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

Theorem 3factsumint 39274
 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 23496 . . . . . . 7 ((𝑥𝐴𝐹) ∈ (𝐴cn→ℂ) → (𝑥𝐴𝐹):𝐴⟶ℂ)
42, 3syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐹):𝐴⟶ℂ)
5 eqid 2822 . . . . . . 7 (𝑥𝐴𝐹) = (𝑥𝐴𝐹)
65fmpt 6856 . . . . . 6 (∀𝑥𝐴 𝐹 ∈ ℂ ↔ (𝑥𝐴𝐹):𝐴⟶ℂ)
74, 6sylibr 237 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 𝐹 ∈ ℂ)
87r19.21bi 3198 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐹 ∈ ℂ)
9 3factsumint.6 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐵) → 𝐺 ∈ ℂ)
10 3factsumint.7 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐵) → (𝑥𝐴𝐻) ∈ (𝐴cn→ℂ))
11 cncff 23496 . . . . . . . 8 ((𝑥𝐴𝐻) ∈ (𝐴cn→ℂ) → (𝑥𝐴𝐻):𝐴⟶ℂ)
1210, 11syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐵) → (𝑥𝐴𝐻):𝐴⟶ℂ)
13 eqid 2822 . . . . . . . 8 (𝑥𝐴𝐻) = (𝑥𝐴𝐻)
1413fmpt 6856 . . . . . . 7 (∀𝑥𝐴 𝐻 ∈ ℂ ↔ (𝑥𝐴𝐻):𝐴⟶ℂ)
1512, 14sylibr 237 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐵) → ∀𝑥𝐴 𝐻 ∈ ℂ)
1615r19.21bi 3198 . . . . 5 (((𝜑𝑘𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐻 ∈ ℂ)
17 anass 472 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ↔ (𝜑 ∧ (𝑘𝐵𝑥𝐴)))
18 ancom 464 . . . . . . . 8 ((𝑘𝐵𝑥𝐴) ↔ (𝑥𝐴𝑘𝐵))
1918anbi2i 625 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑘𝐵𝑥𝐴)) ↔ (𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑘𝐵)))
2017, 19bitri 278 . . . . . 6 (((𝜑𝑘𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ↔ (𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑘𝐵)))
2120imbi1i 353 . . . . 5 ((((𝜑𝑘𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐻 ∈ ℂ) ↔ ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑘𝐵)) → 𝐻 ∈ ℂ))
2216, 21mpbi 233 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝑘𝐵)) → 𝐻 ∈ ℂ)
231, 8, 9, 223factsumint4 39273 . . 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 39270 . . 3 (𝜑 → ∫𝐴Σ𝑘𝐵 (𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵𝐴(𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥)
2823, 27eqtr3d 2859 . 2 (𝜑 → ∫𝐴(𝐹 · Σ𝑘𝐵 (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵𝐴(𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥)
298, 9, 223factsumint2 39271 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝐵𝐴(𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵𝐴(𝐺 · (𝐹 · 𝐻)) d𝑥)
3024, 25, 26, 8, 2, 9, 22, 103factsumint3 39272 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝐵𝐴(𝐺 · (𝐹 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵 (𝐺 · ∫𝐴(𝐹 · 𝐻) d𝑥))
3128, 29, 303eqtrd 2861 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 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2114  ∀wral 3130   ↦ cmpt 5122  ⟶wf 6330  (class class class)co 7140  Fincfn 8496  ℂcc 10524  ℝcr 10525   · cmul 10531  [,]cicc 12729  Σcsu 15033  –cn→ccncf 23479  ∫citg 24220 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2178  ax-ext 2794  ax-rep 5166  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5243  ax-pr 5307  ax-un 7446  ax-inf2 9092  ax-cc 9846  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604  ax-addf 10605  ax-mulf 10606 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2801  df-cleq 2815  df-clel 2894  df-nfc 2962  df-ne 3012  df-nel 3116  df-ral 3135  df-rex 3136  df-reu 3137  df-rmo 3138  df-rab 3139  df-v 3471  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3927  df-nul 4266  df-if 4440  df-pw 4513  df-sn 4540  df-pr 4542  df-tp 4544  df-op 4546  df-uni 4814  df-int 4852  df-iun 4896  df-iin 4897  df-disj 5008  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5437  df-eprel 5442  df-po 5451  df-so 5452  df-fr 5491  df-se 5492  df-we 5493  df-xp 5538  df-rel 5539  df-cnv 5540  df-co 5541  df-dm 5542  df-rn 5543  df-res 5544  df-ima 5545  df-pred 6126  df-ord 6172  df-on 6173  df-lim 6174  df-suc 6175  df-iota 6293  df-fun 6336  df-fn 6337  df-f 6338  df-f1 6339  df-fo 6340  df-f1o 6341  df-fv 6342  df-isom 6343  df-riota 7098  df-ov 7143  df-oprab 7144  df-mpo 7145  df-of 7394  df-ofr 7395  df-om 7566  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-supp 7818  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-2o 8090  df-oadd 8093  df-omul 8094  df-er 8276  df-map 8395  df-pm 8396  df-ixp 8449  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-fsupp 8822  df-fi 8863  df-sup 8894  df-inf 8895  df-oi 8962  df-dju 9318  df-card 9356  df-acn 9359  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-4 11690  df-5 11691  df-6 11692  df-7 11693  df-8 11694  df-9 11695  df-n0 11886  df-z 11970  df-dec 12087  df-uz 12232  df-q 12337  df-rp 12378  df-xneg 12495  df-xadd 12496  df-xmul 12497  df-ioo 12730  df-ioc 12731  df-ico 12732  df-icc 12733  df-fz 12886  df-fzo 13029  df-fl 13157  df-mod 13233  df-seq 13365  df-exp 13426  df-hash 13687  df-cj 14449  df-re 14450  df-im 14451  df-sqrt 14585  df-abs 14586  df-limsup 14819  df-clim 14836  df-rlim 14837  df-sum 15034  df-struct 16476  df-ndx 16477  df-slot 16478  df-base 16480  df-sets 16481  df-ress 16482  df-plusg 16569  df-mulr 16570  df-starv 16571  df-sca 16572  df-vsca 16573  df-ip 16574  df-tset 16575  df-ple 16576  df-ds 16578  df-unif 16579  df-hom 16580  df-cco 16581  df-rest 16687  df-topn 16688  df-0g 16706  df-gsum 16707  df-topgen 16708  df-pt 16709  df-prds 16712  df-xrs 16766  df-qtop 16771  df-imas 16772  df-xps 16774  df-mre 16848  df-mrc 16849  df-acs 16851  df-mgm 17843  df-sgrp 17892  df-mnd 17903  df-submnd 17948  df-mulg 18216  df-cntz 18438  df-cmn 18899  df-psmet 20081  df-xmet 20082  df-met 20083  df-bl 20084  df-mopn 20085  df-cnfld 20090  df-top 21497  df-topon 21514  df-topsp 21536  df-bases 21549  df-cn 21830  df-cnp 21831  df-cmp 21990  df-tx 22165  df-hmeo 22358  df-xms 22925  df-ms 22926  df-tms 22927  df-cncf 23481  df-ovol 24066  df-vol 24067  df-mbf 24221  df-itg1 24222  df-itg2 24223  df-ibl 24224  df-itg 24225  df-0p 24272 This theorem is referenced by:  lcmineqlem2  39279
 Copyright terms: Public domain W3C validator