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Theorem dvcobr

Description: The chain rule for derivatives at a point. For the (simpler but more limited) function version, see dvco . (Contributed by Mario Carneiro, 9-Aug-2014) (Revised by Mario Carneiro, 28-Dec-2016)

Ref Expression
Hypotheses dvco.f φ F : X
dvco.x φ X S
dvco.g φ G : Y X
dvco.y φ Y T
dvcobr.s φ S
dvcobr.t φ T
dvco.k φ K V
dvco.l φ L V
dvco.bf φ G C F S K
dvco.bg φ C G T L
dvco.j J = TopOpen fld
Assertion dvcobr φ C F G T K L

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvco.f φ F : X
2 dvco.x φ X S
3 dvco.g φ G : Y X
4 dvco.y φ Y T
5 dvcobr.s φ S
6 dvcobr.t φ T
7 dvco.k φ K V
8 dvco.l φ L V
9 dvco.bf φ G C F S K
10 dvco.bg φ C G T L
11 dvco.j J = TopOpen fld
12 eqid J 𝑡 T = J 𝑡 T
13 eqid z Y C G z G C z C = z Y C G z G C z C
14 2 5 sstrd φ X
15 3 14 fssd φ G : Y
16 12 11 13 6 15 4 eldv φ C G T L C int J 𝑡 T Y L z Y C G z G C z C lim C
17 10 16 mpbid φ C int J 𝑡 T Y L z Y C G z G C z C lim C
18 17 simpld φ C int J 𝑡 T Y
19 5 1 2 dvcl φ G C F S K K
20 9 19 mpdan φ K
21 20 ad2antrr φ z Y C G z = G C K
22 1 adantr φ z Y C F : X
23 eldifi z Y C z Y
24 ffvelrn G : Y X z Y G z X
25 3 23 24 syl2an φ z Y C G z X
26 22 25 ffvelrnd φ z Y C F G z
27 26 adantr φ z Y C ¬ G z = G C F G z
28 3 adantr φ z Y C G : Y X
29 6 15 4 dvbss φ dom G T Y
30 reldv Rel G T
31 releldm Rel G T C G T L C dom G T
32 30 10 31 sylancr φ C dom G T
33 29 32 sseldd φ C Y
34 33 adantr φ z Y C C Y
35 28 34 ffvelrnd φ z Y C G C X
36 22 35 ffvelrnd φ z Y C F G C
37 36 adantr φ z Y C ¬ G z = G C F G C
38 27 37 subcld φ z Y C ¬ G z = G C F G z F G C
39 15 ad2antrr φ z Y C ¬ G z = G C G : Y
40 23 ad2antlr φ z Y C ¬ G z = G C z Y
41 39 40 ffvelrnd φ z Y C ¬ G z = G C G z
42 33 ad2antrr φ z Y C ¬ G z = G C C Y
43 39 42 ffvelrnd φ z Y C ¬ G z = G C G C
44 41 43 subcld φ z Y C ¬ G z = G C G z G C
45 simpr φ z Y C ¬ G z = G C ¬ G z = G C
46 41 43 subeq0ad φ z Y C ¬ G z = G C G z G C = 0 G z = G C
47 46 necon3abid φ z Y C ¬ G z = G C G z G C 0 ¬ G z = G C
48 45 47 mpbird φ z Y C ¬ G z = G C G z G C 0
49 38 44 48 divcld φ z Y C ¬ G z = G C F G z F G C G z G C
50 21 49 ifclda φ z Y C if G z = G C K F G z F G C G z G C
51 4 6 sstrd φ Y
52 15 51 33 dvlem φ z Y C G z G C z C
53 ssidd φ
54 11 cnfldtopon J TopOn
55 txtopon J TopOn J TopOn J × t J TopOn ×
56 54 54 55 mp2an J × t J TopOn ×
57 56 toponrestid J × t J = J × t J 𝑡 ×
58 25 anim1i φ z Y C G z G C G z X G z G C
59 eldifsn G z X G C G z X G z G C
60 58 59 sylibr φ z Y C G z G C G z X G C
61 60 anasss φ z Y C G z G C G z X G C
62 eldifsni y X G C y G C
