MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  advlog Structured version   Visualization version   Unicode version

Theorem advlog 23678
Description: The antiderivative of the logarithm. (Contributed by Mario Carneiro, 21-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
advlog  |-  ( RR 
_D  ( x  e.  RR+  |->  ( x  x.  ( ( log `  x
)  -  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) )

Proof of Theorem advlog
StepHypRef Expression
1 reelprrecn 9649 . . . . 5  |-  RR  e.  { RR ,  CC }
21a1i 11 . . . 4  |-  ( T. 
->  RR  e.  { RR ,  CC } )
3 rpre 11331 . . . . . 6  |-  ( x  e.  RR+  ->  x  e.  RR )
43adantl 473 . . . . 5  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  x  e.  RR )
54recnd 9687 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  x  e.  CC )
6 1cnd 9677 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  1  e.  CC )
7 recn 9647 . . . . . 6  |-  ( x  e.  RR  ->  x  e.  CC )
87adantl 473 . . . . 5  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR )  ->  x  e.  CC )
9 1red 9676 . . . . 5  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR )  ->  1  e.  RR )
102dvmptid 22990 . . . . 5  |-  ( T. 
->  ( RR  _D  (
x  e.  RR  |->  x ) )  =  ( x  e.  RR  |->  1 ) )
11 rpssre 11335 . . . . . 6  |-  RR+  C_  RR
1211a1i 11 . . . . 5  |-  ( T. 
->  RR+  C_  RR )
13 eqid 2471 . . . . . 6  |-  ( TopOpen ` fld )  =  ( TopOpen ` fld )
1413tgioo2 21899 . . . . 5  |-  ( topGen ` 
ran  (,) )  =  ( ( TopOpen ` fld )t  RR )
15 ioorp 11737 . . . . . . 7  |-  ( 0 (,) +oo )  = 
RR+
16 iooretop 21864 . . . . . . 7  |-  ( 0 (,) +oo )  e.  ( topGen `  ran  (,) )
1715, 16eqeltrri 2546 . . . . . 6  |-  RR+  e.  ( topGen `  ran  (,) )
1817a1i 11 . . . . 5  |-  ( T. 
->  RR+  e.  ( topGen ` 
ran  (,) ) )
192, 8, 9, 10, 12, 14, 13, 18dvmptres 22996 . . . 4  |-  ( T. 
->  ( RR  _D  (
x  e.  RR+  |->  x ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  1 ) )
20 relogcl 23604 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( log `  x )  e.  RR )
2120adantl 473 . . . . . 6  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( log `  x )  e.  RR )
22 peano2rem 9961 . . . . . 6  |-  ( ( log `  x )  e.  RR  ->  (
( log `  x
)  -  1 )  e.  RR )
2321, 22syl 17 . . . . 5  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( log `  x )  -  1 )  e.  RR )
2423recnd 9687 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( log `  x )  -  1 )  e.  CC )
25 rpreccl 11349 . . . . . 6  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( 1  /  x )  e.  RR+ )
2625adantl 473 . . . . 5  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( 1  /  x )  e.  RR+ )
2726rpcnd 11366 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( 1  /  x )  e.  CC )
2821recnd 9687 . . . . . 6  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( log `  x )  e.  CC )
29 dvrelog 23661 . . . . . . 7  |-  ( RR 
_D  ( log  |`  RR+ )
)  =  ( x  e.  RR+  |->  ( 1  /  x ) )
30 relogf1o 23595 . . . . . . . . . . 11  |-  ( log  |`  RR+ ) : RR+ -1-1-onto-> RR
31 f1of 5828 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( log  |`  RR+ ) :
RR+
-1-1-onto-> RR  ->  ( log  |`  RR+ ) : RR+ --> RR )
3230, 31mp1i 13 . . . . . . . . . 10  |-  ( T. 
->  ( log  |`  RR+ ) : RR+ --> RR )
3332feqmptd 5932 . . . . . . . . 9  |-  ( T. 
->  ( log  |`  RR+ )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( ( log  |`  RR+ ) `  x
) ) )
34 fvres 5893 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  RR+  ->  ( ( log  |`  RR+ ) `  x )  =  ( log `  x ) )
3534mpteq2ia 4478 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  RR+  |->  ( ( log  |`  RR+ ) `  x ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) )
3633, 35syl6eq 2521 . . . . . . . 8  |-  ( T. 
->  ( log  |`  RR+ )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x
) ) )
3736oveq2d 6324 . . . . . . 7  |-  ( T. 
->  ( RR  _D  ( log  |`  RR+ ) )  =  ( RR  _D  (
x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) ) ) )
3829, 37syl5reqr 2520 . . . . . 6  |-  ( T. 
->  ( RR  _D  (
x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( 1  /  x ) ) )
39 0cnd 9654 . . . . . 6  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  0  e.  CC )
40 1cnd 9677 . . . . . . 7  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR )  ->  1  e.  CC )
41 0cnd 9654 . . . . . . 7  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR )  ->  0  e.  CC )
42 1cnd 9677 . . . . . . . 8  |-  ( T. 
