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Theorem itg2gt0 19109
Description: If the function  F is strictly positive on a set of positive measure, then the integral of the function is positive. (Contributed by Mario Carneiro, 30-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
itg2gt0.1  |-  ( ph  ->  A  e.  dom  vol )
itg2gt0.2  |-  ( ph  ->  0  <  ( vol `  A ) )
itg2gt0.3  |-  ( ph  ->  F : RR --> ( 0 [,)  +oo ) )
itg2gt0.4  |-  ( ph  ->  F  e. MblFn )
itg2gt0.5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  0  <  ( F `  x
) )
Assertion
Ref Expression
itg2gt0  |-  ( ph  ->  0  <  ( S.2 `  F ) )
Distinct variable groups:    x, A    x, F    ph, x
Dummy variables  k  n  z are mutually distinct and distinct from all other variables.

Proof of Theorem itg2gt0
StepHypRef Expression
1 itg2gt0.2 . 2  |-  ( ph  ->  0  <  ( vol `  A ) )
2 itg2gt0.1 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A  e.  dom  vol )
3 iccssxr 10726 . . . . . . . 8  |-  ( 0 [,]  +oo )  C_  RR*
4 volf 18882 . . . . . . . . 9  |-  vol : dom  vol --> ( 0 [,] 
+oo )
54ffvelrni 5625 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  ( vol `  A )  e.  ( 0 [,] 
+oo ) )
63, 5sseldi 3179 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  ( vol `  A )  e.  RR* )
72, 6syl 17 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( vol `  A
)  e.  RR* )
87adantr 453 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol `  A )  e. 
RR* )
9 itg2gt0.3 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  F : RR --> ( 0 [,)  +oo ) )
10 reex 8823 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  RR  e.  _V
11 fex 5710 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F : RR --> ( 0 [,)  +oo )  /\  RR  e.  _V )  ->  F  e.  _V )
129, 10, 11sylancl 645 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  F  e.  _V )
13 cnvexg 5206 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( F  e.  _V  ->  `' F  e.  _V )
1412, 13syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  `' F  e.  _V )
15 imaexg 5025 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( `' F  e.  _V  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) )  e. 
_V )
1614, 15syl 17 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( `' F "
( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) )  e.  _V )
1716adantr 453 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) )  e. 
_V )
18 eqid 2284 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  =  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )
1917, 18fmptd 5645 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) : NN --> _V )
20 ffn 5354 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) : NN --> _V  ->  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  Fn  NN )
2119, 20syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  Fn  NN )
22 fniunfv 5734 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  Fn  NN  ->  U_ k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  = 
U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )
2321, 22syl 17 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  U_ k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `  k )  =  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )
24 itg2gt0.4 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  F  e. MblFn )
25 0re 8833 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  0  e.  RR
26 pnfxr 10450 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  +oo  e.  RR*
27 icossre 10724 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  +oo 
e.  RR* )  ->  (
0 [,)  +oo )  C_  RR )
2825, 26, 27mp2an 655 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( 0 [,)  +oo )  C_  RR
29 fss 5362 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F : RR --> ( 0 [,)  +oo )  /\  (
0 [,)  +oo )  C_  RR )  ->  F : RR
--> RR )
309, 28, 29sylancl 645 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  F : RR --> RR )
31 mbfima 18981 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( F  e. MblFn  /\  F : RR
--> RR )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) )  e. 
dom  vol )
3224, 30, 31syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( `' F "
( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) )  e.  dom  vol )
3332adantr 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) )  e. 
dom  vol )
3433, 18fmptd 5645 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) : NN --> dom  vol )
35 ffvelrn 5624 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) : NN --> dom  vol  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  e. 
dom  vol )
3634, 35sylan 459 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  e. 
dom  vol )
3736ralrimiva 2627 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  A. k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `  k )  e.  dom  vol )
38 iunmbl 18904 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. k  e.  NN  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  e. 
dom  vol  ->  U_ k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  e. 
dom  vol )
3937, 38syl 17 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  U_ k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `  k )  e.  dom  vol )
4023, 39eqeltrrd 2359 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  e.  dom  vol )
41 mblss 18884 . . . . . . . 8  |-  ( U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  e. 
