Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  vonioolem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem vonioolem2 41216
Description: The n-dimensional Lebesgue measure of open intervals. This is the first statement in Proposition 115G (d) of [Fremlin1] p. 32. (Contributed by Glauco Siliprandi, 8-Apr-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
vonioolem2.x (𝜑𝑋 ∈ Fin)
vonioolem2.a (𝜑𝐴:𝑋⟶ℝ)
vonioolem2.b (𝜑𝐵:𝑋⟶ℝ)
vonioolem2.n (𝜑𝑋 ≠ ∅)
vonioolem2.t ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) < (𝐵𝑘))
vonioolem2.i 𝐼 = X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘))
vonioolem2.c 𝐶 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))))
vonioolem2.d 𝐷 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
Assertion
Ref Expression
vonioolem2 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘,𝑛   𝐵,𝑘,𝑛   𝐶,𝑘,𝑛   𝐷,𝑛   𝑛,𝐼   𝑘,𝑋,𝑛   𝜑,𝑘,𝑛
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑘)   𝐼(𝑘)

Proof of Theorem vonioolem2
Dummy variables 𝑗 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 vonioolem2.x . . . . 5 (𝜑𝑋 ∈ Fin)
21vonmea 41109 . . . 4 (𝜑 → (voln‘𝑋) ∈ Meas)
3 1zzd 11446 . . . 4 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
4 nnuz 11761 . . . 4 ℕ = (ℤ‘1)
51adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ Fin)
6 eqid 2651 . . . . . 6 dom (voln‘𝑋) = dom (voln‘𝑋)
7 vonioolem2.a . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐴:𝑋⟶ℝ)
87adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐴:𝑋⟶ℝ)
98ffvelrnda 6399 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
10 nnrecre 11095 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
1110ad2antlr 763 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
129, 11readdcld 10107 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
13 eqid 2651 . . . . . . . 8 (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))
1412, 13fmptd 6425 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))):𝑋⟶ℝ)
15 vonioolem2.c . . . . . . . . . 10 𝐶 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))))
1615a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐶 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))))
171mptexd 6528 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))) ∈ V)
1817adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))) ∈ V)
1916, 18fvmpt2d 6332 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶𝑛) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))))
2019feq1d 6068 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐶𝑛):𝑋⟶ℝ ↔ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))):𝑋⟶ℝ))
2114, 20mpbird 247 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶𝑛):𝑋⟶ℝ)
22 vonioolem2.b . . . . . . 7 (𝜑𝐵:𝑋⟶ℝ)
2322adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐵:𝑋⟶ℝ)
245, 6, 21, 23hoimbl 41166 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom (voln‘𝑋))
25 vonioolem2.d . . . . 5 𝐷 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
2624, 25fmptd 6425 . . . 4 (𝜑𝐷:ℕ⟶dom (voln‘𝑋))
27 nfv 1883 . . . . . 6 𝑘(𝜑𝑛 ∈ ℕ)
28 oveq2 6698 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 𝑚 → (1 / 𝑛) = (1 / 𝑚))
2928oveq2d 6706 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 = 𝑚 → ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)) = ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚)))
3029mpteq2dv 4778 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = 𝑚 → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚))))
3130cbvmptv 4783 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚))))
3215, 31eqtri 2673 . . . . . . . . . . . 12 𝐶 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚))))
3332a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐶 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚)))))
34 oveq2 6698 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑚 = (𝑛 + 1) → (1 / 𝑚) = (1 / (𝑛 + 1)))
3534oveq2d 6706 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = (𝑛 + 1) → ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚)) = ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))))
3635mpteq2dv 4778 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 = (𝑛 + 1) → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚))) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1)))))
3736adantl 481 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑚 = (𝑛 + 1)) → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚))) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1)))))
38 simpr 476 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ)
3938peano2nnd 11075 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 + 1) ∈ ℕ)
405mptexd 6528 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1)))) ∈ V)
4133, 37, 39, 40fvmptd 6327 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶‘(𝑛 + 1)) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1)))))
42 ovexd 6720 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))) ∈ V)
4341, 42fvmpt2d 6332 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) = ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))))
44 1red 10093 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ)
45 nnre 11065 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ)
4645, 44readdcld 10107 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ∈ ℝ)
47 peano2nn 11070 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ∈ ℕ)
48 nnne0 11091 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 + 1) ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ≠ 0)
4947, 48syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ≠ 0)
