Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  hoidifhspdmvle Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem hoidifhspdmvle 41155
Description: The dimensional volume of the difference of a half-open interval and a half-space is less than or equal to the dimensional volume of the whole half-open interval. Used in Lemma 115F of [Fremlin1] p. 31 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
hoidifhspdmvle.l 𝐿 = (𝑥 ∈ Fin ↦ (𝑎 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑥), 𝑏 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑥) ↦ if(𝑥 = ∅, 0, ∏𝑘𝑥 (vol‘((𝑎𝑘)[,)(𝑏𝑘))))))
hoidifhspdmvle.x (𝜑𝑋 ∈ Fin)
hoidifhspdmvle.a (𝜑𝐴:𝑋⟶ℝ)
hoidifhspdmvle.b (𝜑𝐵:𝑋⟶ℝ)
hoidifhspdmvle.k (𝜑𝐾𝑋)
hoidifhspdmvle.d 𝐷 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝑐 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑋) ↦ (𝑋 ↦ if( = 𝐾, if(𝑥 ≤ (𝑐), (𝑐), 𝑥), (𝑐)))))
hoidifhspdmvle.y (𝜑𝑌 ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
hoidifhspdmvle (𝜑 → (((𝐷𝑌)‘𝐴)(𝐿𝑋)𝐵) ≤ (𝐴(𝐿𝑋)𝐵))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑎,𝑏,𝑘   𝐴,𝑐,,𝑘   𝐵,𝑎,𝑏,𝑘   𝐷,𝑎,𝑏,𝑘   𝐾,𝑐,,𝑥   𝑋,𝑎,𝑏,𝑘,𝑥   𝑋,𝑐,   𝑌,𝑎,𝑏,𝑘,𝑥   𝑌,𝑐,   𝜑,𝑎,𝑏,𝑘,𝑥   𝜑,𝑐,
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝐵(𝑥,,𝑐)   𝐷(𝑥,,𝑐)   𝐾(𝑘,𝑎,𝑏)   𝐿(𝑥,,𝑘,𝑎,𝑏,𝑐)

Proof of Theorem hoidifhspdmvle
StepHypRef Expression
1 nfv 1883 . . 3 𝑘𝜑
2 hoidifhspdmvle.x . . 3 (𝜑𝑋 ∈ Fin)
3 hoidifhspdmvle.d . . . . . 6 𝐷 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝑐 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑋) ↦ (𝑋 ↦ if( = 𝐾, if(𝑥 ≤ (𝑐), (𝑐), 𝑥), (𝑐)))))
4 hoidifhspdmvle.y . . . . . 6 (𝜑𝑌 ∈ ℝ)
5 hoidifhspdmvle.a . . . . . 6 (𝜑𝐴:𝑋⟶ℝ)
63, 4, 2, 5hoidifhspf 41153 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐷𝑌)‘𝐴):𝑋⟶ℝ)
76ffvelrnda 6399 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑋) → (((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘) ∈ ℝ)
8 hoidifhspdmvle.b . . . . 5 (𝜑𝐵:𝑋⟶ℝ)
98ffvelrnda 6399 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ)
10 volicore 41116 . . . 4 (((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑘) ∈ ℝ) → (vol‘((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℝ)
117, 9, 10syl2anc 694 . . 3 ((𝜑𝑘𝑋) → (vol‘((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℝ)
129rexrd 10127 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ*)
13 icombl 23378 . . . . 5 (((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑘) ∈ ℝ*) → ((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom vol)
147, 12, 13syl2anc 694 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑋) → ((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom vol)
15 volge0 40495 . . . 4 (((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom vol → 0 ≤ (vol‘((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
1614, 15syl 17 . . 3 ((𝜑𝑘𝑋) → 0 ≤ (vol‘((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
175ffvelrnda 6399 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
18 volicore 41116 . . . 4 (((𝐴𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑘) ∈ ℝ) → (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℝ)
1917, 9, 18syl2anc 694 . . 3 ((𝜑𝑘𝑋) → (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℝ)
20 icombl 23378 . . . . 5 (((𝐴𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑘) ∈ ℝ*) → ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom vol)
2117, 12, 20syl2anc 694 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom vol)
2217rexrd 10127 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ*)
234adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑋) → 𝑌 ∈ ℝ)
2423adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ 𝑘 = 𝐾) → 𝑌 ∈ ℝ)
2517adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ 𝑘 = 𝐾) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
26 max2 12056 . . . . . . . 8 ((𝑌 ∈ ℝ ∧ (𝐴𝑘) ∈ ℝ) → (𝐴𝑘) ≤ if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌))
2724, 25, 26syl2anc 694 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ 𝑘 = 𝐾) → (𝐴𝑘) ≤ if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌))
282adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝑋) → 𝑋 ∈ Fin)
295adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝑋) → 𝐴:𝑋⟶ℝ)
30 simpr 476 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝑋) → 𝑘𝑋)
313, 23, 28, 29, 30hoidifhspval3 41154 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑋) → (((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘) = if(𝑘 = 𝐾, if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌), (𝐴𝑘)))
3231adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ 𝑘 = 𝐾) → (((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘) = if(𝑘 = 𝐾, if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌), (𝐴𝑘)))