->  1  e.  CC )
432, 42dvmptc 22991 . . . . . . 7  |-  ( T. 
->  ( RR  _D  (
x  e.  RR  |->  1 ) )  =  ( x  e.  RR  |->  0 ) )
442, 40, 41, 43, 12, 14, 13, 18dvmptres 22996 . . . . . 6  |-  ( T. 
->  ( RR  _D  (
x  e.  RR+  |->  1 ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  0 ) )
452, 28, 27, 38, 6, 39, 44dvmptsub 23000 . . . . 5  |-  ( T. 
->  ( RR  _D  (
x  e.  RR+  |->  ( ( log `  x )  -  1 ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( ( 1  /  x )  -  0 ) ) )
4627subid1d 9994 . . . . . 6  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( 1  /  x )  -  0 )  =  ( 1  /  x
) )
4746mpteq2dva 4482 . . . . 5  |-  ( T. 
->  ( x  e.  RR+  |->  ( ( 1  /  x )  -  0 ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( 1  /  x ) ) )
4845, 47eqtrd 2505 . . . 4  |-  ( T. 
->  ( RR  _D  (
x  e.  RR+  |->  ( ( log `  x )  -  1 ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( 1  /  x ) ) )
492, 5, 6, 19, 24, 27, 48dvmptmul 22994 . . 3  |-  ( T. 
->  ( RR  _D  (
x  e.  RR+  |->  ( x  x.  ( ( log `  x )  -  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( ( 1  x.  ( ( log `  x )  -  1 ) )  +  ( ( 1  /  x
)  x.  x ) ) ) )
5024mulid2d 9679 . . . . . 6  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( 1  x.  ( ( log `  x )  -  1 ) )  =  ( ( log `  x
)  -  1 ) )
51 rpne0 11340 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  RR+  ->  x  =/=  0 )
5251adantl 473 . . . . . . 7  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  x  =/=  0 )
535, 52recid2d 10401 . . . . . 6  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( 1  /  x )  x.  x )  =  1 )
5450, 53oveq12d 6326 . . . . 5  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( 1  x.  ( ( log `  x )  -  1 ) )  +  ( ( 1  /  x )  x.  x ) )  =  ( ( ( log `  x )  -  1 )  +  1 ) )
55 ax-1cn 9615 . . . . . 6  |-  1  e.  CC
56 npcan 9904 . . . . . 6  |-  ( ( ( log `  x
)  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  ( ( ( log `  x )  -  1 )  +  1 )  =  ( log `  x
) )
5728, 55, 56sylancl 675 . . . . 5  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( ( log `  x
)  -  1 )  +  1 )  =  ( log `  x
) )
5854, 57eqtrd 2505 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  x  e.  RR+ )  ->  ( ( 1  x.  ( ( log `  x )  -  1 ) )  +  ( ( 1  /  x )  x.  x ) )  =  ( log `  x
) )
5958mpteq2dva 4482 . . 3  |-  ( T. 
->  ( x  e.  RR+  |->  ( ( 1  x.  ( ( log `  x
)  -  1 ) )  +  ( ( 1  /  x )  x.  x ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) ) )
6049, 59eqtrd 2505 . 2  |-  ( T. 
->  ( RR  _D  (
x  e.  RR+  |->  ( x  x.  ( ( log `  x )  -  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x
) ) )
6160trud 1461 1  |-  ( RR 
_D  ( x  e.  RR+  |->  ( x  x.  ( ( log `  x
)  -  1 ) ) ) )  =  ( x  e.  RR+  |->  ( log `  x ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    /\ wa 376    = wceq 1452   T. wtru 1453    e. wcel 1904    =/= wne 2641    C_ wss 3390   {cpr 3961    |-> cmpt 4454   ran crn 4840    |` cres 4841   -->wf 5585   -1-1-onto->wf1o 5588   ` cfv 5589  (class class class)co 6308   CCcc 9555   RRcr 9556   0cc0 9557   1c1 9558    + caddc 9560    x. cmul 9562   +oocpnf 9690    - cmin 9880    / cdiv 10291   RR+crp 11325   (,)cioo 11660   TopOpenctopn 15398   topGenctg 15414  ℂfldccnfld 19047    _D cdv 22897   logclog 23583
