Theorem iblconst 24417

Description: A constant function is integrable. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Aug-2014.)

Assertion

Ref	Expression
iblconst	⊢ ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐴 × {𝐵}) ∈ 𝐿1)

Proof of Theorem iblconst

Dummy variables 𝑥 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fconstmpt 5613	. 2 ⊢ (𝐴 × {𝐵}) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
2		mbfconst 24233	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐴 × {𝐵}) ∈ MblFn)
3	2	3adant2 1127	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐴 × {𝐵}) ∈ MblFn)
4	1, 3	eqeltrrid 2918	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn)
5		ifan 4517	. . . . . . . 8 ⊢ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) = if(𝑥 ∈ 𝐴, if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0), 0)
6	5	mpteq2i 5157	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥 ∈ 𝐴, if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0), 0))
7	6	fveq2i 6672	. . . . . 6 ⊢ (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥 ∈ 𝐴, if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0), 0)))
8		simpl1 1187	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → 𝐴 ∈ dom vol)
9		simpl2 1188	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → (vol‘𝐴) ∈ ℝ)
10		simpl3 1189	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → 𝐵 ∈ ℂ)
11		ax-icn 10595	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ i ∈ ℂ
12		ine0 11074	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ i ≠ 0
13		elfzelz 12907	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 ∈ (0...3) → 𝑘 ∈ ℤ)
14	13	adantl 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → 𝑘 ∈ ℤ)
15		expclz 13453	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0 ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
16	11, 12, 14, 15	mp3an12i 1461	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
17		expne0i 13460	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0 ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (i↑𝑘) ≠ 0)
18	11, 12, 14, 17	mp3an12i 1461	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → (i↑𝑘) ≠ 0)
19	10, 16, 18	divcld 11415	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → (𝐵 / (i↑𝑘)) ∈ ℂ)
20	19	recld 14552	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))) ∈ ℝ)
21		0re 10642	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 ∈ ℝ
22		ifcl 4510	. . . . . . . . 9 ⊢ (((ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) ∈ ℝ)
23	20, 21, 22	sylancl 588	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) ∈ ℝ)
24		max1 12577	. . . . . . . . 9 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))) ∈ ℝ) → 0 ≤ if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))
25	21, 20, 24	sylancr 589	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → 0 ≤ if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))
26		elrege0 12841	. . . . . . . 8 ⊢ (if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) ∈ (0[,)+∞) ↔ (if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))
27	23, 25, 26	sylanbrc 585	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) ∈ (0[,)+∞))
28		itg2const 24340	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) ∈ (0[,)+∞)) → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥 ∈ 𝐴, if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0), 0))) = (if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) · (vol‘𝐴)))
29	8, 9, 27, 28	syl3anc 1367	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥 ∈ 𝐴, if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0), 0))) = (if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) · (vol‘𝐴)))
30	7, 29	syl5eq 2868	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) = (if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) · (vol‘𝐴)))
31	23, 9	remulcld 10670	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → (if(0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0) · (vol‘𝐴)) ∈ ℝ)
32	30, 31	eqeltrd 2913	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...3)) → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) ∈ ℝ)
33	32	ralrimiva 3182	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ∀𝑘 ∈ (0...3)(∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) ∈ ℝ)
34		eqidd 2822	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))
35		eqidd 2822	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))) = (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))))
36		simpl3 1189	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
37	34, 35, 36	isibl2 24366	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ 𝐿1 ↔ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn ∧ ∀𝑘 ∈ (0...3)(∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) ∈ ℝ)))
38	4, 33, 37	mpbir2and 711	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ 𝐿1)
39	1, 38	eqeltrid 2917	1 ⊢ ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐴 × {𝐵}) ∈ 𝐿1)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   ∧ w3a 1083   = wceq 1533   ∈ wcel 2110   ≠ wne 3016  ∀wral 3138  ifcif 4466  {csn 4566   class class class wbr 5065   ↦ cmpt 5145   × cxp 5552  dom cdm 5554  ‘cfv 6354  (class class class)co 7155  ℂcc 10534  ℝcr 10535  0cc0 10536  ici 10538   · cmul 10541  +∞cpnf 10671   ≤ cle 10675   / cdiv 11296  3c3 11692  ℤcz 11980  [,)cico 12739  ...cfz 12891  ↑cexp 13428  ℜcre 14455  volcvol 24063  MblFncmbf 24214  ∫₂citg2 24216  𝐿¹cibl 24217

