MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  i1fmulc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem i1fmulc 23376
Description: A nonnegative constant times a simple function gives another simple function. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
i1fmulc.2 (𝜑𝐹 ∈ dom ∫1)
i1fmulc.3 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
i1fmulc (𝜑 → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ dom ∫1)

Proof of Theorem i1fmulc
Dummy variables 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 reex 9971 . . . . 5 ℝ ∈ V
21a1i 11 . . . 4 ((𝜑𝐴 = 0) → ℝ ∈ V)
3 i1fmulc.2 . . . . . 6 (𝜑𝐹 ∈ dom ∫1)
4 i1ff 23349 . . . . . 6 (𝐹 ∈ dom ∫1𝐹:ℝ⟶ℝ)
53, 4syl 17 . . . . 5 (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
65adantr 481 . . . 4 ((𝜑𝐴 = 0) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
7 i1fmulc.3 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
87adantr 481 . . . 4 ((𝜑𝐴 = 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
9 0red 9985 . . . 4 ((𝜑𝐴 = 0) → 0 ∈ ℝ)
10 simplr 791 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 = 0) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝐴 = 0)
1110oveq1d 6619 . . . . 5 (((𝜑𝐴 = 0) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝐴 · 𝑥) = (0 · 𝑥))
12 mul02lem2 10157 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ → (0 · 𝑥) = 0)
1312adantl 482 . . . . 5 (((𝜑𝐴 = 0) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (0 · 𝑥) = 0)
1411, 13eqtrd 2655 . . . 4 (((𝜑𝐴 = 0) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝐴 · 𝑥) = 0)
152, 6, 8, 9, 14caofid2 6881 . . 3 ((𝜑𝐴 = 0) → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) = (ℝ × {0}))
16 i1f0 23360 . . 3 (ℝ × {0}) ∈ dom ∫1
1715, 16syl6eqel 2706 . 2 ((𝜑𝐴 = 0) → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ dom ∫1)
18 remulcl 9965 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑥 · 𝑦) ∈ ℝ)
1918adantl 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ ℝ)
20 fconst6g 6051 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → (ℝ × {𝐴}):ℝ⟶ℝ)
217, 20syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ × {𝐴}):ℝ⟶ℝ)
221a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ℝ ∈ V)
23 inidm 3800 . . . . 5 (ℝ ∩ ℝ) = ℝ
2419, 21, 5, 22, 22, 23off 6865 . . . 4 (𝜑 → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹):ℝ⟶ℝ)
2524adantr 481 . . 3 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹):ℝ⟶ℝ)
26 i1frn 23350 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ dom ∫1 → ran 𝐹 ∈ Fin)
273, 26syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ran 𝐹 ∈ Fin)
28 ovex 6632 . . . . . . . 8 (𝐴 · 𝑦) ∈ V
29 eqid 2621 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)) = (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦))
3028, 29fnmpti 5979 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)) Fn ran 𝐹
31 dffn4 6078 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)) Fn ran 𝐹 ↔ (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)):ran 𝐹onto→ran (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)))
3230, 31mpbi 220 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)):ran 𝐹onto→ran (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦))
33 fofi 8196 . . . . . 6 ((ran 𝐹 ∈ Fin ∧ (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)):ran 𝐹onto→ran (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦))) → ran (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)) ∈ Fin)
3427, 32, 33sylancl 693 . . . . 5 (𝜑 → ran (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)) ∈ Fin)
35 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹)
36 elsni 4165 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ {𝐴} → 𝑥 = 𝐴)