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1677  ax-4 1690  ax-5 1766  ax-6 1813  ax-7 1859  ax-8 1906  ax-9 1913  ax-10 1932  ax-11 1937  ax-12 1950  ax-13 2104  ax-ext 2451  ax-rep 4508  ax-sep 4518  ax-nul 4527  ax-pow 4579  ax-pr 4639  ax-un 6602  ax-inf2 8164  ax-cnex 9613  ax-resscn 9614  ax-1cn 9615  ax-icn 9616  ax-addcl 9617  ax-addrcl 9618  ax-mulcl 9619  ax-mulrcl 9620  ax-mulcom 9621  ax-addass 9622  ax-mulass 9623  ax-distr 9624  ax-i2m1 9625  ax-1ne0 9626  ax-1rid 9627  ax-rnegex 9628  ax-rrecex 9629  ax-cnre 9630  ax-pre-lttri 9631  ax-pre-lttrn 9632  ax-pre-ltadd 9633  ax-pre-mulgt0 9634  ax-pre-sup 9635  ax-addf 9636  ax-mulf 9637
This theorem depends on definitions:  df-bi 190  df-or 377  df-an 378  df-3or 1008  df-3an 1009  df-tru 1455  df-fal 1458  df-ex 1672  df-nf 1676  df-sb 1806  df-eu 2323  df-mo 2324  df-clab 2458  df-cleq 2464  df-clel 2467  df-nfc 2601  df-ne 2643  df-nel 2644  df-ral 2761  df-rex 2762  df-reu 2763  df-rmo 2764  df-rab 2765  df-v 3033  df-sbc 3256  df-csb 3350  df-dif 3393  df-un 3395  df-in 3397  df-ss 3404  df-pss 3406  df-nul 3723  df-if 3873  df-pw 3944  df-sn 3960  df-pr 3962  df-tp 3964  df-op 3966  df-uni 4191  df-int 4227  df-iun 4271  df-iin 4272  df-br 4396  df-opab 4455  df-mpt 4456  df-tr 4491  df-eprel 4750  df-id 4754  df-po 4760  df-so 4761  df-fr 4798  df-se 4799  df-we 4800  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-pred 5387  df-ord 5433  df-on 5434  df-lim 5435  df-suc 5436  df-iota 5553  df-fun 5591  df-fn 5592  df-f 5593  df-f1 5594  df-fo 5595  df-f1o 5596  df-fv 5597  df-isom 5598  df-riota 6270  df-ov 6311  df-oprab 6312  df-mpt2 6313  df-of 6550  df-om 6712  df-1st 6812  df-2nd 6813  df-supp 6934  df-wrecs 7046  df-recs 7108  df-rdg 7146  df-1o 7200  df-2o 7201  df-oadd 7204  df-er 7381  df-map 7492  df-pm 7493  df-ixp 7541  df-en 7588  df-dom 7589  df-sdom 7590  df-fin 7591  df-fsupp 7902  df-fi 7943  df-sup 7974  df-inf 7975  df-oi 8043  df-card 8391  df-cda 8616  df-pnf 9695  df-mnf 9696  df-xr 9697  df-ltxr 9698  df-le 9699  df-sub 9882  df-neg 9883  df-div 10292  df-nn 10632  df-2 10690  df-3 10691  df-4 10692  df-5 10693  df-6 10694  df-7 10695  df-8 10696  df-9 10697  df-10 10698  df-n0 10894  df-z 10962  df-dec 11075  df-uz 11183  df-q 11288  df-rp 11326  df-xneg 11432  df-xadd 11433  df-xmul 11434  df-ioo 11664  df-ioc 11665  df-ico 11666  df-icc 11667  df-fz 11811  df-fzo 11943  df-fl 12061  df-mod 12130  df-seq 12252  df-exp 12311  df-fac 12498  df-bc 12526  df-hash 12554  df-shft 13207  df-cj 13239  df-re 13240  df-im 13241  df-sqrt 13375  df-abs 13376  df-limsup 13603  df-clim 13629  df-rlim 13630  df-sum 13830  df-ef 14198  df-sin 14200  df-cos 14201  df-pi 14203  df-struct 15201  df-ndx 15202  df-slot 15203  df-base 15204  df-sets 15205  df-ress 15206  df-plusg 15281  df-mulr 15282  df-starv 15283  df-sca 15284  df-vsca 15285  df-ip 15286  df-tset 15287  df-ple 15288  df-ds 15290  df-unif 15291  df-hom 15292  df-cco 15293  df-rest 15399  df-topn 15400  df-0g 15418  df-gsum 15419  df-topgen 15420  df-pt 15421  df-prds 15424  df-xrs 15478  df-qtop 15484  df-imas 15485  df-xps 15488  df-mre 15570  df-mrc 15571  df-acs 15573  df-mgm 16566  df-sgrp 16605  df-mnd 16615  df-submnd 16661  df-mulg 16754  df-cntz 17049  df-cmn 17510  df-psmet 19039  df-xmet 19040  df-met 19041  df-bl 19042  df-mopn 19043  df-fbas 19044  df-fg 19045  df-cnfld 19048  df-top 19998  df-bases 19999  df-topon 20000  df-topsp 20001  df-cld 20111  df-ntr 20112  df-cls 20113  df-nei 20191  df-lp 20229  df-perf 20230  df-cn 20320  df-cnp 20321  df-haus 20408  df-cmp 20479  df-tx 20654  df-hmeo 20847  df-fil 20939  df-fm 21031  df-flim 21032  df-flf 21033  df-xms 21413  df-ms 21414  df-tms 21415  df-cncf 21988  df-limc 22900  df-dv 22901  df-log 23585
This theorem is referenced by:  logfacbnd3  24230
  Copyright terms: Public domain W3C validator