MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  itg2monolem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem itg2monolem3 23564
Description: Lemma for itg2mono 23565. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
itg2mono.1 𝐺 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝐹𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ))
itg2mono.2 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛) ∈ MblFn)
itg2mono.3 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛):ℝ⟶(0[,)+∞))
itg2mono.4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛) ∘𝑟 ≤ (𝐹‘(𝑛 + 1)))
itg2mono.5 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐹𝑛)‘𝑥) ≤ 𝑦)
itg2mono.6 𝑆 = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))), ℝ*, < )
itg2monolem2.7 (𝜑𝑃 ∈ dom ∫1)
itg2monolem2.8 (𝜑𝑃𝑟𝐺)
itg2monolem2.9 (𝜑 → ¬ (∫1𝑃) ≤ 𝑆)
Assertion
Ref Expression
itg2monolem3 (𝜑 → (∫1𝑃) ≤ 𝑆)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑛,𝑦,𝐺   𝑃,𝑛,𝑥,𝑦   𝑛,𝐹,𝑥,𝑦   𝜑,𝑛,𝑥,𝑦   𝑆,𝑛,𝑥,𝑦

Proof of Theorem itg2monolem3
Dummy variable 𝑡 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 itg2mono.1 . . . . . . . . . 10 𝐺 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝐹𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ))
2 itg2mono.2 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛) ∈ MblFn)
3 itg2mono.3 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛):ℝ⟶(0[,)+∞))
4 itg2mono.4 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛) ∘𝑟 ≤ (𝐹‘(𝑛 + 1)))
5 itg2mono.5 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐹𝑛)‘𝑥) ≤ 𝑦)
6 itg2mono.6 . . . . . . . . . 10 𝑆 = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))), ℝ*, < )
7 itg2monolem2.7 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑃 ∈ dom ∫1)
8 itg2monolem2.8 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑃𝑟𝐺)
9 itg2monolem2.9 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ (∫1𝑃) ≤ 𝑆)
101, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9itg2monolem2 23563 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑆 ∈ ℝ)
1110adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 𝑆 ∈ ℝ)
1211recnd 10106 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 𝑆 ∈ ℂ)
137adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 𝑃 ∈ dom ∫1)
14 itg1cl 23497 . . . . . . . . 9 (𝑃 ∈ dom ∫1 → (∫1𝑃) ∈ ℝ)
1513, 14syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (∫1𝑃) ∈ ℝ)
1615recnd 10106 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (∫1𝑃) ∈ ℂ)
17 simpr 476 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 𝑡 ∈ ℝ+)
1817rpred 11910 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 𝑡 ∈ ℝ)
1911, 18readdcld 10107 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (𝑆 + 𝑡) ∈ ℝ)
2019recnd 10106 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (𝑆 + 𝑡) ∈ ℂ)
21 0red 10079 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 0 ∈ ℝ)
22 0xr 10124 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ ℝ*
2322a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ∈ ℝ*)
24 1nn 11069 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℕ
25 icossicc 12298 . . . . . . . . . . . . . . 15 (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)
26 fss 6094 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐹𝑛):ℝ⟶(0[,)+∞) ∧ (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)) → (𝐹𝑛):ℝ⟶(0[,]+∞))
273, 25, 26sylancl 695 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛):ℝ⟶(0[,]+∞))
2827ralrimiva 2995 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐹𝑛):ℝ⟶(0[,]+∞))
29 fveq2 6229 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 = 1 → (𝐹𝑛) = (𝐹‘1))
3029feq1d 6068 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = 1 → ((𝐹𝑛):ℝ⟶(0[,]+∞) ↔ (𝐹‘1):ℝ⟶(0[,]+∞)))
3130rspcv 3336 . . . . . . . . . . . . 13 (1 ∈ ℕ → (∀𝑛 ∈ ℕ (𝐹𝑛):ℝ⟶(0[,]+∞) → (𝐹‘1):ℝ⟶(0[,]+∞)))
3224, 28, 31mpsyl 68 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐹‘1):ℝ⟶(0[,]+∞))
33 itg2cl 23544 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹‘1):ℝ⟶(0[,]+∞) → (∫2‘(𝐹‘1)) ∈ ℝ*)
3432, 33syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∫2‘(𝐹‘1)) ∈ ℝ*)
35 itg2cl 23544 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐹𝑛):ℝ⟶(0[,]+∞) → (∫2‘(𝐹𝑛)) ∈ ℝ*)
3627, 35syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (∫2‘(𝐹𝑛)) ∈ ℝ*)
37 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛)))
3836, 37fmptd 6425 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))):ℕ⟶ℝ*)