dom  vol  ->  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) 
C_  RR )
4240, 41syl 17 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) 
C_  RR )
43 ovolcl 18831 . . . . . . 7  |-  ( U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  C_  RR  ->  ( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  e.  RR* )
4442, 43syl 17 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  e.  RR* )
4544adantr 453 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  e.  RR* )
46 0xr 8873 . . . . . 6  |-  0  e.  RR*
4746a1i 12 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  0  e.  RR* )
48 mblvol 18883 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  ( vol `  A )  =  ( vol * `  A ) )
492, 48syl 17 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( vol `  A
)  =  ( vol
* `  A )
)
50 mblss 18884 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  A 
C_  RR )
512, 50syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  A  C_  RR )
5251sselda 3181 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  x  e.  RR )
53 ffvelrn 5624 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( F : RR --> ( 0 [,)  +oo )  /\  x  e.  RR )  ->  ( F `  x )  e.  ( 0 [,)  +oo ) )
549, 53sylan 459 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  ( F `
 x )  e.  ( 0 [,)  +oo ) )
55 elrege0 10740 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F `  x )  e.  ( 0 [,) 
+oo )  <->  ( ( F `  x )  e.  RR  /\  0  <_ 
( F `  x
) ) )
5654, 55sylib 190 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  ( ( F `  x )  e.  RR  /\  0  <_  ( F `  x
) ) )
5756simpld 447 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  ( F `
 x )  e.  RR )
5852, 57syldan 458 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( F `  x )  e.  RR )
59 itg2gt0.5 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  0  <  ( F `  x
) )
60 nnrecl 9958 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( F `  x
)  e.  RR  /\  0  <  ( F `  x ) )  ->  E. k  e.  NN  ( 1  /  k
)  <  ( F `  x ) )
6158, 59, 60syl2anc 644 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  E. k  e.  NN  ( 1  / 
k )  <  ( F `  x )
)
62 ffn 5354 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( F : RR --> ( 0 [,)  +oo )  ->  F  Fn  RR )
639, 62syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  F  Fn  RR )
6463ad2antrr 708 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  F  Fn  RR )
65 elpreima 5606 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( F  Fn  RR  ->  (
x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  <->  ( x  e.  RR  /\  ( F `
 x )  e.  ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ) )
6664, 65syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  <->  ( x  e.  RR  /\  ( F `
 x )  e.  ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ) )
6752adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  x  e.  RR )
6867biantrurd 496 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( F `  x
)  e.  ( ( 1  /  k ) (,)  +oo )  <->  ( x  e.  RR  /\  ( F `
 x )  e.  ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ) )
69 nnrecre 9777 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( k  e.  NN  ->  (
1  /  k )  e.  RR )
7069adantl 454 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  k )  e.  RR )
7170rexrd 8876 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  k )  e. 
RR* )
7271adantlr 697 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
1  /  k )  e.  RR* )
73 elioopnf 10731 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( 1  /  k )  e.  RR*  ->  ( ( F `  x )  e.  ( ( 1  /  k ) (,) 
+oo )  <->  ( ( F `  x )  e.  RR  /\  ( 1  /  k )  < 
( F `  x
) ) ) )
7472, 73syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( F `  x
)  e.  ( ( 1  /  k ) (,)  +oo )  <->  ( ( F `  x )  e.  RR  /\  ( 1  /  k )  < 
( F `  x
) ) ) )
7566, 68, 743bitr2d 274 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  <->  ( ( F `  x )  e.  RR  /\  ( 1  /  k )  < 
( F `  x
) ) ) )
76 id 21 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  NN )
77 imaexg 5025 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( `' F  e.  _V  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  e. 
_V )
7814, 77syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) )  e.  _V )
7978adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  e. 
_V )
80 oveq2 5827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( n  =  k  ->  (
1  /  n )  =  ( 1  / 
k ) )
8180oveq1d 5834 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  =  k  ->  (
( 1  /  n
) (,)  +oo )  =  ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) )
8281imaeq2d 5011 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  =  k  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) )  =  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )
8382, 18fvmptg 5561 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  e. 