3736oveq1d 6619 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ {𝐴} → (𝑥 · 𝑤) = (𝐴 · 𝑤))
38 oveq2 6612 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑤 → (𝐴 · 𝑦) = (𝐴 · 𝑤))
3938eqeq2d 2631 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = 𝑤 → ((𝑥 · 𝑤) = (𝐴 · 𝑦) ↔ (𝑥 · 𝑤) = (𝐴 · 𝑤)))
4039rspcev 3295 . . . . . . . . . . 11 ((𝑤 ∈ ran 𝐹 ∧ (𝑥 · 𝑤) = (𝐴 · 𝑤)) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐹(𝑥 · 𝑤) = (𝐴 · 𝑦))
4135, 37, 40syl2anr 495 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑤 ∈ ran 𝐹) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐹(𝑥 · 𝑤) = (𝐴 · 𝑦))
42 ovex 6632 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 · 𝑤) ∈ V
43 eqeq1 2625 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑥 · 𝑤) → (𝑧 = (𝐴 · 𝑦) ↔ (𝑥 · 𝑤) = (𝐴 · 𝑦)))
4443rexbidv 3045 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝑥 · 𝑤) → (∃𝑦 ∈ ran 𝐹 𝑧 = (𝐴 · 𝑦) ↔ ∃𝑦 ∈ ran 𝐹(𝑥 · 𝑤) = (𝐴 · 𝑦)))
4542, 44elab 3333 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 · 𝑤) ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦 ∈ ran 𝐹 𝑧 = (𝐴 · 𝑦)} ↔ ∃𝑦 ∈ ran 𝐹(𝑥 · 𝑤) = (𝐴 · 𝑦))
4641, 45sylibr 224 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑤 ∈ ran 𝐹) → (𝑥 · 𝑤) ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦 ∈ ran 𝐹 𝑧 = (𝐴 · 𝑦)})
4746adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑤 ∈ ran 𝐹)) → (𝑥 · 𝑤) ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦 ∈ ran 𝐹 𝑧 = (𝐴 · 𝑦)})
48 fconstg 6049 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ → (ℝ × {𝐴}):ℝ⟶{𝐴})
497, 48syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℝ × {𝐴}):ℝ⟶{𝐴})
50 ffn 6002 . . . . . . . . . 10 (𝐹:ℝ⟶ℝ → 𝐹 Fn ℝ)
515, 50syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 Fn ℝ)
52 dffn3 6011 . . . . . . . . 9 (𝐹 Fn ℝ ↔ 𝐹:ℝ⟶ran 𝐹)
5351, 52sylib 208 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹:ℝ⟶ran 𝐹)
5447, 49, 53, 22, 22, 23off 6865 . . . . . . 7 (𝜑 → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹):ℝ⟶{𝑧 ∣ ∃𝑦 ∈ ran 𝐹 𝑧 = (𝐴 · 𝑦)})
55 frn 6010 . . . . . . 7 (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹):ℝ⟶{𝑧 ∣ ∃𝑦 ∈ ran 𝐹 𝑧 = (𝐴 · 𝑦)} → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ⊆ {𝑧 ∣ ∃𝑦 ∈ ran 𝐹 𝑧 = (𝐴 · 𝑦)})
5654, 55syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ⊆ {𝑧 ∣ ∃𝑦 ∈ ran 𝐹 𝑧 = (𝐴 · 𝑦)})
5729rnmpt 5331 . . . . . 6 ran (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)) = {𝑧 ∣ ∃𝑦 ∈ ran 𝐹 𝑧 = (𝐴 · 𝑦)}
5856, 57syl6sseqr 3631 . . . . 5 (𝜑 → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ⊆ ran (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)))
59 ssfi 8124 . . . . 5 ((ran (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦)) ∈ Fin ∧ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ⊆ ran (𝑦 ∈ ran 𝐹 ↦ (𝐴 · 𝑦))) → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ Fin)
6034, 58, 59syl2anc 692 . . . 4 (𝜑 → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ Fin)
6160adantr 481 . . 3 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ Fin)
62 frn 6010 . . . . . . . . 9 (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹):ℝ⟶ℝ → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ⊆ ℝ)
6324, 62syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ⊆ ℝ)
6463ssdifssd 3726 . . . . . . 7 (𝜑 → (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ⊆ ℝ)
6564adantr 481 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ⊆ ℝ)
6665sselda 3583 . . . . 5 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝑦 ∈ ℝ)
673, 7i1fmulclem 23375 . . . . 5 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑦}) = (𝐹 “ {(𝑦 / 𝐴)}))