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1907  ax-6 1966  ax-7 2011  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2173  ax-ext 2793  ax-rep 5189  ax-sep 5202  ax-nul 5209  ax-pow 5265  ax-pr 5329  ax-un 7460  ax-inf2 9103  ax-cnex 10592  ax-resscn 10593  ax-1cn 10594  ax-icn 10595  ax-addcl 10596  ax-addrcl 10597  ax-mulcl 10598  ax-mulrcl 10599  ax-mulcom 10600  ax-addass 10601  ax-mulass 10602  ax-distr 10603  ax-i2m1 10604  ax-1ne0 10605  ax-1rid 10606  ax-rnegex 10607  ax-rrecex 10608  ax-cnre 10609  ax-pre-lttri 10610  ax-pre-lttrn 10611  ax-pre-ltadd 10612  ax-pre-mulgt0 10613  ax-pre-sup 10614  ax-addf 10615

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2066  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3772  df-csb 3883  df-dif 3938  df-un 3940  df-in 3942  df-ss 3951  df-pss 3953  df-nul 4291  df-if 4467  df-pw 4540  df-sn 4567  df-pr 4569  df-tp 4571  df-op 4573  df-uni 4838  df-int 4876  df-iun 4920  df-disj 5031  df-br 5066  df-opab 5128  df-mpt 5146  df-tr 5172  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-se 5514  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6147  df-ord 6193  df-on 6194  df-lim 6195  df-suc 6196  df-iota 6313  df-fun 6356  df-fn 6357  df-f 6358  df-f1 6359  df-fo 6360  df-f1o 6361  df-fv 6362  df-isom 6363  df-riota 7113  df-ov 7158  df-oprab 7159  df-mpo 7160  df-of 7408  df-ofr 7409  df-om 7580  df-1st 7688  df-2nd 7689  df-wrecs 7946  df-recs 8007  df-rdg 8045  df-1o 8101  df-2o 8102  df-oadd 8105  df-er 8288  df-map 8407  df-pm 8408  df-en 8509  df-dom 8510  df-sdom 8511  df-fin 8512  df-sup 8905  df-inf 8906  df-oi 8973  df-dju 9329  df-card 9367  df-pnf 10676  df-mnf 10677  df-xr 10678  df-ltxr 10679  df-le 10680  df-sub 10871  df-neg 10872  df-div 11297  df-nn 11638  df-2 11699  df-3 11700  df-n0 11897  df-z 11981  df-uz 12243  df-q 12348  df-rp 12389  df-xadd 12507  df-ioo 12741  df-ico 12743  df-icc 12744  df-fz 12892  df-fzo 13033  df-fl 13161  df-seq 13369  df-exp 13429  df-hash 13690  df-cj 14457  df-re 14458  df-im 14459  df-sqrt 14593  df-abs 14594  df-clim 14844  df-sum 15042  df-xmet 20537  df-met 20538  df-ovol 24064  df-vol 24065  df-mbf 24219  df-itg1 24220  df-itg2 24221  df-ibl 24222  df-0p 24270

This theorem is referenced by:  itgconst  24418  bddibl  24439  ftc1lem4  24635  itgulm  24995  ftc1cnnclem  34964  iblconstmpt  42239  itgiccshift  42263  itgperiod  42264  itgsbtaddcnst  42265