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

Theorem itgcnlem 23601
Description: Expand out the sum in dfitg 23581. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
itgcnlem.r 𝑅 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘𝐵)), (ℜ‘𝐵), 0)))
itgcnlem.s 𝑆 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℜ‘𝐵)), -(ℜ‘𝐵), 0)))
itgcnlem.t 𝑇 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℑ‘𝐵)), (ℑ‘𝐵), 0)))
itgcnlem.u 𝑈 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℑ‘𝐵)), -(ℑ‘𝐵), 0)))
itgcnlem.v ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑉)
itgcnlem.i (𝜑 → (𝑥𝐴𝐵) ∈ 𝐿1)
Assertion
Ref Expression
itgcnlem (𝜑 → ∫𝐴𝐵 d𝑥 = ((𝑅𝑆) + (i · (𝑇𝑈))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝜑,𝑥   𝑥,𝑉
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝑅(𝑥)   𝑆(𝑥)   𝑇(𝑥)   𝑈(𝑥)

Proof of Theorem itgcnlem
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2651 . . . 4 (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))) = (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))
21dfitg 23581 . . 3 𝐴𝐵 d𝑥 = Σ𝑘 ∈ (0...3)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))))
3 nn0uz 11760 . . . . 5 0 = (ℤ‘0)
4 df-3 11118 . . . . 5 3 = (2 + 1)
5 oveq2 6698 . . . . . . 7 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = (i↑3))
6 i3 13006 . . . . . . 7 (i↑3) = -i
75, 6syl6eq 2701 . . . . . 6 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = -i)
86itgvallem 23596 . . . . . 6 (𝑘 = 3 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0))))
97, 8oveq12d 6708 . . . . 5 (𝑘 = 3 → ((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (-i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0)))))
10 ax-icn 10033 . . . . . . . 8 i ∈ ℂ
1110a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → i ∈ ℂ)
12 expcl 12918 . . . . . . 7 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
1311, 12sylan 487 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
14 nn0z 11438 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ)
15 eqidd 2652 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))
16 eqidd 2652 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))) = (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))))
17 itgcnlem.i . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐵) ∈ 𝐿1)
18 itgcnlem.v . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑉)
1915, 16, 17, 18iblitg 23580 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℤ) → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) ∈ ℝ)
2019recnd 10106 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℤ) → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) ∈ ℂ)
2114, 20sylan2 490 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) ∈ ℂ)
2213, 21mulcld 10098 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → ((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) ∈ ℂ)
23 df-2 11117 . . . . . 6 2 = (1 + 1)
24 oveq2 6698 . . . . . . . 8 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = (i↑2))
25 i2 13005 . . . . . . . 8 (i↑2) = -1
2624, 25syl6eq 2701 . . . . . . 7 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = -1)
2725itgvallem 23596 . . . . . . 7 (𝑘 = 2 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))))
2826, 27oveq12d 6708 . . . . . 6 (𝑘 = 2 → ((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (-1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0)))))
29 1e0p1 11590 . . . . . . 7 1 = (0 + 1)
30 oveq2 6698 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = (i↑1))
31 exp1 12906 . . . . . . . . . 10 (i ∈ ℂ → (i↑1) = i)
3210, 31ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (i↑1) = i
3330, 32syl6eq 2701 . . . . . . . 8 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = i)
3432itgvallem 23596 . . . . . . . 8 (𝑘 = 1 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0))))
3533, 34oveq12d 6708 . . . . . . 7 (𝑘 = 1 → ((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0)))))
36 0z 11426 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℤ
37 iblmbf 23579 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥𝐴𝐵) ∈ 𝐿1 → (𝑥𝐴𝐵) ∈ MblFn)
3817, 37syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐵) ∈ MblFn)
3938, 18mbfmptcl 23449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
4039div1d 10831 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐵 / 1) = 𝐵)
4140fveq2d 6233 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑥𝐴) → (ℜ‘(𝐵 / 1)) = (ℜ‘𝐵))