5044, 46, 49redivcld 10891 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / (𝑛 + 1)) ∈ ℝ)
5150ad2antlr 763 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (1 / (𝑛 + 1)) ∈ ℝ)
529, 51readdcld 10107 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))) ∈ ℝ)
5343, 52eqeltrd 2730 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ∈ ℝ)
5453rexrd 10127 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ∈ ℝ*)
55 ressxr 10121 . . . . . . . . 9 ℝ ⊆ ℝ*
5622ffvelrnda 6399 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ)
5755, 56sseldi 3634 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ*)
5857adantlr 751 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ*)
5945ltp1d 10992 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 < (𝑛 + 1))
60 nnrp 11880 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ+)
6147nnrpd 11908 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ∈ ℝ+)
6260, 61ltrecd 11928 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 < (𝑛 + 1) ↔ (1 / (𝑛 + 1)) < (1 / 𝑛)))
6359, 62mpbid 222 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / (𝑛 + 1)) < (1 / 𝑛))
6450, 10, 63ltled 10223 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / (𝑛 + 1)) ≤ (1 / 𝑛))
6564ad2antlr 763 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (1 / (𝑛 + 1)) ≤ (1 / 𝑛))
6651, 11, 9, 65leadd2dd 10680 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))) ≤ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))
67 ovexd 6720 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)) ∈ V)
6819, 67fvmpt2d 6332 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))
6943, 68breq12d 4698 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ≤ ((𝐶𝑛)‘𝑘) ↔ ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))) ≤ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))))
7066, 69mpbird 247 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ≤ ((𝐶𝑛)‘𝑘))
7156adantlr 751 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ)
72 eqidd 2652 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) = (𝐵𝑘))
7371, 72eqled 10178 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ≤ (𝐵𝑘))
74 icossico 12281 . . . . . . 7 (((((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ∈ ℝ* ∧ (𝐵𝑘) ∈ ℝ*) ∧ (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ≤ ((𝐶𝑛)‘𝑘) ∧ (𝐵𝑘) ≤ (𝐵𝑘))) → (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
7554, 58, 70, 73, 74syl22anc 1367 . . . . . 6 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
7627, 75ixpssixp 39583 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
7725a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑𝐷 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
7824elexd 3245 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V)
7977, 78fvmpt2d 6332 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) = X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
80 fveq2 6229 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑚 → (𝐶𝑛) = (𝐶𝑚))
8180fveq1d 6231 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑚 → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘))
8281oveq1d 6705 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑚 → (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
8382ixpeq2dv 7966 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑚X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = X𝑘𝑋 (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
8483cbvmptv 4783 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
8525, 84eqtri 2673 . . . . . . . 8 𝐷 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
8685a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐷 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
87 fveq2 6229 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 = (𝑛 + 1) → (𝐶𝑚) = (𝐶‘(𝑛 + 1)))
8887fveq1d 6231 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = (𝑛 + 1) → ((𝐶𝑚)‘𝑘) = ((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘))
8988oveq1d 6705 . . . . . . . . 9 (𝑚 = (𝑛 + 1) → (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
9089ixpeq2dv 7966 . . . . . . . 8 (𝑚 = (𝑛 + 1) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
9190adantl 481 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑚 = (𝑛 + 1)) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
92 ovex 6718 . . . . . . . . . 10 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V
9392rgenw 2953 . . . . . . . . 9 𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V
94 ixpexg 7974 . . . . . . . . 9 (∀𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V → X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V)
9593, 94ax-mp 5 . . . . . . . 8 X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V
9695a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V)
9786, 91, 39, 96fvmptd 6327 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷‘(𝑛 + 1)) = X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
9879, 97sseq12d 3667 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐷𝑛) ⊆ (𝐷‘(𝑛 + 1)) ↔ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
9976, 98mpbird 247 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) ⊆ (𝐷‘(𝑛 + 1)))
1001, 6, 7, 22hoimbl 41166 . . . . 5 (𝜑X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom (voln‘𝑋))
101 nfv 1883 . . . . . 6 𝑘𝜑
1027ffvelrnda 6399 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
103101, 1, 102, 56vonhoire 41207 . . . . 5 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℝ)
104 vonioolem2.i . . . . . . 7 𝐼 = X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘))
105104a1i 11 . . . . . 6 (𝜑𝐼 = X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
106 nftru 1770 . . . . . . . . 9 𝑘
