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 42482
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 24874 . . . . . . 7 ((𝑥𝐴𝐹) ∈ (𝐴cn→ℂ) → (𝑥𝐴𝐹):𝐴⟶ℂ)
42, 3syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐹):𝐴⟶ℂ)
5 eqid 2737 . . . . . . 7 (𝑥𝐴𝐹) = (𝑥𝐴𝐹)
65fmpt 7058 . . . . . 6 (∀𝑥𝐴 𝐹 ∈ ℂ ↔ (𝑥𝐴𝐹):𝐴⟶ℂ)
74, 6sylibr 234 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 𝐹 ∈ ℂ)
87r19.21bi 3230 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐹 ∈ ℂ)
9 3factsumint.6 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐵) → 𝐺 ∈ ℂ)
10 3factsumint.7 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐵) → (𝑥𝐴𝐻) ∈ (𝐴cn→ℂ))
11 cncff 24874 . . . . . . . 8 ((𝑥𝐴𝐻) ∈ (𝐴cn→ℂ) → (𝑥𝐴𝐻):𝐴⟶ℂ)
1210, 11syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘𝐵) → (𝑥𝐴𝐻):𝐴⟶ℂ)
13 eqid 2737 . . . . . . . 8 (𝑥𝐴𝐻) = (𝑥𝐴𝐻)
1413fmpt 7058 . . . . . . 7 (∀𝑥𝐴 𝐻 ∈ ℂ ↔ (𝑥𝐴𝐻):𝐴⟶ℂ)
1512, 14sylibr 234 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐵) → ∀𝑥𝐴 𝐻 ∈ ℂ)
1615r19.21bi 3230 . . . . 5 (((𝜑𝑘𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐻 ∈ ℂ)
17 anass 468 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ↔ (𝜑 ∧ (𝑘𝐵𝑥𝐴)))
18 ancom 460 . . . . . . . 8 ((𝑘𝐵𝑥𝐴) ↔ (𝑥𝐴𝑘𝐵))
1918anbi2i 624 . . . . . . 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 42481 . . 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 42478 . . 3 (𝜑 → ∫𝐴Σ𝑘𝐵 (𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵𝐴(𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥)
2823, 27eqtr3d 2774 . 2 (𝜑 → ∫𝐴(𝐹 · Σ𝑘𝐵 (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵𝐴(𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥)
298, 9, 223factsumint2 42479 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝐵𝐴(𝐹 · (𝐺 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵𝐴(𝐺 · (𝐹 · 𝐻)) d𝑥)
3024, 25, 26, 8, 2, 9, 22, 103factsumint3 42480 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝐵𝐴(𝐺 · (𝐹 · 𝐻)) d𝑥 = Σ𝑘𝐵 (𝐺 · ∫𝐴(𝐹 · 𝐻) d𝑥))
3128, 29, 303eqtrd 2776 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 1542  wcel 2114  wral 3052  cmpt 5167  wf 6490  (class class class)co 7362  Fincfn 8888  cc 11031  cr 11032   · cmul 11038  [,]cicc 13296  Σcsu 15643  cnccncf 24857  citg 25599
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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5213  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5304  ax-pr 5372  ax-un 7684  ax-inf2 9557  ax-cc 10352  ax-cnex 11089  ax-resscn 11090  ax-1cn 11091  ax-icn 11092  ax-addcl 11093  ax-addrcl 11094  ax-mulcl 11095  ax-mulrcl 11096  ax-mulcom 11097  ax-addass 11098  ax-mulass 11099  ax-distr 11100  ax-i2m1 11101  ax-1ne0 11102  ax-1rid 11103  ax-rnegex 11104  ax-rrecex 11105  ax-cnre 11106  ax-pre-lttri 11107  ax-pre-lttrn 11108  ax-pre-ltadd 11109  ax-pre-mulgt0 11110  ax-pre-sup 11111  ax-addf 11112
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-iin 4937  df-disj 5054  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5521  df-eprel 5526  df-po 5534  df-so 5535  df-fr 5579  df-se 5580  df-we 5581  df-xp 5632  df-rel 5633  df-cnv 5634  df-co 5635  df-dm 5636  df-rn 5637  df-res 5638  df-ima 5639  df-pred 6261  df-ord 6322  df-on 6323  df-lim 6324  df-suc 6325  df-iota 6450  df-fun 6496  df-fn 6497  df-f 6498  df-f1 6499  df-fo 6500  df-f1o 6501  df-fv 6502  df-isom 6503  df-riota 7319  df-ov 7365  df-oprab 7366  df-mpo 7367  df-of 7626  df-ofr 7627  df-om 7813  df-1st 7937  df-2nd 7938  df-supp 8106  df-frecs 8226  df-wrecs 8257  df-recs 8306  df-rdg 8344  df-1o 8400  df-2o 8401  df-oadd 8404  df-omul 8405  df-er 8638  df-map 8770  df-pm 8771  df-ixp 8841  df-en 8889  df-dom 8890  df-sdom 8891  df-fin 8892  df-fsupp 9270  df-fi 9319  df-sup 9350  df-inf 9351  df-oi 9420  df-dju 9820  df-card 9858  df-acn 9861  df-pnf 11176  df-mnf 11177  df-xr 11178  df-ltxr 11179  df-le 11180  df-sub 11374  df-neg 11375  df-div 11803  df-nn 12170  df-2 12239  df-3 12240  df-4 12241  df-5 12242  df-6 12243  df-7 12244  df-8 12245  df-9 12246  df-n0 12433  df-z 12520  df-dec 12640  df-uz 12784  df-q 12894  df-rp 12938  df-xneg 13058  df-xadd 13059  df-xmul 13060  df-ioo 13297  df-ioc 13298  df-ico 13299  df-icc 13300  df-fz 13457  df-fzo 13604  df-fl 13746  df-mod 13824  df-seq 13959  df-exp 14019  df-hash 14288  df-cj 15056  df-re 15057  df-im 15058  df-sqrt 15192  df-abs 15193  df-limsup 15428  df-clim 15445  df-rlim 15446  df-sum 15644  df-struct 17112  df-sets 17129  df-slot 17147  df-ndx 17159  df-base 17175  df-ress 17196  df-plusg 17228  df-mulr 17229  df-starv 17230  df-sca 17231  df-vsca 17232  df-ip 17233  df-tset 17234  df-ple 17235  df-ds 17237  df-unif 17238  df-hom 17239  df-cco 17240  df-rest 17380  df-topn 17381  df-0g 17399  df-gsum 17400  df-topgen 17401  df-pt 17402  df-prds 17405  df-xrs 17461  df-qtop 17466  df-imas 17467  df-xps 17469  df-mre 17543  df-mrc 17544  df-acs 17546  df-mgm 18603  df-sgrp 18682  df-mnd 18698  df-submnd 18747  df-mulg 19039  df-cntz 19287  df-cmn 19752  df-psmet 21340  df-xmet 21341  df-met 21342  df-bl 21343  df-mopn 21344  df-cnfld 21349  df-top 22873  df-topon 22890  df-topsp 22912  df-bases 22925  df-cn 23206  df-cnp 23207  df-cmp 23366  df-tx 23541  df-hmeo 23734  df-xms 24299  df-ms 24300  df-tms 24301  df-cncf 24859  df-ovol 25445  df-vol 25446  df-mbf 25600  df-itg1 25601  df-itg2 25602  df-ibl 25603  df-itg 25604  df-0p 25651
This theorem is referenced by:  lcmineqlem2  42487
  Copyright terms: Public domain W3C validator