Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  hoiprodp1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem hoiprodp1 39278
Description: The dimensional volume of a half-open interval with dimension 𝑛 + 1. Used in the first equality of step (e) of Lemma 115B of [Fremlin1] p. 30. (Contributed by Glauco Siliprandi, 21-Nov-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
hoiprodp1.l 𝐿 = (𝑥 ∈ Fin ↦ (𝑎 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑥), 𝑏 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑥) ↦ if(𝑥 = ∅, 0, ∏𝑘𝑥 (vol‘((𝑎𝑘)[,)(𝑏𝑘))))))
hoiprodp1.y (𝜑𝑌 ∈ Fin)
hoiprodp1.3 (𝜑𝑍𝑉)
hoiprodp1.z (𝜑 → ¬ 𝑍𝑌)
hoiprodp1.x 𝑋 = (𝑌 ∪ {𝑍})
hoiprodp1.a (𝜑𝐴:𝑋⟶ℝ)
hoiprodp1.b (𝜑𝐵:𝑋⟶ℝ)
hoiprodp1.g 𝐺 = ∏𝑘𝑌 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
Assertion
Ref Expression
hoiprodp1 (𝜑 → (𝐴(𝐿𝑋)𝐵) = (𝐺 · (vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍)))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑎,𝑏,𝑘   𝐵,𝑎,𝑏,𝑘   𝑋,𝑎,𝑏,𝑘,𝑥   𝑘,𝑌   𝑘,𝑍   𝜑,𝑎,𝑏,𝑘,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝐵(𝑥)   𝐺(𝑥,𝑘,𝑎,𝑏)   𝐿(𝑥,𝑘,𝑎,𝑏)   𝑉(𝑥,𝑘,𝑎,𝑏)   𝑌(𝑥,𝑎,𝑏)   𝑍(𝑥,𝑎,𝑏)

Proof of Theorem hoiprodp1
StepHypRef Expression
1 hoiprodp1.l . . 3 𝐿 = (𝑥 ∈ Fin ↦ (𝑎 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑥), 𝑏 ∈ (ℝ ↑𝑚 𝑥) ↦ if(𝑥 = ∅, 0, ∏𝑘𝑥 (vol‘((𝑎𝑘)[,)(𝑏𝑘))))))
2 hoiprodp1.x . . . 4 𝑋 = (𝑌 ∪ {𝑍})
3 hoiprodp1.y . . . . 5 (𝜑𝑌 ∈ Fin)
4 snfi 7896 . . . . . 6 {𝑍} ∈ Fin
54a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → {𝑍} ∈ Fin)
6 unfi 8085 . . . . 5 ((𝑌 ∈ Fin ∧ {𝑍} ∈ Fin) → (𝑌 ∪ {𝑍}) ∈ Fin)
73, 5, 6syl2anc 690 . . . 4 (𝜑 → (𝑌 ∪ {𝑍}) ∈ Fin)
82, 7syl5eqel 2687 . . 3 (𝜑𝑋 ∈ Fin)
9 hoiprodp1.3 . . . . . . 7 (𝜑𝑍𝑉)
10 snidg 4148 . . . . . . 7 (𝑍𝑉𝑍 ∈ {𝑍})
119, 10syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑍 ∈ {𝑍})
12 elun2 3738 . . . . . 6 (𝑍 ∈ {𝑍} → 𝑍 ∈ (𝑌 ∪ {𝑍}))
1311, 12syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑍 ∈ (𝑌 ∪ {𝑍}))
1413, 2syl6eleqr 2694 . . . 4 (𝜑𝑍𝑋)
15 ne0i 3875 . . . 4 (𝑍𝑋𝑋 ≠ ∅)
1614, 15syl 17 . . 3 (𝜑𝑋 ≠ ∅)
17 hoiprodp1.a . . 3 (𝜑𝐴:𝑋⟶ℝ)
18 hoiprodp1.b . . 3 (𝜑𝐵:𝑋⟶ℝ)
191, 8, 16, 17, 18hoidmvn0val 39274 . 2 (𝜑 → (𝐴(𝐿𝑋)𝐵) = ∏𝑘𝑋 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
2017ffvelrnda 6248 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
2118ffvelrnda 6248 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ)
22 volicore 39271 . . . . 5 (((𝐴𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑘) ∈ ℝ) → (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℝ)
2320, 21, 22syl2anc 690 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑋) → (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℝ)
2423recnd 9920 . . 3 ((𝜑𝑘𝑋) → (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℂ)
25 fveq2 6084 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑍 → (𝐴𝑘) = (𝐴𝑍))
26 fveq2 6084 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑍 → (𝐵𝑘) = (𝐵𝑍))
2725, 26oveq12d 6541 . . . . 5 (𝑘 = 𝑍 → ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = ((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍)))
2827fveq2d 6088 . . . 4 (𝑘 = 𝑍 → (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) = (vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍))))
2928adantl 480 . . 3 ((𝜑𝑘 = 𝑍) → (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) = (vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍))))
