ∧ ¬ x ∈ y | y < 0
63 repos ⊢ x ∈ 0 +∞ ↔ x ∈ ℝ ∧ 0 < x
64 61 62 63 3bitr4i ⊢ x ∈ D ∖ y | y < 0 ↔ x ∈ 0 +∞
65 64 eqriv ⊢ D ∖ y | y < 0 = 0 +∞
66 iooretop ⊢ 0 +∞ ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
67 65 66 eqeltri ⊢ D ∖ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
68 67 a1i ⊢ ⊤ → D ∖ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
69 4 15 16 17 48 20 21 68 dvmptres ⊢ ⊤ → dx ∈ D ∖ y | y < 0 x d ℝ x = x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ 1
70 69 mptru ⊢ dx ∈ D ∖ y | y < 0 x d ℝ x = x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ 1
71 46 70 uneq12i ⊢ dx ∈ D ∩ y | y < 0 − x d ℝ x ∪ dx ∈ D ∖ y | y < 0 x d ℝ x = x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − 1 ∪ x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ 1
72 12 negcld ⊢ ⊤ ∧ x ∈ D ∩ y | y < 0 → − x ∈ ℂ
73 72 fmpttd ⊢ ⊤ → x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − x : D ∩ y | y < 0 ⟶ ℂ
74 ssdifss ⊢ D ⊆ ℝ → D ∖ y | y < 0 ⊆ ℝ
75 7 74 ax-mp ⊢ D ∖ y | y < 0 ⊆ ℝ
76 75 8 sstri ⊢ D ∖ y | y < 0 ⊆ ℂ
77 76 a1i ⊢ ⊤ → D ∖ y | y < 0 ⊆ ℂ
78 77 sselda ⊢ ⊤ ∧ x ∈ D ∖ y | y < 0 → x ∈ ℂ
79 78 fmpttd ⊢ ⊤ → x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ x : D ∖ y | y < 0 ⟶ ℂ
80 inindif ⊢ D ∩ y | y < 0 ∩ D ∖ y | y < 0 = ∅
81 80 a1i ⊢ ⊤ → D ∩ y | y < 0 ∩ D ∖ y | y < 0 = ∅
82 retop ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top
83 isopn3i ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top ∧ D ∩ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∩ y | y < 0 = D ∩ y | y < 0
84 82 42 83 mp2an ⊢ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∩ y | y < 0 = D ∩ y | y < 0
85 isopn3i ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top ∧ D ∖ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∖ y | y < 0 = D ∖ y | y < 0
86 82 67 85 mp2an ⊢ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∖ y | y < 0 = D ∖ y | y < 0
87 84 86 uneq12i ⊢ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∩ y | y < 0 ∪ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∖ y | y < 0 = D ∩ y | y < 0 ∪ D ∖ y | y < 0
88 unopn ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top ∧ D ∩ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ∧ D ∖ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → D ∩ y | y < 0 ∪ D ∖ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
89 82 42 67 88 mp3an ⊢ D ∩ y | y < 0 ∪ D ∖ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
90 isopn3i ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top ∧ D ∩ y | y < 0 ∪ D ∖ y | y < 0 ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∩ y | y < 0 ∪ D ∖ y | y < 0 = D ∩ y | y < 0 ∪ D ∖ y | y < 0
91 82 89 90 mp2an ⊢ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∩ y | y < 0 ∪ D ∖ y | y < 0 = D ∩ y | y < 0 ∪ D ∖ y | y < 0
92 87 91 eqtr4i ⊢ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∩ y | y < 0 ∪ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∖ y | y < 0 = int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∩ y | y < 0 ∪ D ∖ y | y < 0
93 92 a1i ⊢ ⊤ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∩ y | y < 0 ∪ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∖ y | y < 0 = int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ D ∩ y | y < 0 ∪ D ∖ y | y < 0
94 20 21 14 73 79 19 48 81 93 dvun ⊢ ⊤ → dx ∈ D ∩ y | y < 0 − x d ℝ x ∪ dx ∈ D ∖ y | y < 0 x d ℝ x = ℝ D x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − x ∪ x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ x
95 94 mptru ⊢ dx ∈ D ∩ y | y < 0 − x d ℝ x ∪ dx ∈ D ∖ y | y < 0 x d ℝ x = ℝ D x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − x ∪ x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ x
96 2 71 95 3eqtr2ri ⊢ ℝ D x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − x ∪ x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ x = x ∈ D ⟼ if x ∈ y | y < 0 − 1 1
97 partfun ⊢ x ∈ D ⟼ if x ∈ y | y < 0 − x x = x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − x ∪ x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ x
98 elioore ⊢ x ∈ −∞ 0 → x ∈ ℝ
99 0red ⊢ x ∈ −∞ 0 → 0 ∈ ℝ
100 38 simprbi ⊢ x ∈ −∞ 0 → x < 0
101 98 99 100 ltled ⊢ x ∈ −∞ 0 → x ≤ 0
102 98 101 absnidd ⊢ x ∈ −∞ 0 → x = − x
103 102 eqcomd ⊢ x ∈ −∞ 0 → − x = x
104 103 40 eleq2s ⊢ x ∈ D ∩ y | y < 0 → − x = x
105 35 104 sylbir ⊢ x ∈ D ∧ x ∈ y | y < 0 → − x = x
106 rpabsid ⊢ x ∈ ℝ + → x = x
107 106 eqcomd ⊢ x ∈ ℝ + → x = x
108 ioorp ⊢ 0 +∞ = ℝ +
109 107 108 eleq2s ⊢ x ∈ 0 +∞ → x = x
110 109 65 eleq2s ⊢ x ∈ D ∖ y | y < 0 → x = x
111 62 110 sylbir ⊢ x ∈ D ∧ ¬ x ∈ y | y < 0 → x = x
112 105 111 ifeqda ⊢ x ∈ D → if x ∈ y | y < 0 − x x = x
113 112 mpteq2ia ⊢ x ∈ D ⟼ if x ∈ y | y < 0 − x x = x ∈ D ⟼ x
114 97 113 eqtr3i ⊢ x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − x ∪ x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ x = x ∈ D ⟼ x
115 114 oveq2i ⊢ ℝ D x ∈ D ∩ y | y < 0 ⟼ − x ∪ x ∈ D ∖ y | y < 0 ⟼ x = dx ∈ D x d ℝ x
116 eqid ⊢ 1 = 1
117 27 116 ifbieq2i ⊢ if x ∈ y | y < 0 − 1 1 = if x < 0 − 1 1
118 117 mpteq2i ⊢ x ∈ D ⟼ if x ∈ y | y < 0 − 1 1 = x ∈ D ⟼ if x < 0 − 1 1
119 96 115 118 3eqtr3i ⊢ dx ∈ D x d ℝ x = x ∈ D ⟼ if x < 0 − 1 1