33 iftrue 4125 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝐾 → if(𝑘 = 𝐾, if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌), (𝐴𝑘)) = if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌))
3433adantl 481 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ 𝑘 = 𝐾) → if(𝑘 = 𝐾, if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌), (𝐴𝑘)) = if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌))
3532, 34eqtr2d 2686 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ 𝑘 = 𝐾) → if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌) = (((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘))
3627, 35breqtrd 4711 . . . . . 6 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ 𝑘 = 𝐾) → (𝐴𝑘) ≤ (((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘))
3717leidd 10632 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑘))
3837adantr 480 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ ¬ 𝑘 = 𝐾) → (𝐴𝑘) ≤ (𝐴𝑘))
3931adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ ¬ 𝑘 = 𝐾) → (((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘) = if(𝑘 = 𝐾, if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌), (𝐴𝑘)))
40 iffalse 4128 . . . . . . . . 9 𝑘 = 𝐾 → if(𝑘 = 𝐾, if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌), (𝐴𝑘)) = (𝐴𝑘))
4140adantl 481 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ ¬ 𝑘 = 𝐾) → if(𝑘 = 𝐾, if(𝑌 ≤ (𝐴𝑘), (𝐴𝑘), 𝑌), (𝐴𝑘)) = (𝐴𝑘))
4239, 41eqtr2d 2686 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ ¬ 𝑘 = 𝐾) → (𝐴𝑘) = (((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘))
4338, 42breqtrd 4711 . . . . . 6 (((𝜑𝑘𝑋) ∧ ¬ 𝑘 = 𝐾) → (𝐴𝑘) ≤ (((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘))
4436, 43pm2.61dan 849 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ≤ (((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘))
459leidd 10632 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ≤ (𝐵𝑘))
46 icossico 12281 . . . . 5 ((((𝐴𝑘) ∈ ℝ* ∧ (𝐵𝑘) ∈ ℝ*) ∧ ((𝐴𝑘) ≤ (((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘) ∧ (𝐵𝑘) ≤ (𝐵𝑘))) → ((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
4722, 12, 44, 45, 46syl22anc 1367 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑋) → ((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
48 volss 23347 . . . 4 ((((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom vol ∧ ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom vol ∧ ((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) → (vol‘((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ≤ (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
4914, 21, 47, 48syl3anc 1366 . . 3 ((𝜑𝑘𝑋) → (vol‘((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ≤ (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
501, 2, 11, 16, 19, 49fprodle 14771 . 2 (𝜑 → ∏𝑘𝑋 (vol‘((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ≤ ∏𝑘𝑋 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
51 hoidifhspdmvle.l . . . 4 𝐿 = (𝑥 ∈ Fin ↦ (𝑎 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑥), 𝑏 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑥) ↦ if(𝑥 = ∅, 0, ∏𝑘𝑥 (vol‘((𝑎𝑘)[,)(𝑏𝑘))))))
52 hoidifhspdmvle.k . . . . 5 (𝜑𝐾𝑋)
53 ne0i 3954 . . . . 5 (𝐾𝑋𝑋 ≠ ∅)
5452, 53syl 17 . . . 4 (𝜑𝑋 ≠ ∅)
5551, 2, 54, 6, 8hoidmvn0val 41119 . . 3 (𝜑 → (((𝐷𝑌)‘𝐴)(𝐿𝑋)𝐵) = ∏𝑘𝑋 (vol‘((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
5651, 2, 54, 5, 8hoidmvn0val 41119 . . 3 (𝜑 → (𝐴(𝐿𝑋)𝐵) = ∏𝑘𝑋 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
5755, 56breq12d 4698 . 2 (𝜑 → ((((𝐷𝑌)‘𝐴)(𝐿𝑋)𝐵) ≤ (𝐴(𝐿𝑋)𝐵) ↔ ∏𝑘𝑋 (vol‘((((𝐷𝑌)‘𝐴)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ≤ ∏𝑘𝑋 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))))
5850, 57mpbird 247 1 (𝜑 → (((𝐷𝑌)‘𝐴)(𝐿𝑋)𝐵) ≤ (𝐴(𝐿𝑋)𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  wne 2823  wss 3607  c0 3948  ifcif 4119   class class class wbr 4685  cmpt 4762  dom cdm 5143  wf 5922  cfv 5926  (class class class)co 6690  cmpt2 6692  𝑚 cmap 7899  Fincfn 7997  cr 9973  0cc0 9974  *cxr 10111  cle 10113  [,)cico 12215  cprod 14679  volcvol 23278
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-of 6939  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-pm 7902  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-ioo 12217  df-ico 12219  df-icc 12220  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-seq 12842  df-exp 12901  df-hash 13158  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-clim 14263  df-rlim 14264  df-sum 14461  df-prod 14680  df-rest 16130  df-topgen 16151  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-top 20747  df-topon 20764  df-bases 20798  df-cmp 21238  df-ovol 23279  df-vol 23280
This theorem is referenced by:  hspmbllem2  41162
  Copyright terms: Public domain W3C validator