MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  itg2uba Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem itg2uba 23416
Description: Approximate version of itg2ub 23406. If 𝐹 approximately dominates 𝐺, then 1𝐺 ≤ ∫2𝐹. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
itg2uba.1 (𝜑𝐹:ℝ⟶(0[,]+∞))
itg2uba.2 (𝜑𝐺 ∈ dom ∫1)
itg2uba.3 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
itg2uba.4 (𝜑 → (vol*‘𝐴) = 0)
itg2uba.5 ((𝜑𝑥 ∈ (ℝ ∖ 𝐴)) → (𝐺𝑥) ≤ (𝐹𝑥))
Assertion
Ref Expression
itg2uba (𝜑 → (∫1𝐺) ≤ (∫2𝐹))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐹   𝑥,𝐺   𝜑,𝑥

Proof of Theorem itg2uba
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 itg2uba.2 . . . 4 (𝜑𝐺 ∈ dom ∫1)
2 itg1cl 23358 . . . 4 (𝐺 ∈ dom ∫1 → (∫1𝐺) ∈ ℝ)
31, 2syl 17 . . 3 (𝜑 → (∫1𝐺) ∈ ℝ)
43rexrd 10033 . 2 (𝜑 → (∫1𝐺) ∈ ℝ*)
5 itg2uba.3 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
6 itg2uba.4 . . . . . . 7 (𝜑 → (vol*‘𝐴) = 0)
7 nulmbl 23210 . . . . . . 7 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (vol*‘𝐴) = 0) → 𝐴 ∈ dom vol)
85, 6, 7syl2anc 692 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ dom vol)
9 cmmbl 23209 . . . . . 6 (𝐴 ∈ dom vol → (ℝ ∖ 𝐴) ∈ dom vol)
108, 9syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ ∖ 𝐴) ∈ dom vol)
11 ifnot 4105 . . . . . . . 8 if(¬ 𝑥𝐴, (𝐺𝑥), 0) = if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))
12 eldif 3565 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (ℝ ∖ 𝐴) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ ¬ 𝑥𝐴))
1312baibr 944 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℝ → (¬ 𝑥𝐴𝑥 ∈ (ℝ ∖ 𝐴)))
1413ifbid 4080 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → if(¬ 𝑥𝐴, (𝐺𝑥), 0) = if(𝑥 ∈ (ℝ ∖ 𝐴), (𝐺𝑥), 0))
1511, 14syl5eqr 2669 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℝ → if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) = if(𝑥 ∈ (ℝ ∖ 𝐴), (𝐺𝑥), 0))
1615mpteq2ia 4700 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥 ∈ (ℝ ∖ 𝐴), (𝐺𝑥), 0))
1716i1fres 23378 . . . . 5 ((𝐺 ∈ dom ∫1 ∧ (ℝ ∖ 𝐴) ∈ dom vol) → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))) ∈ dom ∫1)
181, 10, 17syl2anc 692 . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))) ∈ dom ∫1)
19 itg1cl 23358 . . . 4 ((𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))) ∈ dom ∫1 → (∫1‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))) ∈ ℝ)
2018, 19syl 17 . . 3 (𝜑 → (∫1‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))) ∈ ℝ)
2120rexrd 10033 . 2 (𝜑 → (∫1‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))) ∈ ℝ*)
22 itg2uba.1 . . 3 (𝜑𝐹:ℝ⟶(0[,]+∞))
23 itg2cl 23405 . . 3 (𝐹:ℝ⟶(0[,]+∞) → (∫2𝐹) ∈ ℝ*)
2422, 23syl 17 . 2 (𝜑 → (∫2𝐹) ∈ ℝ*)
25 i1ff 23349 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ dom ∫1𝐺:ℝ⟶ℝ)
261, 25syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝐺:ℝ⟶ℝ)
27 eldifi 3710 . . . . . 6 (𝑦 ∈ (ℝ ∖ 𝐴) → 𝑦 ∈ ℝ)
28 ffvelrn 6313 . . . . . 6 ((𝐺:ℝ⟶ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐺𝑦) ∈ ℝ)
2926, 27, 28syl2an 494 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ (ℝ ∖ 𝐴)) → (𝐺𝑦) ∈ ℝ)
3029leidd 10538 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ (ℝ ∖ 𝐴)) → (𝐺𝑦) ≤ (𝐺𝑦))
31 eldif 3565 . . . . . 6 (𝑦 ∈ (ℝ ∖ 𝐴) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ ¬ 𝑦𝐴))
32 eleq1 2686 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥𝐴𝑦𝐴))
33 fveq2 6148 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (𝐺𝑥) = (𝐺𝑦))
3432, 33ifbieq2d 4083 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) = if(𝑦𝐴, 0, (𝐺𝑦)))
35 eqid 2621 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))
36 c0ex 9978 . . . . . . . . 9 0 ∈ V
37 fvex 6158 . . . . . . . . 9 (𝐺𝑦) ∈ V
3836, 37ifex 4128 . . . . . . . 8 if(𝑦𝐴, 0, (𝐺𝑦)) ∈ V
3934, 35, 38fvmpt 6239 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℝ → ((𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))‘𝑦) = if(𝑦𝐴, 0, (𝐺𝑦)))
40 iffalse 4067 . . . . . . 7 𝑦𝐴 → if(𝑦𝐴, 0, (𝐺𝑦)) = (𝐺𝑦))
4139, 40sylan9eq 2675 . . . . . 6 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ ¬ 𝑦𝐴) → ((𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))‘𝑦) = (𝐺𝑦))
4231, 41sylbi 207 . . . . 5 (𝑦 ∈ (ℝ ∖ 𝐴) → ((𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))‘𝑦) = (𝐺𝑦))
4342adantl 482 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ (ℝ ∖ 𝐴)) → ((𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))‘𝑦) = (𝐺𝑦))