_V )  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  =  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )
8476, 79, 83syl2anr 466 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  =  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )
8584eleq2d 2351 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  <->  x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) )
8658adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  ( F `  x )  e.  RR )
8786biantrurd 496 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( 1  /  k
)  <  ( F `  x )  <->  ( ( F `  x )  e.  RR  /\  ( 1  /  k )  < 
( F `  x
) ) ) )
8875, 85, 873bitr4rd 279 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( 1  /  k
)  <  ( F `  x )  <->  x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `  k ) ) )
8988rexbidva 2561 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( E. k  e.  NN  ( 1  /  k
)  <  ( F `  x )  <->  E. k  e.  NN  x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) ) )
9061, 89mpbid 203 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  E. k  e.  NN  x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) )
9190ex 425 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( x  e.  A  ->  E. k  e.  NN  x  e.  ( (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) ) )
92 eluni2 3832 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  <->  E. z  e.  ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) x  e.  z )
93 eleq2 2345 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  =  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  -> 
( x  e.  z  <-> 
x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) ) )
9493rexrn 5628 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  Fn  NN  ->  ( E. z  e.  ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) x  e.  z  <->  E. k  e.  NN  x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) ) )
9521, 94syl 17 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( E. z  e. 
ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) x  e.  z  <->  E. k  e.  NN  x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) ) )
9692, 95syl5bb 250 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( x  e.  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  <->  E. k  e.  NN  x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) ) )
9791, 96sylibrd 227 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( x  e.  A  ->  x  e.  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) )
9897ssrdv 3186 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  A  C_  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )
99 ovolss 18838 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  C_  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  /\  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) 
C_  RR )  -> 
( vol * `  A )  <_  ( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) )
10098, 42, 99syl2anc 644 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( vol * `  A )  <_  ( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) )
10149, 100eqbrtrd 4044 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( vol `  A
)  <_  ( vol * `
 U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) )
102101adantr 453 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol `  A )  <_ 
( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) )
103 mblvol 18883 . . . . . . . . 9  |-  ( U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  e. 
dom  vol  ->  ( vol ` 
U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  =  ( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) )
10440, 103syl 17 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( vol `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  =  ( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) )
105 peano2nn 9753 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  (
k  +  1 )  e.  NN )
106105adantl 454 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( k  +  1 )  e.  NN )
107 nnrecre 9777 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( k  +  1 )  e.  NN  ->  (
1  /  ( k  +  1 ) )  e.  RR )
108106, 107syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  ( k  +  1 ) )  e.  RR )
109108rexrd 8876 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  ( k  +  1 ) )  e. 
RR* )
110 nnre 9748 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  RR )
111110adantl 454 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  k  e.  RR )
112111lep1d 9683 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  k  <_ 
( k  +  1 ) )
113 nngt0 9770 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  0  <  k )
114113adantl 454 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  0  < 
k )
115106nnred 9756 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( k  +  1 )  e.  RR )
116106nngt0d 9784 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  0  < 
( k  +  1 ) )
117 lerec 9633 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( k  e.  RR  /\  0  <  k )  /\  ( ( k  +  1 )  e.  RR  /\  0  < 
( k  +  1 ) ) )  -> 
( k  <_  (
k  +  1 )  <-> 
( 1  /  (
k  +  1 ) )  <_  ( 1  /  k ) ) )
118111, 114, 115, 116, 117syl22anc 1185 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( k  <_  ( k  +  1 )  <->  ( 1  /  ( k  +  1 ) )  <_ 
( 1  /  k
) ) )
119112, 118mpbid 203 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  ( k  +  1 ) )  <_ 
( 1  /  k
) )
120 iooss1 10685 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( 1  /  (
k  +  1 ) )  e.  RR*  /\  (
1  /  ( k  +  1 ) )  <_  ( 1  / 
k ) )  -> 
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo )  C_  ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,) 
+oo ) )
121109, 119, 120syl2anc 644 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( 1  /  k ) (,)  +oo )  C_  (
( 1  /  (
k  +  1 ) ) (,)  +oo )
)
122 imass2 5048 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( 1  /  k
) (,)  +oo )  C_  ( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,)  +oo )  ->  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) )  C_  ( `' F " ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,)  +oo ) ) )
123121, 122syl 17 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  C_  ( `' F " ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,)  +oo ) ) )
12476, 78, 83syl2anr 466 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  =  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )
125 imaexg 5025 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( `' F  e.  _V  ->  ( `' F " ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,)  +oo ) )  e. 
_V )
12614, 125syl 17 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( `' F "
( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,)  +oo ) )  e.  _V )
127 oveq2 5827 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
1  /  n )  =  ( 1  / 
( k  +  1 ) ) )
128127oveq1d 5834 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
( 1  /  n
) (,)  +oo )  =  ( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,)  +oo ) )
129128imaeq2d 5011 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) )  =  ( `' F "
( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,)  +oo ) ) )
130129, 18fvmptg 5561 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( k  +  1 )  e.  NN  /\  ( `' F " ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,)  +oo ) )  e. 