63 ifnefalse y G C if y = G C K F y F G C y G C = F y F G C y G C
64 62 63 syl y X G C if y = G C K F y F G C y G C = F y F G C y G C
65 64 adantl φ y X G C if y = G C K F y F G C y G C = F y F G C y G C
66 3 33 ffvelrnd φ G C X
67 1 14 66 dvlem φ y X G C F y F G C y G C
68 65 67 eqeltrd φ y X G C if y = G C K F y F G C y G C
69 limcresi G lim C G Y C lim C
70 3 feqmptd φ G = z Y G z
71 70 reseq1d φ G Y C = z Y G z Y C
72 difss Y C Y
73 resmpt Y C Y z Y G z Y C = z Y C G z
74 72 73 ax-mp z Y G z Y C = z Y C G z
75 71 74 eqtrdi φ G Y C = z Y C G z
76 75 oveq1d φ G Y C lim C = z Y C G z lim C
77 69 76 sseqtrid φ G lim C z Y C G z lim C
78 eqid J 𝑡 Y = J 𝑡 Y
79 78 11 dvcnp2 T G : Y Y T C dom G T G J 𝑡 Y CnP J C
80 6 15 4 32 79 syl31anc φ G J 𝑡 Y CnP J C
81 11 78 cnplimc Y C Y G J 𝑡 Y CnP J C G : Y G C G lim C
82 51 33 81 syl2anc φ G J 𝑡 Y CnP J C G : Y G C G lim C
83 80 82 mpbid φ G : Y G C G lim C
84 83 simprd φ G C G lim C
85 77 84 sseldd φ G C z Y C G z lim C
86 eqid J 𝑡 S = J 𝑡 S
87 eqid y X G C F y F G C y G C = y X G C F y F G C y G C
88 86 11 87 5 1 2 eldv φ G C F S K G C int J 𝑡 S X K y X G C F y F G C y G C lim G C
89 9 88 mpbid φ G C int J 𝑡 S X K y X G C F y F G C y G C lim G C
90 89 simprd φ K y X G C F y F G C y G C lim G C
91 64 mpteq2ia y X G C if y = G C K F y F G C y G C = y X G C F y F G C y G C
92 91 oveq1i y X G C if y = G C K F y F G C y G C lim G C = y X G C F y F G C y G C lim G C
93 90 92 eleqtrrdi φ K y X G C if y = G C K F y F G C y G C lim G C
94 eqeq1 y = G z y = G C G z = G C
95 fveq2 y = G z F y = F G z
96 95 oveq1d y = G z F y F G C = F G z F G C
97 oveq1 y = G z y G C = G z G C
98 96 97 oveq12d y = G z F y F G C y G C = F G z F G C G z G C
99 94 98 ifbieq2d y = G z if y = G C K F y F G C y G C = if G z = G C K F G z F G C G z G C
100 iftrue G z = G C if G z = G C K F G z F G C G z G C = K
101 100 ad2antll φ z Y C G z = G C if G z = G C K F G z F G C G z G C = K
102 61 68 85 93 99 101 limcco φ K z Y C if G z = G C K F G z F G C G z G C lim C
103 17 simprd φ L z Y C G z G C z C lim C
104 11 mulcn × J × t J Cn J
105 6 15 4 dvcl φ C G T L L
106 10 105 mpdan φ L
107 20 106 opelxpd φ K L ×
108 56 toponunii × = J × t J
109 108 cncnpi × J × t J Cn J K L × × J × t J CnP J K L
110 104 107 109 sylancr φ × J × t J CnP J K L
111 50 52 53 53 11 57 102 103 110 limccnp2 φ K L z Y C if G z = G C K F G z F G C G z G C G z G C z C lim C
112 oveq1 K = if G z = G C K F G z F G C G z G C K G z G C z C = if G z = G C K F G z F G C G z G C G z G C z C
113 112 eqeq1d K = if G z = G C K F G z F G C G z G C K G z G C z C = F G z F G C z C if G z = G C K F G z F G C G z G C G z G C z C = F G z F G C z C
