Documentation

Mathlib.Analysis.SpecialFunctions.Sqrt

Smoothness of Real.sqrt #

In this file we prove that Real.sqrt is infinitely smooth at all points x โ‰  0 and provide some dot-notation lemmas.

Tags #

sqrt, differentiable

Local homeomorph between (0, +โˆž) and (0, +โˆž) with toFun = (ยท ^ 2) and invFun = Real.sqrt.

Equations
    Instances For
      theorem Real.deriv_sqrt_aux {x : โ„} (hx : x โ‰  0) :
      HasStrictDerivAt (fun (x : โ„) => โˆšx) (1 / (2 * โˆšx)) x โˆง โˆ€ (n : WithTop โ„•โˆž), ContDiffAt โ„ n (fun (x : โ„) => โˆšx) x
      theorem Real.hasDerivAt_sqrt {x : โ„} (hx : x โ‰  0) :
      HasDerivAt (fun (x : โ„) => โˆšx) (1 / (2 * โˆšx)) x
      theorem HasDerivWithinAt.sqrt {f : โ„ โ†’ โ„} {s : Set โ„} {f' x : โ„} (hf : HasDerivWithinAt f f' s x) (hx : f x โ‰  0) :
      HasDerivWithinAt (fun (y : โ„) => โˆš(f y)) (f' / (2 * โˆš(f x))) s x
      theorem HasDerivAt.sqrt {f : โ„ โ†’ โ„} {f' x : โ„} (hf : HasDerivAt f f' x) (hx : f x โ‰  0) :
      HasDerivAt (fun (y : โ„) => โˆš(f y)) (f' / (2 * โˆš(f x))) x
      theorem HasStrictDerivAt.sqrt {f : โ„ โ†’ โ„} {f' x : โ„} (hf : HasStrictDerivAt f f' x) (hx : f x โ‰  0) :
      HasStrictDerivAt (fun (t : โ„) => โˆš(f t)) (f' / (2 * โˆš(f x))) x
      theorem derivWithin_sqrt {f : โ„ โ†’ โ„} {s : Set โ„} {x : โ„} (hf : DifferentiableWithinAt โ„ f s x) (hx : f x โ‰  0) (hxs : UniqueDiffWithinAt โ„ s x) :
      derivWithin (fun (x : โ„) => โˆš(f x)) s x = derivWithin f s x / (2 * โˆš(f x))
      @[simp]
      theorem deriv_sqrt {f : โ„ โ†’ โ„} {x : โ„} (hf : DifferentiableAt โ„ f x) (hx : f x โ‰  0) :
      deriv (fun (x : โ„) => โˆš(f x)) x = deriv f x / (2 * โˆš(f x))
      theorem HasFDerivAt.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {x : E} {f' : StrongDual โ„ E} (hf : HasFDerivAt f f' x) (hx : f x โ‰  0) :
      HasFDerivAt (fun (y : E) => โˆš(f y)) ((1 / (2 * โˆš(f x))) โ€ข f') x
      theorem HasStrictFDerivAt.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {x : E} {f' : StrongDual โ„ E} (hf : HasStrictFDerivAt f f' x) (hx : f x โ‰  0) :
      HasStrictFDerivAt (fun (y : E) => โˆš(f y)) ((1 / (2 * โˆš(f x))) โ€ข f') x
      theorem HasFDerivWithinAt.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {s : Set E} {x : E} {f' : StrongDual โ„ E} (hf : HasFDerivWithinAt f f' s x) (hx : f x โ‰  0) :
      HasFDerivWithinAt (fun (y : E) => โˆš(f y)) ((1 / (2 * โˆš(f x))) โ€ข f') s x
      theorem DifferentiableWithinAt.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {s : Set E} {x : E} (hf : DifferentiableWithinAt โ„ f s x) (hx : f x โ‰  0) :
      DifferentiableWithinAt โ„ (fun (y : E) => โˆš(f y)) s x
      theorem DifferentiableAt.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {x : E} (hf : DifferentiableAt โ„ f x) (hx : f x โ‰  0) :
      DifferentiableAt โ„ (fun (y : E) => โˆš(f y)) x
      theorem DifferentiableOn.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {s : Set E} (hf : DifferentiableOn โ„ f s) (hs : โˆ€ x โˆˆ s, f x โ‰  0) :
      DifferentiableOn โ„ (fun (y : E) => โˆš(f y)) s
      theorem Differentiable.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} (hf : Differentiable โ„ f) (hs : โˆ€ (x : E), f x โ‰  0) :
      Differentiable โ„ fun (y : E) => โˆš(f y)
      theorem fderivWithin_sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {s : Set E} {x : E} (hf : DifferentiableWithinAt โ„ f s x) (hx : f x โ‰  0) (hxs : UniqueDiffWithinAt โ„ s x) :
      fderivWithin โ„ (fun (x : E) => โˆš(f x)) s x = (1 / (2 * โˆš(f x))) โ€ข fderivWithin โ„ f s x
      @[simp]
      theorem fderiv_sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {x : E} (hf : DifferentiableAt โ„ f x) (hx : f x โ‰  0) :
      fderiv โ„ (fun (x : E) => โˆš(f x)) x = (1 / (2 * โˆš(f x))) โ€ข fderiv โ„ f x
      theorem ContDiffAt.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {n : WithTop โ„•โˆž} {x : E} (hf : ContDiffAt โ„ n f x) (hx : f x โ‰  0) :
      ContDiffAt โ„ n (fun (y : E) => โˆš(f y)) x
      theorem ContDiffWithinAt.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {n : WithTop โ„•โˆž} {s : Set E} {x : E} (hf : ContDiffWithinAt โ„ n f s x) (hx : f x โ‰  0) :
      ContDiffWithinAt โ„ n (fun (y : E) => โˆš(f y)) s x
      theorem ContDiffOn.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {n : WithTop โ„•โˆž} {s : Set E} (hf : ContDiffOn โ„ n f s) (hs : โˆ€ x โˆˆ s, f x โ‰  0) :
      ContDiffOn โ„ n (fun (y : E) => โˆš(f y)) s
      theorem ContDiff.sqrt {E : Type u_1} [NormedAddCommGroup E] [NormedSpace โ„ E] {f : E โ†’ โ„} {n : WithTop โ„•โˆž} (hf : ContDiff โ„ n f) (h : โˆ€ (x : E), f x โ‰  0) :
      ContDiff โ„ n fun (y : E) => โˆš(f y)