4241ibllem 23576 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0) = if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘𝐵)), (ℜ‘𝐵), 0))
4342mpteq2dv 4778 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘𝐵)), (ℜ‘𝐵), 0)))
4443fveq2d 6233 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘𝐵)), (ℜ‘𝐵), 0))))
45 itgcnlem.r . . . . . . . . . . . . . 14 𝑅 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘𝐵)), (ℜ‘𝐵), 0)))
4644, 45syl6reqr 2704 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑅 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0))))
4746oveq2d 6706 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (1 · 𝑅) = (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))))
48 itgcnlem.s . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑆 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℜ‘𝐵)), -(ℜ‘𝐵), 0)))
49 itgcnlem.t . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑇 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℑ‘𝐵)), (ℑ‘𝐵), 0)))
50 itgcnlem.u . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑈 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℑ‘𝐵)), -(ℑ‘𝐵), 0)))
5145, 48, 49, 50, 18iblcnlem 23600 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ∈ 𝐿1 ↔ ((𝑥𝐴𝐵) ∈ MblFn ∧ (𝑅 ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ (𝑇 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ))))
5217, 51mpbid 222 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ∈ MblFn ∧ (𝑅 ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ (𝑇 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ)))
5352simp2d 1094 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑅 ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ))
5453simpld 474 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑅 ∈ ℝ)
5554recnd 10106 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑅 ∈ ℂ)
5655mulid2d 10096 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (1 · 𝑅) = 𝑅)
5747, 56eqtr3d 2687 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))) = 𝑅)
5857, 55eqeltrd 2730 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))) ∈ ℂ)
59 oveq2 6698 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 0 → (i↑𝑘) = (i↑0))
60 exp0 12904 . . . . . . . . . . . . . 14 (i ∈ ℂ → (i↑0) = 1)
6110, 60ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (i↑0) = 1
6259, 61syl6eq 2701 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 0 → (i↑𝑘) = 1)
6361itgvallem 23596 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 0 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0))))
6462, 63oveq12d 6708 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 0 → ((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))))
6564fsum1 14520 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ ℤ ∧ (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...0)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))))
6636, 58, 65sylancr 696 . . . . . . . . 9 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...0)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))))
6766, 57eqtrd 2685 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...0)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = 𝑅)
68 0nn0 11345 . . . . . . . 8 0 ∈ ℕ0
6967, 68jctil 559 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 ∈ ℕ0 ∧ Σ𝑘 ∈ (0...0)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = 𝑅))
70 imval 13891 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐵 ∈ ℂ → (ℑ‘𝐵) = (ℜ‘(𝐵 / i)))
7139, 70syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝐴) → (ℑ‘𝐵) = (ℜ‘(𝐵 / i)))
7271ibllem 23576 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℑ‘𝐵)), (ℑ‘𝐵), 0) = if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0))
7372mpteq2dv 4778 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℑ‘𝐵)), (ℑ‘𝐵), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0)))
7473fveq2d 6233 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℑ‘𝐵)), (ℑ‘𝐵), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0))))
7549, 74syl5req 2698 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0))) = 𝑇)
7675oveq2d 6706 . . . . . . . 8 (𝜑 → (i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0)))) = (i · 𝑇))
7776oveq2d 6706 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 + (i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0))))) = (𝑅 + (i · 𝑇)))