_V )  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 ( k  +  1 ) )  =  ( `' F "
( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,)  +oo ) ) )
131105, 126, 130syl2anr 466 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 ( k  +  1 ) )  =  ( `' F "
( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,)  +oo ) ) )
132123, 124, 1313sstr4d 3222 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  C_  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `  ( k  +  1 ) ) )
133132ralrimiva 2627 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  A. k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `  k )  C_  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 ( k  +  1 ) ) )
134 volsup 18907 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) : NN --> dom  vol  /\ 
A. k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `  k )  C_  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 ( k  +  1 ) ) )  ->  ( vol `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  =  sup ( ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  ) )
13534, 133, 134syl2anc 644 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( vol `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  =  sup ( ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  ) )
136104, 135eqtr3d 2318 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  =  sup ( ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  ) )
137136adantr 453 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  =  sup (
( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  ) )
13878adantr 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  e. 
_V )
13976, 138, 83syl2anr 466 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  =  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )
140139fveq2d 5489 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  /\  k  e.  NN )  ->  ( vol `  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) )  =  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) )
14146a1i 12 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  0  e.  RR* )
142 nnrecgt0 9778 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( k  e.  NN  ->  0  <  ( 1  /  k
) )
143142adantl 454 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  0  < 
( 1  /  k
) )
144 ltle 8905 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  ( 1  /  k
)  e.  RR )  ->  ( 0  < 
( 1  /  k
)  ->  0  <_  ( 1  /  k ) ) )
14525, 70, 144sylancr 646 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 0  <  ( 1  / 
k )  ->  0  <_  ( 1  /  k
) ) )
146143, 145mpd 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  0  <_ 
( 1  /  k
) )
147 elxrge0 10741 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( 1  /  k )  e.  ( 0 [,] 
+oo )  <->  ( (
1  /  k )  e.  RR*  /\  0  <_  ( 1  /  k
) ) )
14871, 146, 147sylanbrc 647 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  k )  e.  ( 0 [,]  +oo ) )
149 0le0 9822 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  0  <_  0
150 elxrge0 10741 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( 0  e.  ( 0 [,] 
+oo )  <->  ( 0  e.  RR*  /\  0  <_  0 ) )
15146, 149, 150mpbir2an 888 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  0  e.  ( 0 [,]  +oo )
152 ifcl 3602 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( 1  /  k
)  e.  ( 0 [,]  +oo )  /\  0  e.  ( 0 [,]  +oo ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  e.  ( 0 [,] 
+oo ) )
153148, 151, 152sylancl 645 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  e.  ( 0 [,] 
+oo ) )
154153adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  e.  ( 0 [,] 
+oo ) )
155 eqid 2284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) )  =  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) )
156154, 155fmptd 5645 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) : RR --> ( 0 [,]  +oo ) )
157156adantrr 699 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) : RR --> ( 0 [,]  +oo ) )
158 itg2cl 19081 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) : RR --> ( 0 [,]  +oo )  ->  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) )  e.  RR* )
159157, 158syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) )  e.  RR* )
160 rexr 8872 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( x  e.  RR  ->  x  e.  RR* )
161160anim1i 553 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( x  e.  RR  /\  0  <_  x )  -> 
( x  e.  RR*  /\  0  <_  x )
)
162 elrege0 10740 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( x  e.  ( 0 [,) 
+oo )  <->  ( x  e.  RR  /\  0  <_  x ) )
163 elxrge0 10741 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( x  e.  ( 0 [,] 
+oo )  <->  ( x  e.  RR*  /\  0  <_  x ) )
164161, 162, 1633imtr4i 259 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( x  e.  ( 0 [,) 
+oo )  ->  x  e.  ( 0 [,]  +oo ) )
165164ssriv 3185 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( 0 [,)  +oo )  C_  (
0 [,]  +oo )
166 fss 5362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( F : RR --> ( 0 [,)  +oo )  /\  (
0 [,)  +oo )  C_  ( 0 [,]  +oo ) )  ->  F : RR --> ( 0 [,] 
+oo ) )
1679, 165, 166sylancl 645 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  F : RR --> ( 0 [,]  +oo ) )
168 itg2cl 19081 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( F : RR --> ( 0 [,]  +oo )  ->  ( S.2 `  F )  e. 
