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Theorem mulc1cncf 18937
Description: Multiplication by a constant is continuous. (Contributed by Paul Chapman, 28-Nov-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 30-Apr-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
mulc1cncf.1  |-  F  =  ( x  e.  CC  |->  ( A  x.  x
) )
Assertion
Ref Expression
mulc1cncf  |-  ( A  e.  CC  ->  F  e.  ( CC -cn-> CC ) )
Distinct variable group:    x, A
Allowed substitution hint:    F( x)

Proof of Theorem mulc1cncf
Dummy variables  u  t  v  w  y 
z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mulcl 9076 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  x  e.  CC )  ->  ( A  x.  x
)  e.  CC )
2 mulc1cncf.1 . . 3  |-  F  =  ( x  e.  CC  |->  ( A  x.  x
) )
31, 2fmptd 5895 . 2  |-  ( A  e.  CC  ->  F : CC --> CC )
4 simprr 735 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  ->  z  e.  RR+ )
5 simpl 445 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  ->  A  e.  CC )
6 simprl 734 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  ->  y  e.  CC )
7 mulcn2 12391 . . . . 5  |-  ( ( z  e.  RR+  /\  A  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  E. t  e.  RR+  E. w  e.  RR+  A. v  e.  CC  A. u  e.  CC  (
( ( abs `  (
v  -  A ) )  <  t  /\  ( abs `  ( u  -  y ) )  <  w )  -> 
( abs `  (
( v  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z ) )
84, 5, 6, 7syl3anc 1185 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  ->  E. t  e.  RR+  E. w  e.  RR+  A. v  e.  CC  A. u  e.  CC  (
( ( abs `  (
v  -  A ) )  <  t  /\  ( abs `  ( u  -  y ) )  <  w )  -> 
( abs `  (
( v  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z ) )
9 oveq1 6090 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( v  =  A  ->  (
v  -  A )  =  ( A  -  A ) )
109fveq2d 5734 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( v  =  A  ->  ( abs `  ( v  -  A ) )  =  ( abs `  ( A  -  A )
) )
1110breq1d 4224 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( v  =  A  ->  (
( abs `  (
v  -  A ) )  <  t  <->  ( abs `  ( A  -  A
) )  <  t
) )
1211anbi1d 687 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( v  =  A  ->  (
( ( abs `  (
v  -  A ) )  <  t  /\  ( abs `  ( u  -  y ) )  <  w )  <->  ( ( abs `  ( A  -  A ) )  < 
t  /\  ( abs `  ( u  -  y
) )  <  w
) ) )
13 oveq1 6090 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( v  =  A  ->  (
v  x.  u )  =  ( A  x.  u ) )
1413oveq1d 6098 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( v  =  A  ->  (
( v  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) )  =  ( ( A  x.  u )  -  ( A  x.  y
) ) )
1514fveq2d 5734 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( v  =  A  ->  ( abs `  ( ( v  x.  u )  -  ( A  x.  y
) ) )  =  ( abs `  (
( A  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) ) )
1615breq1d 4224 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( v  =  A  ->  (
( abs `  (
( v  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z  <->  ( abs `  ( ( A  x.  u )  -  ( A  x.  y )
) )  <  z
) )
1712, 16imbi12d 313 . . . . . . . . . . 11  |-  ( v  =  A  ->  (
( ( ( abs `  ( v  -  A
) )  <  t  /\  ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w )  ->  ( abs `  (
( v  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z )  <-> 
( ( ( abs `  ( A  -  A
) )  <  t  /\  ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w )  ->  ( abs `  (
( A  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z ) ) )
1817ralbidv 2727 . . . . . . . . . 10  |-  ( v  =  A  ->  ( A. u  e.  CC  ( ( ( abs `  ( v  -  A
) )  <  t  /\  ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w )  ->  ( abs `  (
( v  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z )  <->  A. u  e.  CC  ( ( ( abs `  ( A  -  A
) )  <  t  /\  ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w )  ->  ( abs `  (
( A  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z ) ) )
1918rspcv 3050 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  CC  ->  ( A. v  e.  CC  A. u  e.  CC  (