783, 29, 35, 22, 69, 77fsump1i 14544 . . . . . 6 (𝜑 → (1 ∈ ℕ0 ∧ Σ𝑘 ∈ (0...1)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (𝑅 + (i · 𝑇))))
7939renegd 13993 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥𝐴) → (ℜ‘-𝐵) = -(ℜ‘𝐵))
80 ax-1cn 10032 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1 ∈ ℂ
8180negnegi 10389 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 --1 = 1
8281oveq2i 6701 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (-𝐵 / --1) = (-𝐵 / 1)
8339negcld 10417 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑥𝐴) → -𝐵 ∈ ℂ)
8483div1d 10831 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑥𝐴) → (-𝐵 / 1) = -𝐵)
8582, 84syl5eq 2697 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑥𝐴) → (-𝐵 / --1) = -𝐵)
8680negcli 10387 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 -1 ∈ ℂ
87 neg1ne0 11164 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 -1 ≠ 0
88 div2neg 10786 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ -1 ∈ ℂ ∧ -1 ≠ 0) → (-𝐵 / --1) = (𝐵 / -1))
8986, 87, 88mp3an23 1456 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐵 ∈ ℂ → (-𝐵 / --1) = (𝐵 / -1))
9039, 89syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑥𝐴) → (-𝐵 / --1) = (𝐵 / -1))
9185, 90eqtr3d 2687 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥𝐴) → -𝐵 = (𝐵 / -1))
9291fveq2d 6233 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥𝐴) → (ℜ‘-𝐵) = (ℜ‘(𝐵 / -1)))
9379, 92eqtr3d 2687 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥𝐴) → -(ℜ‘𝐵) = (ℜ‘(𝐵 / -1)))
9493ibllem 23576 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℜ‘𝐵)), -(ℜ‘𝐵), 0) = if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))
9594mpteq2dv 4778 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℜ‘𝐵)), -(ℜ‘𝐵), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0)))
9695fveq2d 6233 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℜ‘𝐵)), -(ℜ‘𝐵), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))))
9748, 96syl5eq 2697 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑆 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))))
9897oveq2d 6706 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (-1 · 𝑆) = (-1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0)))))
9953simprd 478 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑆 ∈ ℝ)
10099recnd 10106 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑆 ∈ ℂ)
101100mulm1d 10520 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (-1 · 𝑆) = -𝑆)
10298, 101eqtr3d 2687 . . . . . . . 8 (𝜑 → (-1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0)))) = -𝑆)
103102oveq2d 6706 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑅 + (i · 𝑇)) + (-1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))))) = ((𝑅 + (i · 𝑇)) + -𝑆))
10452simp3d 1095 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑇 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ))
105104simpld 474 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑇 ∈ ℝ)
106105recnd 10106 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑇 ∈ ℂ)
107 mulcl 10058 . . . . . . . . . 10 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ) → (i · 𝑇) ∈ ℂ)
10810, 106, 107sylancr 696 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (i · 𝑇) ∈ ℂ)
10955, 108addcld 10097 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅 + (i · 𝑇)) ∈ ℂ)
110109, 100negsubd 10436 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑅 + (i · 𝑇)) + -𝑆) = ((𝑅 + (i · 𝑇)) − 𝑆))
11155, 108, 100addsubd 10451 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑅 + (i · 𝑇)) − 𝑆) = ((𝑅𝑆) + (i · 𝑇)))
112103, 110, 1113eqtrd 2689 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑅 + (i · 𝑇)) + (-1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))))) = ((𝑅𝑆) + (i · 𝑇)))
1133, 23, 28, 22, 78, 112fsump1i 14544 . . . . 5 (𝜑 → (2 ∈ ℕ0 ∧ Σ𝑘 ∈ (0...2)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = ((𝑅𝑆) + (i · 𝑇))))
114 imval 13891 . . . . . . . . . . . . . 14 (-𝐵 ∈ ℂ → (ℑ‘-𝐵) = (ℜ‘(-𝐵 / i)))
11583, 114syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝐴) → (ℑ‘-𝐵) = (ℜ‘(-𝐵 / i)))
11639imnegd 13994 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝐴) → (ℑ‘-𝐵) = -(ℑ‘𝐵))
11710negnegi 10389 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 --i = i
118117eqcomi 2660 . . . . . . . . . . . . . . . 16 i = --i
119118oveq2i 6701 . . . . . . . . . . . . . . 15 (-𝐵 / i) = (-𝐵 / --i)
