Metamath Proof Explorer


Theorem dvrecg

Description: Derivative of the reciprocal of a function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses dvrecg.s โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ { โ„ , โ„‚ } )
dvrecg.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
dvrecg.b โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ต โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) )
dvrecg.c โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ถ โˆˆ ๐‘‰ )
dvrecg.db โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘† D ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ต ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ถ ) )
Assertion dvrecg ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘† D ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ด / ๐ต ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ - ( ( ๐ด ยท ๐ถ ) / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvrecg.s โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ { โ„ , โ„‚ } )
2 dvrecg.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
3 dvrecg.b โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ต โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) )
4 dvrecg.c โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ถ โˆˆ ๐‘‰ )
5 dvrecg.db โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘† D ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ต ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ถ ) )
6 cnelprrecn โŠข โ„‚ โˆˆ { โ„ , โ„‚ }
7 6 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โ„‚ โˆˆ { โ„ , โ„‚ } )
8 2 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
9 eldifi โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ )
10 9 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ )
11 eldifsni โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†’ ๐‘ฆ โ‰  0 )
12 11 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) ) โ†’ ๐‘ฆ โ‰  0 )
13 8 10 12 divcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) ) โ†’ ( ๐ด / ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„‚ )
14 10 sqcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
15 2z โŠข 2 โˆˆ โ„ค
16 15 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) ) โ†’ 2 โˆˆ โ„ค )
17 10 12 16 expne0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) โ‰  0 )
18 8 14 17 divcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) ) โ†’ ( ๐ด / ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„‚ )
19 18 negcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) ) โ†’ - ( ๐ด / ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„‚ )
20 dvrec โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( โ„‚ D ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†ฆ ( ๐ด / ๐‘ฆ ) ) ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†ฆ - ( ๐ด / ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) )
21 2 20 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ„‚ D ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†ฆ ( ๐ด / ๐‘ฆ ) ) ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†ฆ - ( ๐ด / ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) ) )
22 oveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐ต โ†’ ( ๐ด / ๐‘ฆ ) = ( ๐ด / ๐ต ) )
23 oveq1 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐ต โ†’ ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) = ( ๐ต โ†‘ 2 ) )
24 23 oveq2d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐ต โ†’ ( ๐ด / ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) = ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) )
25 24 negeqd โŠข ( ๐‘ฆ = ๐ต โ†’ - ( ๐ด / ( ๐‘ฆ โ†‘ 2 ) ) = - ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) )
26 1 7 3 4 13 19 5 21 22 25 dvmptco โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘† D ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ด / ๐ต ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( - ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ยท ๐ถ ) ) )
27 2 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
28 eldifi โŠข ( ๐ต โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
29 3 28 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
30 29 sqcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) โˆˆ โ„‚ )
31 eldifsn โŠข ( ๐ต โˆˆ ( โ„‚ โˆ– { 0 } ) โ†” ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โ‰  0 ) )
32 3 31 sylib โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โ‰  0 ) )
33 32 simprd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ต โ‰  0 )
34 15 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ 2 โˆˆ โ„ค )
35 29 33 34 expne0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ 2 ) โ‰  0 )
36 27 30 35 divcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) โˆˆ โ„‚ )
37 1 29 4 5 dvmptcl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
38 36 37 mulneg1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( - ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ยท ๐ถ ) = - ( ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ยท ๐ถ ) )
39 27 37 30 35 div23d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐ถ ) / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) = ( ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ยท ๐ถ ) )
40 39 eqcomd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ยท ๐ถ ) = ( ( ๐ด ยท ๐ถ ) / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) )
41 40 negeqd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ - ( ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ยท ๐ถ ) = - ( ( ๐ด ยท ๐ถ ) / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) )
42 38 41 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( - ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ยท ๐ถ ) = - ( ( ๐ด ยท ๐ถ ) / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) )
43 42 mpteq2dva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( - ( ๐ด / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ยท ๐ถ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ - ( ( ๐ด ยท ๐ถ ) / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ) )
44 26 43 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘† D ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ด / ๐ต ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ - ( ( ๐ด ยท ๐ถ ) / ( ๐ต โ†‘ 2 ) ) ) )