( ( abs `  (
v  -  A ) )  <  t  /\  ( abs `  ( u  -  y ) )  <  w )  -> 
( abs `  (
( v  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z )  ->  A. u  e.  CC  ( ( ( abs `  ( A  -  A
) )  <  t  /\  ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w )  ->  ( abs `  (
( A  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z ) ) )
2019ad2antrr 708 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ ) )  ->  ( A. v  e.  CC  A. u  e.  CC  (
( ( abs `  (
v  -  A ) )  <  t  /\  ( abs `  ( u  -  y ) )  <  w )  -> 
( abs `  (
( v  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z )  ->  A. u  e.  CC  ( ( ( abs `  ( A  -  A
) )  <  t  /\  ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w )  ->  ( abs `  (
( A  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z ) ) )
21 subid 9323 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A  e.  CC  ->  ( A  -  A )  =  0 )
2221ad2antrr 708 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
( A  -  A
)  =  0 )
2322abs00bd 12098 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
( abs `  ( A  -  A )
)  =  0 )
24 simprll 740 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
t  e.  RR+ )
2524rpgt0d 10653 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
0  <  t )
2623, 25eqbrtrd 4234 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
( abs `  ( A  -  A )
)  <  t )
2726biantrurd 496 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
( ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w  <->  ( ( abs `  ( A  -  A ) )  < 
t  /\  ( abs `  ( u  -  y
) )  <  w
) ) )
28 simprr 735 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  ->  u  e.  CC )
29 oveq2 6091 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  =  u  ->  ( A  x.  x )  =  ( A  x.  u ) )
30 ovex 6108 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A  x.  u )  e. 
_V
3129, 2, 30fvmpt 5808 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( u  e.  CC  ->  ( F `  u )  =  ( A  x.  u ) )
3228, 31syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
( F `  u
)  =  ( A  x.  u ) )
33 simplrl 738 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
y  e.  CC )
34 oveq2 6091 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  =  y  ->  ( A  x.  x )  =  ( A  x.  y ) )
35 ovex 6108 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A  x.  y )  e. 
_V
3634, 2, 35fvmpt 5808 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  e.  CC  ->  ( F `  y )  =  ( A  x.  y ) )
3733, 36syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
( F `  y
)  =  ( A  x.  y ) )
3832, 37oveq12d 6101 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
( ( F `  u )  -  ( F `  y )
)  =  ( ( A  x.  u )  -  ( A  x.  y ) ) )
3938fveq2d 5734 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  =  ( abs `  ( ( A  x.  u )  -  ( A  x.  y )
) ) )
4039breq1d 4224 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
( ( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z  <->  ( abs `  ( ( A  x.  u )  -  ( A  x.  y )
) )  <  z
) )
4127, 40imbi12d 313 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( (
t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )  /\  u  e.  CC ) )  -> 
( ( ( abs `  ( u  -  y
) )  <  w  ->  ( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z )  <-> 
( ( ( abs `  ( A  -  A
) )  <  t  /\  ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w )  ->  ( abs `  (
( A  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z ) ) )
4241anassrs 631 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ ) )  /\  ( t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ )
)  /\  u  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w  -> 
( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z )  <-> 
( ( ( abs `  ( A  -  A
) )  <  t  /\  ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w )  ->  ( abs `  (
( A  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z ) ) )
4342ralbidva 2723 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ ) )  ->  ( A. u  e.  CC  ( ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w  -> 
( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z )  <->  A. u  e.  CC  ( ( ( abs `  ( A  -  A
) )  <  t  /\  ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w )  ->  ( abs `  (
( A  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z ) ) )
4420, 43sylibrd 227 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  ( t  e.  RR+  /\  w  e.  RR+ ) )  ->  ( A. v  e.  CC  A. u  e.  CC  (
( ( abs `  (
v  -  A ) )  <  t  /\  ( abs `  ( u  -  y ) )  <  w )  -> 
( abs `  (
( v  x.  u
)  -  ( A  x.  y ) ) )  <  z )  ->  A. u  e.  CC  ( ( abs `  (
u  -  y ) )  <  w  -> 
( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z ) ) )
4544anassrs 631 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ ) )  /\  t  e.  RR+ )  /\  w  e.  RR+ )  -> 
( A. v  e.  CC  A. u  e.  CC  ( ( ( abs `  ( v  -  A ) )  <  t  /\  ( abs `  ( u  -  y ) )  < 
w )  ->  ( abs `  ( ( v  x.  u )  -  ( A  x.  y
) ) )  < 
z )  ->  A. u  e.  CC  ( ( abs `  ( u  -  y
) )  <  w  ->  ( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z ) ) )
4645reximdva 2820 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( E. w  e.  RR+  A. v  e.  CC  A. u  e.  CC  ( ( ( abs `  ( v  -  A ) )  <  t  /\  ( abs `  ( u  -  y ) )  < 
w )  ->  ( abs `  ( ( v  x.  u )  -  ( A  x.  y
) ) )  < 
z )  ->  E. w  e.  RR+  A. u  e.  CC  ( ( abs `  ( u  -  y
) )  <  w  ->  ( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z ) ) )
4746rexlimdva 2832 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  ->  ( E. t  e.  RR+  E. w  e.  RR+  A. v  e.  CC  A. u  e.  CC  ( ( ( abs `  ( v  -  A ) )  <  t  /\  ( abs `  ( u  -  y ) )  < 
w )  ->  ( abs `  ( ( v  x.  u )  -  ( A  x.  y
) ) )  < 
z )  ->  E. w  e.  RR+  A. u  e.  CC  ( ( abs `  ( u  -  y
) )  <  w  ->  ( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z ) ) )
488, 47mpd 15 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  ( y  e.  CC  /\  z  e.  RR+ )
)  ->  E. w  e.  RR+  A. u  e.  CC  ( ( abs `  ( u  -  y
) )  <  w  ->  ( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z ) )
4948ralrimivva 2800 . 2  |-  ( A  e.  CC  ->  A. y  e.  CC  A. z  e.  RR+  E. w  e.  RR+  A. u  e.  CC  (
( abs `  (
u  -  y ) )  <  w  -> 
( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z ) )
50 ssid 3369 . . 3  |-  CC  C_  CC
51 elcncf2 18922 . . 3  |-  ( ( CC  C_  CC  /\  CC  C_  CC )  ->  ( F  e.  ( CC -cn-> CC )  <->  ( F : CC
--> CC  /\  A. y  e.  CC  A. z  e.  RR+  E. w  e.  RR+  A. u  e.  CC  (
( abs `  (
u  -  y ) )  <  w  -> 
( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z ) ) ) )
5250, 50, 51mp2an 655 . 2  |-  ( F  e.  ( CC -cn-> CC )  <->  ( F : CC
--> CC  /\  A. y  e.  CC  A. z  e.  RR+  E. w  e.  RR+  A. u  e.  CC  (
( abs `  (
u  -  y ) )  <  w  -> 
( abs `  (
( F `  u
)  -  ( F `
 y ) ) )  <  z ) ) )
533, 49, 52sylanbrc 647 1  |-  ( A  e.  CC  ->  F  e.  ( CC -cn-> CC ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 178    /\ wa 360    = wceq 1653    e. wcel 1726   A.wral 2707   E.wrex 2708    C_ wss 3322   class class class wbr 4214    e. cmpt 4268   -->wf 5452   ` cfv 5456  (class class class)co 6083   CCcc 8990   0cc0 8992    x. cmul 8997    < clt 9122    - cmin 9293   RR+crp 10614   abscabs 12041   -cn->ccncf 18908
This theorem is referenced by:  divccncf  18938  sincn  20362  coscn  20363  logcn  20540  mulc1cncfg  27699
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-13 1728  ax-14 1730  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2419  ax-sep 4332  ax-nul 4340  ax-pow 4379  ax-pr 4405  ax-un 4703  ax-cnex 9048  ax-resscn 9049  ax-1cn 9050  ax-icn 9051  ax-addcl 9052  ax-addrcl 9053  ax-mulcl 9054  ax-mulrcl 9055  ax-mulcom 9056  ax-addass 9057  ax-mulass 9058  ax-distr 9059  ax-i2m1 9060  ax-1ne0 9061  ax-1rid 9062  ax-rnegex 9063  ax-rrecex 9064  ax-cnre 9065  ax-pre-lttri 9066  ax-pre-lttrn 9067  ax-pre-ltadd 9068  ax-pre-mulgt0 9069  ax-pre-sup 9070
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