39 frn 6091 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))):ℕ⟶ℝ* → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))) ⊆ ℝ*)
4038, 39syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))) ⊆ ℝ*)
41 supxrcl 12183 . . . . . . . . . . . . 13 (ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))) ⊆ ℝ* → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
4240, 41syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
436, 42syl5eqel 2734 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑆 ∈ ℝ*)
44 itg2ge0 23547 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹‘1):ℝ⟶(0[,]+∞) → 0 ≤ (∫2‘(𝐹‘1)))
4532, 44syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ≤ (∫2‘(𝐹‘1)))
4629fveq2d 6233 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 1 → (∫2‘(𝐹𝑛)) = (∫2‘(𝐹‘1)))
47 fvex 6239 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∫2‘(𝐹‘1)) ∈ V
4846, 37, 47fvmpt 6321 . . . . . . . . . . . . . . 15 (1 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛)))‘1) = (∫2‘(𝐹‘1)))
4924, 48ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛)))‘1) = (∫2‘(𝐹‘1))
50 ffn 6083 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))):ℕ⟶ℝ* → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))) Fn ℕ)
5138, 50syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))) Fn ℕ)
52 fnfvelrn 6396 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))) Fn ℕ ∧ 1 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛)))‘1) ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))))
5351, 24, 52sylancl 695 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛)))‘1) ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))))
5449, 53syl5eqelr 2735 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (∫2‘(𝐹‘1)) ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))))
55 supxrub 12192 . . . . . . . . . . . . 13 ((ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))) ⊆ ℝ* ∧ (∫2‘(𝐹‘1)) ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛)))) → (∫2‘(𝐹‘1)) ≤ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))), ℝ*, < ))
5640, 54, 55syl2anc 694 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (∫2‘(𝐹‘1)) ≤ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝐹𝑛))), ℝ*, < ))
5756, 6syl6breqr 4727 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∫2‘(𝐹‘1)) ≤ 𝑆)
5823, 34, 43, 45, 57xrletrd 12031 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 ≤ 𝑆)
5958adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 0 ≤ 𝑆)
6011, 17ltaddrpd 11943 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 𝑆 < (𝑆 + 𝑡))
6121, 11, 19, 59, 60lelttrd 10233 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 0 < (𝑆 + 𝑡))
6261gt0ne0d 10630 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (𝑆 + 𝑡) ≠ 0)
6312, 16, 20, 62div23d 10876 . . . . . 6 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → ((𝑆 · (∫1𝑃)) / (𝑆 + 𝑡)) = ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) · (∫1𝑃)))
6411, 19, 62redivcld 10891 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) ∈ ℝ)
6564, 15remulcld 10108 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) · (∫1𝑃)) ∈ ℝ)
66 halfre 11284 . . . . . . . . 9 (1 / 2) ∈ ℝ
67 ifcl 4163 . . . . . . . . 9 (((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) ∈ ℝ ∧ (1 / 2) ∈ ℝ) → if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ∈ ℝ)
6864, 66, 67sylancl 695 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ∈ ℝ)
6968, 15remulcld 10108 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (∫1𝑃)) ∈ ℝ)
70 max2 12056 . . . . . . . . 9 (((1 / 2) ∈ ℝ ∧ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) ∈ ℝ) → (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) ≤ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)))
7166, 64, 70sylancr 696 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) ≤ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)))
727, 14syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (∫1𝑃) ∈ ℝ)
7372rexrd 10127 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (∫1𝑃) ∈ ℝ*)
74 xrltnle 10143 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆 ∈ ℝ* ∧ (∫1𝑃) ∈ ℝ*) → (𝑆 < (∫1𝑃) ↔ ¬ (∫1𝑃) ≤ 𝑆))
7543, 73, 74syl2anc 694 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑆 < (∫1𝑃) ↔ ¬ (∫1𝑃) ≤ 𝑆))
769, 75mpbird 247 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑆 < (∫1𝑃))
7776adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 𝑆 < (∫1𝑃))
7821, 11, 15, 59, 77lelttrd 10233 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 0 < (∫1𝑃))