RR* )
169167, 168syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( S.2 `  F
)  e.  RR* )
170169adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  ( S.2 `  F )  e. 
RR* )
171 0nrp 10379 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  -.  0  e.  RR+
172 simpr 449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )
173124, 36eqeltrrd 2359 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  e. 
dom  vol )
174173adantrr 699 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  e. 
dom  vol )
175174adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) )  e.  dom  vol )
176172, 25syl6eqelr 2373 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  e.  RR )
17770, 143elrpd 10383 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  k )  e.  RR+ )
178177adantrr 699 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  (
1  /  k )  e.  RR+ )
179178adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  e.  RR+ )
180 itg2const2 19090 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) )  e.  dom  vol 
/\  ( 1  / 
k )  e.  RR+ )  ->  ( ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  e.  RR  <->  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  e.  RR ) )
181175, 179, 180syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
( ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) )  e.  RR  <->  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  e.  RR ) )
182176, 181mpbird 225 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) )  e.  RR )
183 elrege0 10740 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( 1  /  k )  e.  ( 0 [,) 
+oo )  <->  ( (
1  /  k )  e.  RR  /\  0  <_  ( 1  /  k
) ) )
18470, 146, 183sylanbrc 647 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  k )  e.  ( 0 [,)  +oo ) )
185184adantrr 699 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  (
1  /  k )  e.  ( 0 [,) 
+oo ) )
186185adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  e.  ( 0 [,)  +oo ) )
187 itg2const 19089 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) )  e.  dom  vol 
/\  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) )  e.  RR  /\  (
1  /  k )  e.  ( 0 [,) 
+oo ) )  -> 
( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  =  ( ( 1  /  k
)  x.  ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ) ) )
188175, 182, 186, 187syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  =  ( ( 1  /  k
)  x.  ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ) ) )
189172, 188eqtrd 2316 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
0  =  ( ( 1  /  k )  x.  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )
190 simplrr 739 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
0  <  ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ) )
191182, 190elrpd 10383 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) )  e.  RR+ )
192179, 191rpmulcld 10401 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
( ( 1  / 
k )  x.  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ) )  e.  RR+ )
193189, 192eqeltrd 2358 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )  -> 
0  e.  RR+ )
194193ex 425 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  (
0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  ->  0  e.  RR+ ) )
195171, 194mtoi 171 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  -.  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )
196 itg2ge0 19084 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) : RR --> ( 0 [,]  +oo )  ->  0  <_  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )
197157, 196syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  0  <_  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )
198 xrleloe 10473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( 0  e.  RR*  /\  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) )  e.  RR* )  ->  ( 0  <_  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) )  <->  ( 0  < 
( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  \/  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) ) ) )
19946, 159, 198sylancr 646 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  (
0  <_  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  <->  ( 0  <  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  \/  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) ) ) )
200197, 199mpbid 203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  (
0  <  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  \/  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) ) )
201200ord 368 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  ( -.  0  <  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )  ->  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) ) )
202195, 201mt3d 119 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  0  <  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) ) )
203167adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  F : RR --> ( 0 [,] 
+oo ) )
20470adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  e.  RR )
20563adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  F  Fn  RR )
206205, 65syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) )  <->  ( x  e.  RR  /\  ( F `
 x )  e.  ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ) )
207206biimpa 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  -> 
( x  e.  RR  /\  ( F `  x
)  e.  ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) )
208207simpld 447 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  ->  x  e.  RR )
20957adantlr 697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  ->  ( F `  x )  e.  RR )
210208, 209syldan 458 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  -> 
( F `  x
)  e.  RR )
21171adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  e.  RR* )
212207simprd 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  -> 
( F `  x
)  e.  ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )
213 simpr 449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( F `  x
)  e.  RR  /\  ( 1  /  k
)  <  ( F `  x ) )  -> 
( 1  /  k
)  <  ( F `  x ) )
21473, 213syl6bi 221 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( 1  /  k )  e.  RR*  ->  ( ( F `  x )  e.  ( ( 1  /  k ) (,) 
+oo )  ->  (
1  /  k )  <  ( F `  x ) ) )
215211, 212, 214sylc 58 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  <  ( F `  x ) )
216204, 210, 215ltled 8962 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  <_  ( F `  x ) )
21756simprd 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  0  <_ 
( F `  x
) )
218217adantlr 697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  ->  0  <_  ( F `  x