308, 24, 14, 29fprodsplit1 38460 . 2 (𝜑 → ∏𝑘𝑋 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) = ((vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍))) · ∏𝑘 ∈ (𝑋 ∖ {𝑍})(vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))))
312difeq1i 3681 . . . . . . . 8 (𝑋 ∖ {𝑍}) = ((𝑌 ∪ {𝑍}) ∖ {𝑍})
3231a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑋 ∖ {𝑍}) = ((𝑌 ∪ {𝑍}) ∖ {𝑍}))
33 difun2 3995 . . . . . . . 8 ((𝑌 ∪ {𝑍}) ∖ {𝑍}) = (𝑌 ∖ {𝑍})
3433a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑌 ∪ {𝑍}) ∖ {𝑍}) = (𝑌 ∖ {𝑍}))
35 hoiprodp1.z . . . . . . . 8 (𝜑 → ¬ 𝑍𝑌)
36 difsn 4264 . . . . . . . 8 𝑍𝑌 → (𝑌 ∖ {𝑍}) = 𝑌)
3735, 36syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑌 ∖ {𝑍}) = 𝑌)
3832, 34, 373eqtrd 2643 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 ∖ {𝑍}) = 𝑌)
3938prodeq1d 14432 . . . . 5 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (𝑋 ∖ {𝑍})(vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) = ∏𝑘𝑌 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
40 hoiprodp1.g . . . . . . 7 𝐺 = ∏𝑘𝑌 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
4140eqcomi 2614 . . . . . 6 𝑘𝑌 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) = 𝐺
4241a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ∏𝑘𝑌 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) = 𝐺)
4339, 42eqtrd 2639 . . . 4 (𝜑 → ∏𝑘 ∈ (𝑋 ∖ {𝑍})(vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) = 𝐺)
4443oveq2d 6539 . . 3 (𝜑 → ((vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍))) · ∏𝑘 ∈ (𝑋 ∖ {𝑍})(vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))) = ((vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍))) · 𝐺))
4517, 14ffvelrnd 6249 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴𝑍) ∈ ℝ)
4618, 14ffvelrnd 6249 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵𝑍) ∈ ℝ)
47 volicore 39271 . . . . . 6 (((𝐴𝑍) ∈ ℝ ∧ (𝐵𝑍) ∈ ℝ) → (vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍))) ∈ ℝ)
4845, 46, 47syl2anc 690 . . . . 5 (𝜑 → (vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍))) ∈ ℝ)
4948recnd 9920 . . . 4 (𝜑 → (vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍))) ∈ ℂ)
5017adantr 479 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑌) → 𝐴:𝑋⟶ℝ)
51 ssun1 3733 . . . . . . . . . . . 12 𝑌 ⊆ (𝑌 ∪ {𝑍})
5251, 2sseqtr4i 3596 . . . . . . . . . . 11 𝑌𝑋
53 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑘𝑌𝑘𝑌)
5452, 53sseldi 3561 . . . . . . . . . 10 (𝑘𝑌𝑘𝑋)
5554adantl 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑌) → 𝑘𝑋)
5650, 55ffvelrnd 6249 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝑌) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
5718adantr 479 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑌) → 𝐵:𝑋⟶ℝ)
5857, 55ffvelrnd 6249 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝑌) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ)
5956, 58, 22syl2anc 690 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝑌) → (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℝ)
603, 59fprodrecl 14464 . . . . . 6 (𝜑 → ∏𝑘𝑌 (vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℝ)
6140, 60syl5eqel 2687 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∈ ℝ)
6261recnd 9920 . . . 4 (𝜑𝐺 ∈ ℂ)
6349, 62mulcomd 9913 . . 3 (𝜑 → ((vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍))) · 𝐺) = (𝐺 · (vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍)))))