79 lemul1 10913 . . . . . . . . 9 (((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) ∈ ℝ ∧ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ∈ ℝ ∧ ((∫1𝑃) ∈ ℝ ∧ 0 < (∫1𝑃))) → ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) ≤ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ↔ ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) · (∫1𝑃)) ≤ (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (∫1𝑃))))
8064, 68, 15, 78, 79syl112anc 1370 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) ≤ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ↔ ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) · (∫1𝑃)) ≤ (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (∫1𝑃))))
8171, 80mpbid 222 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) · (∫1𝑃)) ≤ (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (∫1𝑃)))
822adantlr 751 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛) ∈ MblFn)
833adantlr 751 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛):ℝ⟶(0[,)+∞))
844adantlr 751 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹𝑛) ∘𝑟 ≤ (𝐹‘(𝑛 + 1)))
855adantlr 751 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ ℕ ((𝐹𝑛)‘𝑥) ≤ 𝑦)
8666a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (1 / 2) ∈ ℝ)
87 halfgt0 11286 . . . . . . . . . . 11 0 < (1 / 2)
8887a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 0 < (1 / 2))
89 max1 12054 . . . . . . . . . . 11 (((1 / 2) ∈ ℝ ∧ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) ∈ ℝ) → (1 / 2) ≤ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)))
9066, 64, 89sylancr 696 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (1 / 2) ≤ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)))
9121, 86, 68, 88, 90ltletrd 10235 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 0 < if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)))
9220mulid1d 10095 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → ((𝑆 + 𝑡) · 1) = (𝑆 + 𝑡))
9360, 92breqtrrd 4713 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 𝑆 < ((𝑆 + 𝑡) · 1))
94 1red 10093 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 1 ∈ ℝ)
95 ltdivmul 10936 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ((𝑆 + 𝑡) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑆 + 𝑡))) → ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) < 1 ↔ 𝑆 < ((𝑆 + 𝑡) · 1)))
9611, 94, 19, 61, 95syl112anc 1370 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) < 1 ↔ 𝑆 < ((𝑆 + 𝑡) · 1)))
9793, 96mpbird 247 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) < 1)
98 halflt1 11288 . . . . . . . . . 10 (1 / 2) < 1
99 breq1 4688 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) = if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) → ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) < 1 ↔ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) < 1))
100 breq1 4688 . . . . . . . . . . 11 ((1 / 2) = if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) → ((1 / 2) < 1 ↔ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) < 1))
10199, 100ifboth 4157 . . . . . . . . . 10 (((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) < 1 ∧ (1 / 2) < 1) → if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) < 1)
10297, 98, 101sylancl 695 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) < 1)
103 1re 10077 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℝ
104103rexri 10135 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℝ*
105 elioo2 12254 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ*) → (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ∈ (0(,)1) ↔ (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ∈ ℝ ∧ 0 < if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ∧ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) < 1)))
10622, 104, 105mp2an 708 . . . . . . . . 9 (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ∈ (0(,)1) ↔ (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ∈ ℝ ∧ 0 < if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ∧ if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) < 1))
10768, 91, 102, 106syl3anbrc 1265 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) ∈ (0(,)1))
1088adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 𝑃𝑟𝐺)
109 fveq2 6229 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = 𝑥 → (𝑃𝑦) = (𝑃𝑥))