) )
219208, 218syldan 458 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  -> 
0  <_  ( F `  x ) )
220 breq1 4027 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( 1  /  k )  =  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  -> 
( ( 1  / 
k )  <_  ( F `  x )  <->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  <_  ( F `  x ) ) )
221 breq1 4027 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( 0  =  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  -> 
( 0  <_  ( F `  x )  <->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  <_  ( F `  x ) ) )
222220, 221ifboth 3597 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( 1  /  k
)  <_  ( F `  x )  /\  0  <_  ( F `  x
) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  <_  ( F `  x ) )
223216, 219, 222syl2anc 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  <_  ( F `  x ) )
224223adantlr 697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  /\  x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  <_ 
( F `  x
) )
225 iffalse 3573 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( -.  x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  =  0 )
226225adantl 454 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  /\  -.  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  =  0 )
227218adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  /\  -.  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  -> 
0  <_  ( F `  x ) )
228226, 227eqbrtrd 4044 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  /\  -.  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  <_  ( F `  x ) )
229224, 228pm2.61dan 768 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  <_  ( F `  x ) )
230229ralrimiva 2627 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  A. x  e.  RR  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  <_ 
( F `  x
) )
231230adantrr 699 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  A. x  e.  RR  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  <_ 
( F `  x
) )
23210a1i 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  RR  e.  _V )
233 ovex 5844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( 1  /  k )  e. 
_V
234 c0ex 8827 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  0  e.  _V
235233, 234ifex 3624 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  e.  _V
236235a1i 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  e.  _V )
237 fvex 5499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( F `
 x )  e. 
_V
238237a1i 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  ( F `
 x )  e. 
_V )
239 eqidd 2285 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) )  =  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) )
2409feqmptd 5536 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  F  =  ( x  e.  RR  |->  ( F `
 x ) ) )
241232, 236, 238, 239, 240ofrfval2 6057 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ph  ->  ( ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) )  o R  <_  F  <->  A. x  e.  RR  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 )  <_  ( F `  x ) ) )
242241biimpar 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  A. x  e.  RR  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  <_ 
( F `  x
) )  ->  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) )  o R  <_  F )
243231, 242syldan 458 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) )  o R  <_  F )
244 itg2le 19088 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) ) : RR --> ( 0 [,]  +oo )  /\  F : RR --> ( 0 [,] 
+oo )  /\  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k
) ,  0 ) )  o R  <_  F )  ->  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) )  <_  ( S.2 `  F ) )
245157, 203, 243, 244syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) )  <_  ( S.2 `  F ) )
246141, 159, 170, 202, 245xrltletrd 10487 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )  ->  0  <  ( S.2 `  F
) )
247246expr 600 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) )  ->  0  <  ( S.2 `  F ) ) )
248247con3d 127 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( -.  0  <  ( S.2 `  F )  ->  -.  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )
2494ffvelrni 5625 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  e. 
dom  vol  ->  ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  e.  ( 0 [,]  +oo ) )
2503, 249sseldi 3179 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) )  e. 
dom  vol  ->  ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  e. 
RR* )
251173, 250syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  e. 
RR* )
252 xrlenlt 8885 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) )  e.  RR*  /\  0  e.  RR* )  ->  (
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) )  <_  0  <->  -.  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )
253251, 46, 252sylancl 645 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) )  <_  0  <->  -.  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,)  +oo ) ) ) ) )
254248, 253sylibrd 227 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( -.  0  <  ( S.2 `  F )  ->  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  <_ 
0 ) )
255254imp 420 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  <_ 
0 )
256255an32s 781 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  /\  k  e.  NN )  ->  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,)  +oo ) ) )  <_ 
0 )
257140, 256eqbrtrd 4044 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  /\  k  e.  NN )  ->  ( vol `  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) )  <_  0 )
258257ralrimiva 2627 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  A. k  e.  NN  ( vol `  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) )  <_  0 )
259 fveq2 5485 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  =  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  -> 
( vol `  z
)  =  ( vol `  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `  k ) ) )
260259breq1d 4034 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  =  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k )  -> 
( ( vol `  z
)  <_  0  <->  ( vol `  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `  k ) )  <_ 
0 ) )
261260ralrn 5629 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  Fn  NN  ->  ( A. z  e.  ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ( vol `  z
)  <_  0  <->  A. k  e.  NN  ( vol `  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) )  <_  0 ) )
26219, 20, 2613syl 20 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( A. z  e. 
ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ( vol `  z )  <_  0  <->  A. k  e.  NN  ( vol `  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) )  <_  0 ) )
263262adantr 453 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( A. z  e.  ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ( vol `  z
)  <_  0  <->  A. k  e.  NN  ( vol `  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) `
 k ) )  <_  0 ) )
264258, 263mpbird 225 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  A. z  e.  ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ( vol `  z )  <_  0 )
265 ffn 5354 . . . . . . . . . 10  |-  ( vol
: dom  vol --> ( 0 [,]  +oo )  ->  vol  Fn 
dom  vol )
2664, 265ax-mp 10 . . . . . . . . 9  |-  vol  Fn  dom  vol
267 frn 5360 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) : NN --> dom  vol  ->  ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  C_  dom  vol )
26834, 267syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  C_  dom  vol )
269268adantr 453 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) 
C_  dom  vol )
270 breq1 4027 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( vol `  z
)  ->  ( x  <_  0  <->  ( vol `  z
)  <_  0 ) )
271270ralima 5719 . . . . . . . . 9  |-  ( ( vol  Fn  dom  vol  /\ 
ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) )  C_  dom  vol )  ->  ( A. x  e.  ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) x  <_  0  <->  A. z  e.  ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ( vol `  z
)  <_  0 ) )
272266, 269, 271sylancr 646 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( A. x  e.  ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) x  <_  0  <->  A. z  e.  ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ( vol `  z
)  <_  0 ) )
273264, 272mpbird 225 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  A. x  e.  ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) x  <_  0
)
274 imassrn 5024 . . . . . . . . 9  |-  ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) 
C_  ran  vol
275 frn 5360 . . . . . . . . . . 11  |-  ( vol
: dom  vol --> ( 0 [,]  +oo )  ->  ran  vol  C_  ( 0 [,]  +oo ) )
2764, 275ax-mp 10 . . . . . . . . . 10  |-  ran  vol  C_  ( 0 [,]  +oo )
277276, 3sstri 3189 . . . . . . . . 9  |-  ran  vol  C_ 
RR*
278274, 277sstri 3189 . . . . . . . 8  |-  ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) 
C_  RR*
279 supxrleub 10639 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  C_  RR*  /\  0  e.  RR* )  ->  ( sup ( ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  )  <_  0  <->  A. x  e.  ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) x  <_  0
) )
280278, 46, 279mp2an 655 . . . . . . 7  |-  ( sup ( ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  )  <_  0  <->  A. x  e.  ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) x  <_  0
)
281273, 280sylibr 205 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  sup ( ( vol " ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  )  <_  0 )
282137, 281eqbrtrd 4044 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol * `  U. ran  (  n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,)  +oo ) ) ) )  <_  0 )
2838, 45, 47, 102, 282xrletrd 10488 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol `  A )  <_ 
0 )
284283ex 425 . . 3  |-  ( ph  ->  ( -.  0  < 
( S.2 `  F )  ->  ( vol `  A
)  <_  0 ) )
285 xrlenlt 8885 . . . 4  |-  ( ( ( vol `  A
)  e.  RR*  /\  0  e.  RR* )  ->  (
( vol `  A
)  <_  0  <->  -.  0  <  ( vol `  A
) ) )
2867, 46, 285sylancl 645 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( vol `  A
)  <_  0  <->  -.  0  <  ( vol `  A
) ) )