114 oveq1 F G z F G C G z G C = if G z = G C K F G z F G C G z G C F G z F G C G z G C G z G C z C = if G z = G C K F G z F G C G z G C G z G C z C
115 114 eqeq1d F G z F G C G z G C = if G z = G C K F G z F G C G z G C F G z F G C G z G C G z G C z C = F G z F G C z C if G z = G C K F G z F G C G z G C G z G C z C = F G z F G C z C
116 21 mul01d φ z Y C G z = G C K 0 = 0
117 14 adantr φ z Y C X
118 117 25 sseldd φ z Y C G z
119 117 35 sseldd φ z Y C G C
120 118 119 subeq0ad φ z Y C G z G C = 0 G z = G C
121 120 biimpar φ z Y C G z = G C G z G C = 0
122 121 oveq1d φ z Y C G z = G C G z G C z C = 0 z C
123 51 adantr φ z Y C Y
124 23 adantl φ z Y C z Y
125 123 124 sseldd φ z Y C z
126 123 34 sseldd φ z Y C C
127 125 126 subcld φ z Y C z C
128 eldifsni z Y C z C
129 128 adantl φ z Y C z C
130 125 126 129 subne0d φ z Y C z C 0
131 127 130 div0d φ z Y C 0 z C = 0
132 131 adantr φ z Y C G z = G C 0 z C = 0
133 122 132 eqtrd φ z Y C G z = G C G z G C z C = 0
134 133 oveq2d φ z Y C G z = G C K G z G C z C = K 0
135 fveq2 G z = G C F G z = F G C
136 26 36 subeq0ad φ z Y C F G z F G C = 0 F G z = F G C
137 135 136 syl5ibr φ z Y C G z = G C F G z F G C = 0
138 137 imp φ z Y C G z = G C F G z F G C = 0
139 138 oveq1d φ z Y C G z = G C F G z F G C z C = 0 z C
140 139 132 eqtrd φ z Y C G z = G C F G z F G C z C = 0
141 116 134 140 3eqtr4d φ z Y C G z = G C K G z G C z C = F G z F G C z C
142 127 adantr φ z Y C ¬ G z = G C z C
143 130 adantr φ z Y C ¬ G z = G C z C 0
144 38 44 142 48 143 dmdcan2d φ z Y C ¬ G z = G C F G z F G C G z G C G z G C z C = F G z F G C z C
145 113 115 141 144 ifbothda φ z Y C if G z = G C K F G z F G C G z G C G z G C z C = F G z F G C z C
146 fvco3 G : Y X z Y F G z = F G z
147 3 23 146 syl2an φ z Y C F G z = F G z
148 fvco3 G : Y X C Y F G C = F G C
149 3 33 148 syl2anc φ F G C = F G C
150 149 adantr φ z Y C F G C = F G C
151 147 150 oveq12d φ z Y C F G z F G C = F G z F G C
152 151 oveq1d φ z Y C F G z F G C z C = F G z F G C z C
153 145 152 eqtr4d φ z Y C if G z = G C K F G z F G C G z G C G z G C z C = F G z F G C z C
154 153 mpteq2dva φ z Y C if G z = G C K F G z F G C G z G C G z G C z C = z Y C F G z F G C z C
155 154 oveq1d φ z Y C if G z = G C K F G z F G C G z G C G z G C z C lim C = z Y C F G z F G C z C lim C
156 111 155 eleqtrd φ K L z Y C F G z F G C z C lim C
157 eqid z Y C F G z F G C z C = z Y C F G z F G C z C
158 fco F : X G : Y X F G : Y
159 1 3 158 syl2anc φ F G : Y
160 12 11 157 6 159 4 eldv φ C F G T K L C int J 𝑡 T Y K L z Y C F G z F G C z C lim C
161 18 156 160 mpbir2and φ C F G T K L