107 ioossico 12300 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))
108107a1i 11 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
109106, 108ixpssixp 39583 . . . . . . . 8 (⊤ → X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
110109trud 1533 . . . . . . 7 X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))
111110a1i 11 . . . . . 6 (𝜑X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
112105, 111eqsstrd 3672 . . . . 5 (𝜑𝐼X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
11355a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ ⊆ ℝ*)
1147, 113fssd 6095 . . . . . . 7 (𝜑𝐴:𝑋⟶ℝ*)
11522, 113fssd 6095 . . . . . . 7 (𝜑𝐵:𝑋⟶ℝ*)
1161, 6, 114, 115ioovonmbl 41212 . . . . . 6 (𝜑X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ∈ dom (voln‘𝑋))
117104, 116syl5eqel 2734 . . . . 5 (𝜑𝐼 ∈ dom (voln‘𝑋))
1182, 100, 103, 112, 117meassre 41012 . . . 4 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) ∈ ℝ)
1192adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (voln‘𝑋) ∈ Meas)
12079, 24eqeltrd 2730 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) ∈ dom (voln‘𝑋))
121117adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐼 ∈ dom (voln‘𝑋))
12255, 102sseldi 3634 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ*)
123122adantlr 751 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ*)
12460rpreccld 11920 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / 𝑛) ∈ ℝ+)
125124ad2antlr 763 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ+)
1269, 125ltaddrpd 11943 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) < ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))
127 icossioo 12302 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝑘) ∈ ℝ* ∧ (𝐵𝑘) ∈ ℝ*) ∧ ((𝐴𝑘) < ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)) ∧ (𝐵𝑘) ≤ (𝐵𝑘))) → (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
128123, 58, 126, 73, 127syl22anc 1367 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
12927, 128ixpssixp 39583 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
13068oveq1d 6705 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)))
131130ixpeq2dva 7965 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)))
13279, 131eqtrd 2685 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) = X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)))
133104a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐼 = X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
134132, 133sseq12d 3667 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐷𝑛) ⊆ 𝐼X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘))))
135129, 134mpbird 247 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) ⊆ 𝐼)
136119, 6, 120, 121, 135meassle 40998 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛)) ≤ ((voln‘𝑋)‘𝐼))
137 eqid 2651 . . . 4 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛)))
1382, 3, 4, 26, 99, 118, 136, 137meaiuninc2 41017 . . 3 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) ⇝ ((voln‘𝑋)‘ 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛)))
139101, 1, 102, 57iunhoiioo 41211 . . . . . . 7 (𝜑 𝑛 ∈ ℕ X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)) = X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
140132iuneq2dv 4574 . . . . . . 7 (𝜑 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛) = 𝑛 ∈ ℕ X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)))
141139, 140, 1053eqtr4d 2695 . . . . . 6 (𝜑 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛) = 𝐼)
142141eqcomd 2657 . . . . 5 (𝜑𝐼 = 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛))
143142fveq2d 6233 . . . 4 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ((voln‘𝑋)‘ 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛)))
144143eqcomd 2657 . . 3 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘ 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛)) = ((voln‘𝑋)‘𝐼))
145138, 144breqtrd 4711 . 2 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) ⇝ ((voln‘𝑋)‘𝐼))
146 fveq2 6229 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑚 → (𝐷𝑛) = (𝐷𝑚))
147146fveq2d 6233 . . . . 5 (𝑛 = 𝑚 → ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛)) = ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑚)))
148147cbvmptv 4783 . . . 4 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑚)))
149148a1i 11 . . 3 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑚))))
150 vonioolem2.n . . . 4 (𝜑𝑋 ≠ ∅)
151 vonioolem2.t . . . 4 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) < (𝐵𝑘))
152148eqcomi 2660 . . . 4 (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑚))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛)))
153 eqcom 2658 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑚𝑚 = 𝑛)
154153imbi1i 338 . . . . . . . . 9 ((𝑛 = 𝑚 → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘)) ↔ (𝑚 = 𝑛 → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘)))
155 eqcom 2658 . . . . . . . . . 10 (((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘) ↔ ((𝐶𝑚)‘𝑘) = ((𝐶𝑛)‘𝑘))
156155imbi2i 325 . . . . . . . . 9 ((𝑚 = 𝑛 → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘)) ↔ (𝑚 = 𝑛 → ((𝐶𝑚)‘𝑘) = ((𝐶𝑛)‘𝑘)))
157154, 156bitri 264 . . . . . . . 8 ((𝑛 = 𝑚 → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘)) ↔ (𝑚 = 𝑛 → ((𝐶𝑚)‘𝑘) = ((𝐶𝑛)‘𝑘)))
15881, 157mpbi 220 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑛 → ((𝐶𝑚)‘𝑘) = ((𝐶𝑛)‘𝑘))
159158oveq2d 6706 . . . . . 6 (𝑚 = 𝑛 → ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑚)‘𝑘)) = ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑛)‘𝑘)))