6866, 67syldan 487 . . . 4 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑦}) = (𝐹 “ {(𝑦 / 𝐴)}))
69 i1fima 23351 . . . . . 6 (𝐹 ∈ dom ∫1 → (𝐹 “ {(𝑦 / 𝐴)}) ∈ dom vol)
703, 69syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹 “ {(𝑦 / 𝐴)}) ∈ dom vol)
7170ad2antrr 761 . . . 4 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝐹 “ {(𝑦 / 𝐴)}) ∈ dom vol)
7268, 71eqeltrd 2698 . . 3 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑦}) ∈ dom vol)
7368fveq2d 6152 . . . 4 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (vol‘(((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑦})) = (vol‘(𝐹 “ {(𝑦 / 𝐴)})))
743ad2antrr 761 . . . . 5 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐹 ∈ dom ∫1)
757ad2antrr 761 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐴 ∈ ℝ)
76 simplr 791 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐴 ≠ 0)
7766, 75, 76redivcld 10797 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑦 / 𝐴) ∈ ℝ)
7866recnd 10012 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝑦 ∈ ℂ)
7975recnd 10012 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐴 ∈ ℂ)
80 eldifsni 4289 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) → 𝑦 ≠ 0)
8180adantl 482 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝑦 ≠ 0)
8278, 79, 81, 76divne0d 10761 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑦 / 𝐴) ≠ 0)
83 eldifsn 4287 . . . . . 6 ((𝑦 / 𝐴) ∈ (ℝ ∖ {0}) ↔ ((𝑦 / 𝐴) ∈ ℝ ∧ (𝑦 / 𝐴) ≠ 0))
8477, 82, 83sylanbrc 697 . . . . 5 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑦 / 𝐴) ∈ (ℝ ∖ {0}))
85 i1fima2sn 23353 . . . . 5 ((𝐹 ∈ dom ∫1 ∧ (𝑦 / 𝐴) ∈ (ℝ ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {(𝑦 / 𝐴)})) ∈ ℝ)
8674, 84, 85syl2anc 692 . . . 4 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {(𝑦 / 𝐴)})) ∈ ℝ)
8773, 86eqeltrd 2698 . . 3 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (vol‘(((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑦})) ∈ ℝ)
8825, 61, 72, 87i1fd 23354 . 2 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ dom ∫1)
8917, 88pm2.61dane 2877 1 (𝜑 → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ dom ∫1)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  {cab 2607  wne 2790  wrex 2908  Vcvv 3186  cdif 3552  wss 3555  {csn 4148  cmpt 4673   × cxp 5072  ccnv 5073  dom cdm 5074  ran crn 5075  cima 5077   Fn wfn 5842  wf 5843  ontowfo 5845  cfv 5847  (class class class)co 6604  𝑓 cof 6848  Fincfn 7899  cr 9879  0cc0 9880   · cmul 9885   / cdiv 10628  volcvol 23139  1citg1 23290
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-inf2 8482  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-se 5034  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-isom 5856  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-of 6850  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-2o 7506  df-oadd 7509  df-er 7687  df-map 7804  df-pm 7805  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-sup 8292  df-inf 8293  df-oi 8359  df-card 8709  df-cda 8934  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-n0 11237  df-z 11322  df-uz 11632  df-q 11733  df-rp 11777  df-xadd 11891  df-ioo 12121  df-ico 12123  df-icc 12124  df-fz 12269  df-fzo 12407  df-fl 12533  df-seq 12742  df-exp 12801  df-hash 13058  df-cj 13773  df-re 13774  df-im 13775  df-sqrt 13909  df-abs 13910  df-clim 14153  df-sum 14351  df-xmet 19658  df-met 19659  df-ovol 23140  df-vol 23141  df-mbf 23294  df-itg1 23295
This theorem is referenced by:  itg1mulc  23377  i1fsub  23381  itg1sub  23382  itg2const  23413  itg2mulclem  23419  itg2monolem1  23423  i1fibl  23480  itgitg1  23481  itg2addnclem  33090  ftc1anclem5  33118
  Copyright terms: Public domain W3C validator