287284, 286sylibd 207 . 2  |-  ( ph  ->  ( -.  0  < 
( S.2 `  F )  ->  -.  0  <  ( vol `  A ) ) )
2881, 287mt4d 132 1  |-  ( ph  ->  0  <  ( S.2 `  F ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 5    -> wi 6    <-> wb 178    \/ wo 359    /\ wa 360    = wceq 1624    e. wcel 1685   A.wral 2544   E.wrex 2545   _Vcvv 2789    C_ wss 3153   ifcif 3566   U.cuni 3828   U_ciun 3906   class class class wbr 4024    e. cmpt 4078   `'ccnv 4687   dom cdm 4688   ran crn 4689   "cima 4691    Fn wfn 5216   -->wf 5217   ` cfv 5221  (class class class)co 5819    o Rcofr 6038   supcsup 7188   RRcr 8731   0cc0 8732   1c1 8733    + caddc 8735    x. cmul 8737    +oocpnf 8859   RR*cxr 8861    < clt 8862    <_ cle 8863    / cdiv 9418   NNcn 9741   RR+crp 10349   (,)cioo 10650   [,)cico 10652   [,]cicc 10653   vol *covol 18816   volcvol 18817  MblFncmbf 18963   S.2citg2 18965
This theorem is referenced by:  itggt0  19190
This theorem was proved from axioms:  ax-1 7  ax-2 8  ax-3 9  ax-mp 10  ax-gen 1534  ax-5 1545  ax-17 1604  ax-9 1637  ax-8 1645  ax-13 1687  ax-14 1689  ax-6 1704  ax-7 1709  ax-11 1716  ax-12 1867  ax-ext 2265  ax-rep 4132  ax-sep 4142  ax-nul 4150  ax-pow 4187  ax-pr 4213  ax-un 4511  ax-inf2 7337  ax-cc 8056  ax-cnex 8788  ax-resscn 8789  ax-1cn 8790  ax-icn 8791  ax-addcl 8792  ax-addrcl 8793  ax-mulcl 8794  ax-mulrcl 8795  ax-mulcom 8796  ax-addass 8797  ax-mulass 8798  ax-distr 8799  ax-i2m1 8800  ax-1ne0 8801  ax-1rid 8802  ax-rnegex 8803  ax-rrecex 8804  ax-cnre 8805  ax-pre-lttri 8806  ax-pre-lttrn 8807  ax-pre-ltadd 8808  ax-pre-mulgt0 8809  ax-pre-sup 8810  ax-addf 8811
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1312  df-ex 1530  df-nf 1533  df-sb 1632  df-eu 2148  df-mo 2149  df-clab 2271  df-cleq 2277  df-clel 2280  df-nfc 2409  df-ne 2449  df-nel 2450  df-ral 2549  df-rex 2550  df-reu 2551  df-rmo 2552  df-rab 2553  df-v 2791  df-sbc 2993  df-csb 3083  df-dif 3156  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-pss 3169  df-nul 3457  df-if 3567  df-pw 3628  df-sn 3647  df-pr 3648  df-tp 3649  df-op 3650  df-uni 3829  df-int 3864  df-iun 3908  df-disj 3995  df-br 4025  df-opab 4079  df-mpt 4080  df-tr 4115  df-eprel 4304  df-id 4308  df-po 4313  df-so 4314  df-fr 4351  df-se 4352  df-we 4353  df-ord 4394  df-on 4395  df-lim 4396  df-suc 4397  df-om 4656  df-xp 4694  df-rel 4695  df-cnv 4696  df-co 4697  df-dm 4698  df-rn 4699  df-res 4700  df-ima 4701  df-fun 5223  df-fn 5224  df-f 5225  df-f1 5226  df-fo 5227  df-f1o 5228  df-fv 5229  df-isom 5230  df-ov 5822  df-oprab 5823  df-mpt2 5824  df-of 6039  df-ofr 6040  df-1st 6083  df-2nd 6084  df-iota 6252  df-riota 6299  df-recs 6383  df-rdg 6418  df-1o 6474  df-2o 6475  df-oadd 6478  df-er 6655  df-map 6769  df-pm 6770  df-en 6859  df-dom 6860  df-sdom 6861  df-fin 6862  df-fi 7160  df-sup 7189  df-oi 7220  df-card 7567  df-cda 7789  df-pnf 8864  df-mnf 8865  df-xr 8866  df-ltxr 8867  df-le 8868  df-sub 9034  df-neg 9035  df-div 9419  df-nn 9742  df-2 9799  df-3 9800  df-n0 9961  df-z 10020  df-uz 10226  df-q 10312  df-rp 10350  df-xneg 10447  df-xadd 10448  df-xmul 10449  df-ioo 10654  df-ico 10656  df-icc 10657  df-fz 10777  df-fzo 10865  df-fl 10919  df-seq 11041  df-exp 11099  df-hash 11332  df-cj 11578  df-re 11579  df-im 11580  df-sqr 11714  df-abs 11715  df-clim 11956  df-rlim 11957  df-sum 12153  df-rest 13321  df-topgen 13338  df-xmet 16367  df-met 16368  df-bl 16369  df-mopn 16370  df-top 16630  df-bases 16632  df-topon 16633  df-cmp 17108  df-cncf 18376  df-ovol 18818  df-vol 18819  df-mbf 18969  df-itg1 18970  df-itg2 18971  df-0p 19019
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