6444, 63eqtrd 2639 . 2 (𝜑 → ((vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍))) · ∏𝑘 ∈ (𝑋 ∖ {𝑍})(vol‘((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))) = (𝐺 · (vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍)))))
6519, 30, 643eqtrd 2643 1 (𝜑 → (𝐴(𝐿𝑋)𝐵) = (𝐺 · (vol‘((𝐴𝑍)[,)(𝐵𝑍)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 382   = wceq 1474  wcel 1975  wne 2775  cdif 3532  cun 3533  c0 3869  ifcif 4031  {csn 4120  cmpt 4633  wf 5782  cfv 5786  (class class class)co 6523  cmpt2 6525  𝑚 cmap 7717  Fincfn 7814  cr 9787  0cc0 9788   · cmul 9793  [,)cico 12000  cprod 14416  volcvol 22952
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1711  ax-4 1726  ax-5 1825  ax-6 1873  ax-7 1920  ax-8 1977  ax-9 1984  ax-10 2004  ax-11 2019  ax-12 2031  ax-13 2228  ax-ext 2585  ax-rep 4689  ax-sep 4699  ax-nul 4708  ax-pow 4760  ax-pr 4824  ax-un 6820  ax-inf2 8394  ax-cnex 9844  ax-resscn 9845  ax-1cn 9846  ax-icn 9847  ax-addcl 9848  ax-addrcl 9849  ax-mulcl 9850  ax-mulrcl 9851  ax-mulcom 9852  ax-addass 9853  ax-mulass 9854  ax-distr 9855  ax-i2m1 9856  ax-1ne0 9857  ax-1rid 9858  ax-rnegex 9859  ax-rrecex 9860  ax-cnre 9861  ax-pre-lttri 9862  ax-pre-lttrn 9863  ax-pre-ltadd 9864  ax-pre-mulgt0 9865  ax-pre-sup 9866
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-fal 1480  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1866  df-eu 2457  df-mo 2458  df-clab 2592  df-cleq 2598  df-clel 2601  df-nfc 2735  df-ne 2777  df-nel 2778  df-ral 2896  df-rex 2897  df-reu 2898  df-rmo 2899  df-rab 2900  df-v 3170  df-sbc 3398  df-csb 3495  df-dif 3538  df-un 3540  df-in 3542  df-ss 3549  df-pss 3551  df-nul 3870  df-if 4032  df-pw 4105  df-sn 4121  df-pr 4123  df-tp 4125  df-op 4127  df-uni 4363  df-int 4401  df-iun 4447  df-br 4574  df-opab 4634  df-mpt 4635  df-tr 4671  df-eprel 4935  df-id 4939  df-po 4945  df-so 4946  df-fr 4983  df-se 4984  df-we 4985  df-xp 5030  df-rel 5031  df-cnv 5032  df-co 5033  df-dm 5034  df-rn 5035  df-res 5036  df-ima 5037  df-pred 5579  df-ord 5625  df-on 5626  df-lim 5627  df-suc 5628  df-iota 5750  df-fun 5788  df-fn 5789  df-f 5790  df-f1 5791  df-fo 5792  df-f1o 5793  df-fv 5794  df-isom 5795  df-riota 6485  df-ov 6526  df-oprab 6527  df-mpt2 6528  df-of 6768  df-om 6931  df-1st 7032  df-2nd 7033  df-wrecs 7267  df-recs 7328  df-rdg 7366  df-1o 7420  df-2o 7421  df-oadd 7424  df-er 7602  df-map 7719  df-pm 7720  df-en 7815  df-dom 7816  df-sdom 7817  df-fin 7818  df-fi 8173  df-sup 8204  df-inf 8205  df-oi 8271  df-card 8621  df-cda 8846  df-pnf 9928  df-mnf 9929  df-xr 9930  df-ltxr 9931  df-le 9932  df-sub 10115  df-neg 10116  df-div 10530  df-nn 10864  df-2 10922  df-3 10923  df-n0 11136  df-z 11207  df-uz 11516  df-q 11617  df-rp 11661  df-xneg 11774  df-xadd 11775  df-xmul 11776  df-ioo 12002  df-ico 12004  df-icc 12005  df-fz 12149  df-fzo 12286  df-fl 12406  df-seq 12615  df-exp 12674  df-hash 12931  df-cj 13629  df-re 13630  df-im 13631  df-sqrt 13765  df-abs 13766  df-clim 14009  df-rlim 14010  df-sum 14207  df-prod 14417  df-rest 15848  df-topgen 15869  df-psmet 19501  df-xmet 19502  df-met 19503  df-bl 19504  df-mopn 19505  df-top 20459  df-bases 20460  df-topon 20461  df-cmp 20938  df-ovol 22953  df-vol 22954
This theorem is referenced by:  hoidmvlelem2  39286  hoidmvlelem4  39288
  Copyright terms: Public domain W3C validator