4430, 43breqtrrd 4641 . . 3 ((𝜑𝑦 ∈ (ℝ ∖ 𝐴)) → (𝐺𝑦) ≤ ((𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))‘𝑦))
451, 5, 6, 18, 44itg1lea 23385 . 2 (𝜑 → (∫1𝐺) ≤ (∫1‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))))
46 iftrue 4064 . . . . . . . 8 (𝑥𝐴 → if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) = 0)
4746adantl 482 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑥𝐴) → if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) = 0)
4822ffvelrnda 6315 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝐹𝑥) ∈ (0[,]+∞))
49 elxrge0 12223 . . . . . . . . . 10 ((𝐹𝑥) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((𝐹𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐹𝑥)))
5048, 49sylib 208 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ((𝐹𝑥) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐹𝑥)))
5150simprd 479 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → 0 ≤ (𝐹𝑥))
5251adantr 481 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑥𝐴) → 0 ≤ (𝐹𝑥))
5347, 52eqbrtrd 4635 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑥𝐴) → if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) ≤ (𝐹𝑥))
54 iffalse 4067 . . . . . . . 8 𝑥𝐴 → if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) = (𝐺𝑥))
5554adantl 482 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ ¬ 𝑥𝐴) → if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) = (𝐺𝑥))
56 itg2uba.5 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (ℝ ∖ 𝐴)) → (𝐺𝑥) ≤ (𝐹𝑥))
5712, 56sylan2br 493 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ ¬ 𝑥𝐴)) → (𝐺𝑥) ≤ (𝐹𝑥))
5857anassrs 679 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ ¬ 𝑥𝐴) → (𝐺𝑥) ≤ (𝐹𝑥))
5955, 58eqbrtrd 4635 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ ℝ) ∧ ¬ 𝑥𝐴) → if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) ≤ (𝐹𝑥))
6053, 59pm2.61dan 831 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) ≤ (𝐹𝑥))
6160ralrimiva 2960 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) ≤ (𝐹𝑥))
62 reex 9971 . . . . . 6 ℝ ∈ V
6362a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ℝ ∈ V)
64 fvex 6158 . . . . . . 7 (𝐺𝑥) ∈ V
6536, 64ifex 4128 . . . . . 6 if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) ∈ V
6665a1i 11 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) ∈ V)
67 fvex 6158 . . . . . 6 (𝐹𝑥) ∈ V
6867a1i 11 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝐹𝑥) ∈ V)
69 eqidd 2622 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))))
7022feqmptd 6206 . . . . 5 (𝜑𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝐹𝑥)))
7163, 66, 68, 69, 70ofrfval2 6868 . . . 4 (𝜑 → ((𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))) ∘𝑟𝐹 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)) ≤ (𝐹𝑥)))
7261, 71mpbird 247 . . 3 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))) ∘𝑟𝐹)
73 itg2ub 23406 . . 3 ((𝐹:ℝ⟶(0[,]+∞) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))) ∈ dom ∫1 ∧ (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥))) ∘𝑟𝐹) → (∫1‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))) ≤ (∫2𝐹))
7422, 18, 72, 73syl3anc 1323 . 2 (𝜑 → (∫1‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 0, (𝐺𝑥)))) ≤ (∫2𝐹))
754, 21, 24, 45, 74xrletrd 11937 1 (𝜑 → (∫1𝐺) ≤ (∫2𝐹))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wral 2907  Vcvv 3186  cdif 3552  wss 3555  ifcif 4058   class class class wbr 4613  cmpt 4673  dom cdm 5074  wf 5843  cfv 5847  (class class class)co 6604  𝑟 cofr 6849  cr 9879  0cc0 9880  +∞cpnf 10015  *cxr 10017  cle 10019  [,]cicc 12120  vol*covol 23138  volcvol 23139  1citg1 23290  2citg2 23291
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  ax-addf 9959
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-disj 4584  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-ofr 6851  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-fi 8261  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-xneg 11890  df-xadd 11891  df-xmul 11892  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-rest 16004  df-topgen 16025  df-psmet 19657  df-xmet 19658  df-met 19659  df-bl 19660  df-mopn 19661  df-top 20621  df-bases 20622  df-topon 20623  df-cmp 21100  df-ovol 23140  df-vol 23141  df-mbf 23294  df-itg1 23295  df-itg2 23296
This theorem is referenced by:  itg2lea  23417  itg2split  23422
  Copyright terms: Public domain W3C validator