Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  3factsumint Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 3factsumint 42006
Description: Helpful equation for lcm inequality proof. (Contributed by metakunt, 26-Apr-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
3factsumint.1 𝐴 = (𝐿[,]𝑈)
3factsumint.2 (𝜑𝐵 ∈ Fin)
3factsumint.3 (𝜑𝐿 ∈ ℝ)
3factsumint.4 (𝜑𝑈 ∈ ℝ)
3factsumint.5 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐹) ∈ (𝐴cn→ℂ))
3factsumint.6 ((𝜑𝑘𝐵) → 𝐺 ∈ ℂ)
3factsumint.7 ((𝜑𝑘𝐵) → (𝑥𝐴𝐻) ∈ (𝐴cn→ℂ))
Assertion
Ref Expression
3factsumint (𝜑 → ∫𝐴(𝐹 · Σ𝑘𝐵 (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵 (𝐺 · ∫𝐴(𝐹 · 𝐻) d𝑥))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘,𝑥   𝐵,𝑘,𝑥   𝑘,𝐹   𝑥,𝐺   𝜑,𝑘,𝑥
Allowed substitution hints:   𝑈(𝑥,𝑘)   𝐹(𝑥)   𝐺(𝑘)   𝐻(𝑥,𝑘)   𝐿(𝑥,𝑘)

Proof of Theorem 3factsumint
StepHypRef Expression
1 3factsumint.2 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ Fin)
2 3factsumint.5 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐹) ∈ (𝐴cn→ℂ))
3 cncff 24819 . . . . . . 7 ((𝑥𝐴𝐹) ∈ (𝐴cn→ℂ) → (𝑥𝐴𝐹):𝐴⟶ℂ)
42, 3syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐹):𝐴⟶ℂ)
5 eqid 2729 . . . . . . 7 (𝑥𝐴𝐹) = (𝑥𝐴𝐹)
65fmpt 7064 . . . . . 6 (∀𝑥𝐴 𝐹 ∈ ℂ ↔ (𝑥𝐴𝐹):𝐴⟶ℂ)
74, 6sylibr 234 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 𝐹 ∈ ℂ)
87r19.21bi 3227 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐹 ∈ ℂ)
9 3factsumint.6 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐵) → 𝐺 ∈ ℂ)
10 3factsumint.7 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐵) → (𝑥𝐴𝐻) ∈ (𝐴cn→ℂ))
11 cncff 24819 . . . . . . . 8 ((𝑥𝐴𝐻) ∈ (𝐴cn→ℂ) → (𝑥𝐴𝐻):𝐴⟶ℂ)
1210, 11syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐵) → (𝑥𝐴𝐻):𝐴⟶ℂ)
13 eqid 2729 . . . . . . . 8 (𝑥𝐴𝐻) = (𝑥𝐴𝐻)
1413fmpt 7064 . . . . . . 7 (∀𝑥𝐴 𝐻 ∈ ℂ ↔ (𝑥𝐴𝐻):𝐴⟶ℂ)
1512, 14sylibr 234 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐵) → ∀𝑥𝐴 𝐻 ∈ ℂ)
1615r19.21bi 3227 . . . . 5 (((𝜑𝑘𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐻 ∈ ℂ)
17 anass 468 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ↔ (𝜑 ∧ (𝑘𝐵𝑥𝐴)))
18 ancom 460 . . . . . . . 8 ((𝑘𝐵𝑥𝐴) ↔ (𝑥𝐴𝑘𝐵))
1918anbi2i 623 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑘𝐵𝑥𝐴)) ↔ (𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑘𝐵)))
2017, 19bitri 275 . . . . . 6 (((𝜑𝑘𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ↔ (𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑘𝐵)))
2120imbi1i 349 . . . . 5 ((((𝜑𝑘𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐻 ∈ ℂ) ↔ ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑘𝐵)) → 𝐻 ∈ ℂ))
2216, 21mpbi 230 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑘𝐵)) → 𝐻 ∈ ℂ)
231, 8, 9, 223factsumint4 42005 . . 3 (𝜑 → ∫𝐴Σ𝑘𝐵 (𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = ∫𝐴(𝐹 · Σ𝑘𝐵 (𝐺 · 𝐻)) d𝑥)
24 3factsumint.1 . . . 4 𝐴 = (𝐿[,]𝑈)
25 3factsumint.3 . . . 4 (𝜑𝐿 ∈ ℝ)
26 3factsumint.4 . . . 4 (𝜑𝑈 ∈ ℝ)
2724, 1, 25, 26, 8, 2, 9, 22, 103factsumint1 42002 . . 3 (𝜑 → ∫𝐴Σ𝑘𝐵 (𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵𝐴(𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥)
2823, 27eqtr3d 2766 . 2 (𝜑 → ∫𝐴(𝐹 · Σ𝑘𝐵 (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵𝐴(𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥)