110109oveq2d 6706 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = 𝑥 → (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (𝑃𝑦)) = (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (𝑃𝑥)))
111 fveq2 6229 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = 𝑥 → ((𝐹𝑛)‘𝑦) = ((𝐹𝑛)‘𝑥))
112110, 111breq12d 4698 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = 𝑥 → ((if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (𝑃𝑦)) ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑦) ↔ (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (𝑃𝑥)) ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)))
113112cbvrabv 3230 . . . . . . . . 9 {𝑦 ∈ ℝ ∣ (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (𝑃𝑦)) ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑦)} = {𝑥 ∈ ℝ ∣ (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (𝑃𝑥)) ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)}
114113mpteq2i 4774 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ {𝑦 ∈ ℝ ∣ (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (𝑃𝑦)) ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑦)}) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ {𝑥 ∈ ℝ ∣ (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (𝑃𝑥)) ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)})
1151, 82, 83, 84, 85, 6, 107, 13, 108, 11, 114itg2monolem1 23562 . . . . . . 7 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (∫1𝑃)) ≤ 𝑆)
11665, 69, 11, 81, 115letrd 10232 . . . . . 6 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → ((𝑆 / (𝑆 + 𝑡)) · (∫1𝑃)) ≤ 𝑆)
11763, 116eqbrtrd 4707 . . . . 5 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → ((𝑆 · (∫1𝑃)) / (𝑆 + 𝑡)) ≤ 𝑆)
11811, 15remulcld 10108 . . . . . 6 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (𝑆 · (∫1𝑃)) ∈ ℝ)
119 ledivmul2 10940 . . . . . 6 (((𝑆 · (∫1𝑃)) ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ ∧ ((𝑆 + 𝑡) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑆 + 𝑡))) → (((𝑆 · (∫1𝑃)) / (𝑆 + 𝑡)) ≤ 𝑆 ↔ (𝑆 · (∫1𝑃)) ≤ (𝑆 · (𝑆 + 𝑡))))
120118, 11, 19, 61, 119syl112anc 1370 . . . . 5 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (((𝑆 · (∫1𝑃)) / (𝑆 + 𝑡)) ≤ 𝑆 ↔ (𝑆 · (∫1𝑃)) ≤ (𝑆 · (𝑆 + 𝑡))))
121117, 120mpbid 222 . . . 4 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (𝑆 · (∫1𝑃)) ≤ (𝑆 · (𝑆 + 𝑡)))
12268, 15, 91, 78mulgt0d 10230 . . . . . 6 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 0 < (if((1 / 2) ≤ (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (𝑆 / (𝑆 + 𝑡)), (1 / 2)) · (∫1𝑃)))
12321, 69, 11, 122, 115ltletrd 10235 . . . . 5 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → 0 < 𝑆)
124 lemul2 10914 . . . . 5 (((∫1𝑃) ∈ ℝ ∧ (𝑆 + 𝑡) ∈ ℝ ∧ (𝑆 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑆)) → ((∫1𝑃) ≤ (𝑆 + 𝑡) ↔ (𝑆 · (∫1𝑃)) ≤ (𝑆 · (𝑆 + 𝑡))))
12515, 19, 11, 123, 124syl112anc 1370 . . . 4 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → ((∫1𝑃) ≤ (𝑆 + 𝑡) ↔ (𝑆 · (∫1𝑃)) ≤ (𝑆 · (𝑆 + 𝑡))))
126121, 125mpbird 247 . . 3 ((𝜑𝑡 ∈ ℝ+) → (∫1𝑃) ≤ (𝑆 + 𝑡))
127126ralrimiva 2995 . 2 (𝜑 → ∀𝑡 ∈ ℝ+ (∫1𝑃) ≤ (𝑆 + 𝑡))
128 alrple 12075 . . 3 (((∫1𝑃) ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) → ((∫1𝑃) ≤ 𝑆 ↔ ∀𝑡 ∈ ℝ+ (∫1𝑃) ≤ (𝑆 + 𝑡)))
12972, 10, 128syl2anc 694 . 2 (𝜑 → ((∫1𝑃) ≤ 𝑆 ↔ ∀𝑡 ∈ ℝ+ (∫1𝑃) ≤ (𝑆 + 𝑡)))
130127, 129mpbird 247 1 (𝜑 → (∫1𝑃) ≤ 𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1054   = wceq 1523  wcel 2030  wral 2941  wrex 2942  {crab 2945  wss 3607  ifcif 4119   class class class wbr 4685  cmpt 4762  dom cdm 5143  ran crn 5144   Fn wfn 5921  wf 5922  cfv 5926  (class class class)co 6690  𝑟 cofr 6938  supcsup 8387  cr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977   · cmul 9979  +∞cpnf 10109  *cxr 10111   < clt 10112  cle 10113   / cdiv 10722  cn 11058  2c2 11108  +crp 11870  (,)cioo 12213  [,)cico 12215  [,]cicc 12216  MblFncmbf 23428  1citg1 23429  2citg2 23430
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-cc 9295  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  ax-addf 10053
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-disj 4653  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-ofr 6940  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-omul 7610  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-acn 8806  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-ioc 12218  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-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  df-mbf 23433  df-itg1 23434  df-itg2 23435
This theorem is referenced by:  itg2mono  23565
  Copyright terms: Public domain W3C validator