160159prodeq2ad 40142 . . . . 5 (𝑚 = 𝑛 → ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑚)‘𝑘)) = ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑛)‘𝑘)))
161160cbvmptv 4783 . . . 4 (𝑚 ∈ ℕ ↦ ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑚)‘𝑘))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑛)‘𝑘)))
162 eqid 2651 . . . 4 inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ) = inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < )
163 eqid 2651 . . . 4 ((⌊‘(1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ))) + 1) = ((⌊‘(1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ))) + 1)
164 fveq2 6229 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 = 𝑘 → (𝐵𝑗) = (𝐵𝑘))
165 fveq2 6229 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 = 𝑘 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑘))
166164, 165oveq12d 6708 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 = 𝑘 → ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗)) = ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
167166cbvmptv 4783 . . . . . . . . . 10 (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
168167rneqi 5384 . . . . . . . . 9 ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))) = ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
169168infeq1i 8425 . . . . . . . 8 inf(ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))), ℝ, < ) = inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < )
170169oveq2i 6701 . . . . . . 7 (1 / inf(ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))), ℝ, < )) = (1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ))
171170fveq2i 6232 . . . . . 6 (⌊‘(1 / inf(ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))), ℝ, < ))) = (⌊‘(1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < )))
172171oveq1i 6700 . . . . 5 ((⌊‘(1 / inf(ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))), ℝ, < ))) + 1) = ((⌊‘(1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ))) + 1)
173172fveq2i 6232 . . . 4 (ℤ‘((⌊‘(1 / inf(ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))), ℝ, < ))) + 1)) = (ℤ‘((⌊‘(1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ))) + 1))
1741, 7, 22, 150, 151, 15, 25, 152, 161, 162, 163, 173vonioolem1 41215 . . 3 (𝜑 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑚))) ⇝ ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
175149, 174eqbrtrd 4707 . 2 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) ⇝ ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
176 climuni 14327 . 2 (((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) ⇝ ((voln‘𝑋)‘𝐼) ∧ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) ⇝ ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))) → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
177145, 175, 176syl2anc 694 1 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1523  wtru 1524  wcel 2030  wne 2823  wral 2941  Vcvv 3231  wss 3607  c0 3948   ciun 4552   class class class wbr 4685  cmpt 4762  dom cdm 5143  ran crn 5144  wf 5922  cfv 5926  (class class class)co 6690  Xcixp 7950  Fincfn 7997  infcinf 8388  cr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977  *cxr 10111   < clt 10112  cle 10113  cmin 10304   / cdiv 10722  cn 11058  cuz 11725  +crp 11870  (,)cioo 12213  [,)cico 12215  cfl 12631  cli 14259  cprod 14679  Meascmea 40984  volncvoln 41073
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-ac2 9323  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  ax-mulf 10054
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-iin 4555  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-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-supp 7341  df-tpos 7397  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-ixp 7951  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fsupp 8317  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-acn 8806  df-ac 8977  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-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-ioo 12217  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-prod 14680  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ip 16006  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-hom 16013  df-cco 16014  df-rest 16130  df-topn 16131  df-0g 16149  df-gsum 16150  df-topgen 16151  df-pt 16152  df-prds 16155  df-pws 16157  df-xrs 16209  df-qtop 16214  df-imas 16215  df-xps 16217  df-mre 16293  df-mrc 16294  df-acs 16296  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-mhm 17382  df-submnd 17383  df-grp 17472  df-minusg 17473  df-sbg 17474  df-mulg 17588  df-subg 17638  df-ghm 17705  df-cntz 17796  df-cmn 18241  df-abl 18242  df-mgp 18536  df-ur 18548  df-ring 18595  df-cring 18596  df-oppr 18669  df-dvdsr 18687  df-unit 18688  df-invr 18718  df-dvr 18729  df-rnghom 18763  df-drng 18797  df-field 18798  df-subrg 18826  df-abv 18865  df-staf 18893  df-srng 18894  df-lmod 18913  df-lss 18981  df-lmhm 19070  df-lvec 19151  df-sra 19220  df-rgmod 19221  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-cnfld 19795  df-refld 19999  df-phl 20019  df-dsmm 20124  df-frlm 20139  df-top 20747  df-topon 20764  df-topsp 20785  df-bases 20798  df-cn 21079  df-cnp 21080  df-cmp 21238  df-tx 21413  df-hmeo 21606  df-xms 22172  df-ms 22173  df-tms 22174  df-nm 22434  df-ngp 22435  df-tng 22436  df-nrg 22437  df-nlm 22438  df-cncf 22728  df-clm 22909  df-cph 23014  df-tch 23015  df-rrx 23219  df-ovol 23279  df-vol 23280  df-salg 40847  df-sumge0 40898  df-mea 40985  df-ome 41025  df-caragen 41027  df-ovoln 41072  df-voln 41074
This theorem is referenced by:  vonioo  41217
  Copyright terms: Public domain W3C validator