298, 9, 223factsumint2 42003 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝐵𝐴(𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵𝐴(𝐺 · (𝐹 · 𝐻)) d𝑥)
3024, 25, 26, 8, 2, 9, 22, 103factsumint3 42004 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝐵𝐴(𝐺 · (𝐹 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵 (𝐺 · ∫𝐴(𝐹 · 𝐻) d𝑥))
3128, 29, 303eqtrd 2768 1 (𝜑 → ∫𝐴(𝐹 · Σ𝑘𝐵 (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵 (𝐺 · ∫𝐴(𝐹 · 𝐻) d𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3044  cmpt 5183  wf 6495  (class class class)co 7369  Fincfn 8895  cc 11042  cr 11043   · cmul 11049  [,]cicc 13285  Σcsu 15628  cnccncf 24802  citg 25552
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5229  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-inf2 9570  ax-cc 10364  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121  ax-pre-sup 11122  ax-addf 11123
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-uni 4868  df-int 4907  df-iun 4953  df-iin 4954  df-disj 5070  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-isom 6508  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-of 7633  df-ofr 7634  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-supp 8117  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-1o 8411  df-2o 8412  df-oadd 8415  df-omul 8416  df-er 8648  df-map 8778  df-pm 8779  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9289  df-fi 9338  df-sup 9369  df-inf 9370  df-oi 9439  df-dju 9830  df-card 9868  df-acn 9871  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-div 11812  df-nn 12163  df-2 12225  df-3 12226  df-4 12227  df-5 12228  df-6 12229  df-7 12230  df-8 12231  df-9 12232  df-n0 12419  df-z 12506  df-dec 12626  df-uz 12770  df-q 12884  df-rp 12928  df-xneg 13048  df-xadd 13049  df-xmul 13050  df-ioo 13286  df-ioc 13287  df-ico 13288  df-icc 13289  df-fz 13445  df-fzo 13592  df-fl 13730  df-mod 13808  df-seq 13943  df-exp 14003  df-hash 14272  df-cj 15041  df-re 15042  df-im 15043  df-sqrt 15177  df-abs 15178  df-limsup 15413  df-clim 15430  df-rlim 15431  df-sum 15629  df-struct 17093  df-sets 17110  df-slot 17128  df-ndx 17140  df-base 17156  df-ress 17177  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-starv 17211  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-ip 17214  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-unif 17219  df-hom 17220  df-cco 17221  df-rest 17361  df-topn 17362  df-0g 17380  df-gsum 17381  df-topgen 17382  df-pt 17383  df-prds 17386  df-xrs 17441  df-qtop 17446  df-imas 17447  df-xps 17449  df-mre 17523  df-mrc 17524  df-acs 17526  df-mgm 18549  df-sgrp 18628  df-mnd 18644  df-submnd 18693  df-mulg 18982  df-cntz 19231  df-cmn 19696  df-psmet 21288  df-xmet 21289  df-met 21290  df-bl 21291  df-mopn 21292  df-cnfld 21297  df-top 22814  df-topon 22831  df-topsp 22853  df-bases 22866  df-cn 23147  df-cnp 23148  df-cmp 23307  df-tx 23482  df-hmeo 23675  df-xms 24241  df-ms 24242  df-tms 24243  df-cncf 24804  df-ovol 25398  df-vol 25399  df-mbf 25553  df-itg1 25554  df-itg2 25555  df-ibl 25556  df-itg 25557  df-0p 25604
This theorem is referenced by:  lcmineqlem2  42011
  Copyright terms: Public domain W3C validator