12010negcli 10387 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 -i ∈ ℂ
121 ine0 10503 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 i ≠ 0
12210, 121negne0i 10394 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 -i ≠ 0
123 div2neg 10786 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ -i ∈ ℂ ∧ -i ≠ 0) → (-𝐵 / --i) = (𝐵 / -i))
124120, 122, 123mp3an23 1456 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐵 ∈ ℂ → (-𝐵 / --i) = (𝐵 / -i))
12539, 124syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥𝐴) → (-𝐵 / --i) = (𝐵 / -i))
126119, 125syl5eq 2697 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥𝐴) → (-𝐵 / i) = (𝐵 / -i))
127126fveq2d 6233 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝐴) → (ℜ‘(-𝐵 / i)) = (ℜ‘(𝐵 / -i)))
128115, 116, 1273eqtr3d 2693 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐴) → -(ℑ‘𝐵) = (ℜ‘(𝐵 / -i)))
129128ibllem 23576 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℑ‘𝐵)), -(ℑ‘𝐵), 0) = if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0))
130129mpteq2dv 4778 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℑ‘𝐵)), -(ℑ‘𝐵), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0)))
131130fveq2d 6233 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℑ‘𝐵)), -(ℑ‘𝐵), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0))))
13250, 131syl5eq 2697 . . . . . . . 8 (𝜑𝑈 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0))))
133132oveq2d 6706 . . . . . . 7 (𝜑 → (-i · 𝑈) = (-i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0)))))
134104simprd 478 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑈 ∈ ℝ)
135134recnd 10106 . . . . . . . 8 (𝜑𝑈 ∈ ℂ)
136 mulneg12 10506 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑈 ∈ ℂ) → (-i · 𝑈) = (i · -𝑈))
13710, 135, 136sylancr 696 . . . . . . 7 (𝜑 → (-i · 𝑈) = (i · -𝑈))
138133, 137eqtr3d 2687 . . . . . 6 (𝜑 → (-i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0)))) = (i · -𝑈))
139138oveq2d 6706 . . . . 5 (𝜑 → (((𝑅𝑆) + (i · 𝑇)) + (-i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0))))) = (((𝑅𝑆) + (i · 𝑇)) + (i · -𝑈)))
1403, 4, 9, 22, 113, 139fsump1i 14544 . . . 4 (𝜑 → (3 ∈ ℕ0 ∧ Σ𝑘 ∈ (0...3)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (((𝑅𝑆) + (i · 𝑇)) + (i · -𝑈))))
141140simprd 478 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...3)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (((𝑅𝑆) + (i · 𝑇)) + (i · -𝑈)))
1422, 141syl5eq 2697 . 2 (𝜑 → ∫𝐴𝐵 d𝑥 = (((𝑅𝑆) + (i · 𝑇)) + (i · -𝑈)))
14355, 100subcld 10430 . . 3 (𝜑 → (𝑅𝑆) ∈ ℂ)
144135negcld 10417 . . . 4 (𝜑 → -𝑈 ∈ ℂ)
145 mulcl 10058 . . . 4 ((i ∈ ℂ ∧ -𝑈 ∈ ℂ) → (i · -𝑈) ∈ ℂ)
14610, 144, 145sylancr 696 . . 3 (𝜑 → (i · -𝑈) ∈ ℂ)
147143, 108, 146addassd 10100 . 2 (𝜑 → (((𝑅𝑆) + (i · 𝑇)) + (i · -𝑈)) = ((𝑅𝑆) + ((i · 𝑇) + (i · -𝑈))))
14811, 106, 144adddid 10102 . . . 4 (𝜑 → (i · (𝑇 + -𝑈)) = ((i · 𝑇) + (i · -𝑈)))
149106, 135negsubd 10436 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇 + -𝑈) = (𝑇𝑈))
150149oveq2d 6706 . . . 4 (𝜑 → (i · (𝑇 + -𝑈)) = (i · (𝑇𝑈)))
151148, 150eqtr3d 2687 . . 3 (𝜑 → ((i · 𝑇) + (i · -𝑈)) = (i · (𝑇𝑈)))
152151oveq2d 6706 . 2 (𝜑 → ((𝑅𝑆) + ((i · 𝑇) + (i · -𝑈))) = ((𝑅𝑆) + (i · (𝑇𝑈))))
153142, 147, 1523eqtrd 2689 1 (𝜑 → ∫𝐴𝐵 d𝑥 = ((𝑅𝑆) + (i · (𝑇𝑈))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383  w3a 1054   = wceq 1523  wcel 2030  wne 2823  ifcif 4119   class class class wbr 4685  cmpt 4762  cfv 5926  (class class class)co 6690  cc 9972  cr 9973  0cc0 9974  1c1 9975  ici 9976   + caddc 9977   · cmul 9979  cle 10113  cmin 10304  -cneg 10305   / cdiv 10722  2c2 11108  3c3 11109  0cn0 11330  cz 11415  ...cfz 12364  cexp 12900  cre 13881  cim 13882  Σcsu 14460  MblFncmbf 23428  2citg2 23430  𝐿1cibl 23431  citg 23432
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-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
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-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-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-pm 7902  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  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-4 11119  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-mod 12709  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-sum 14461  df-mbf 23433  df-ibl 23436  df-itg 23437
This theorem is referenced by:  itgrevallem1  23606  itgcnval  23611
  Copyright terms: Public domain W3C validator