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Theorem hoidifhspdmvle 45014
Description: The dimensional volume of the difference of a half-open interval and a half-space is less than or equal to the dimensional volume of the whole half-open interval. Used in Lemma 115F of [Fremlin1] p. 31 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
hoidifhspdmvle.l 𝐿 = (π‘₯ ∈ Fin ↦ (π‘Ž ∈ (ℝ ↑m π‘₯), 𝑏 ∈ (ℝ ↑m π‘₯) ↦ if(π‘₯ = βˆ…, 0, βˆπ‘˜ ∈ π‘₯ (volβ€˜((π‘Žβ€˜π‘˜)[,)(π‘β€˜π‘˜))))))
hoidifhspdmvle.x (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ Fin)
hoidifhspdmvle.a (πœ‘ β†’ 𝐴:π‘‹βŸΆβ„)
hoidifhspdmvle.b (πœ‘ β†’ 𝐡:π‘‹βŸΆβ„)
hoidifhspdmvle.k (πœ‘ β†’ 𝐾 ∈ 𝑋)
hoidifhspdmvle.d 𝐷 = (π‘₯ ∈ ℝ ↦ (𝑐 ∈ (ℝ ↑m 𝑋) ↦ (β„Ž ∈ 𝑋 ↦ if(β„Ž = 𝐾, if(π‘₯ ≀ (π‘β€˜β„Ž), (π‘β€˜β„Ž), π‘₯), (π‘β€˜β„Ž)))))
hoidifhspdmvle.y (πœ‘ β†’ π‘Œ ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
hoidifhspdmvle (πœ‘ β†’ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)(πΏβ€˜π‘‹)𝐡) ≀ (𝐴(πΏβ€˜π‘‹)𝐡))
Distinct variable groups:   𝐴,π‘Ž,𝑏,π‘˜   𝐴,𝑐,β„Ž,π‘˜   𝐡,π‘Ž,𝑏,π‘˜   𝐷,π‘Ž,𝑏,π‘˜   𝐾,𝑐,β„Ž,π‘₯   𝑋,π‘Ž,𝑏,π‘˜,π‘₯   𝑋,𝑐,β„Ž   π‘Œ,π‘Ž,𝑏,π‘˜,π‘₯   π‘Œ,𝑐,β„Ž   πœ‘,π‘Ž,𝑏,π‘˜,π‘₯   πœ‘,𝑐,β„Ž
Allowed substitution hints:   𝐴(π‘₯)   𝐡(π‘₯,β„Ž,𝑐)   𝐷(π‘₯,β„Ž,𝑐)   𝐾(π‘˜,π‘Ž,𝑏)   𝐿(π‘₯,β„Ž,π‘˜,π‘Ž,𝑏,𝑐)

Proof of Theorem hoidifhspdmvle
StepHypRef Expression
1 nfv 1917 . . 3 β„²π‘˜πœ‘
2 hoidifhspdmvle.x . . 3 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ Fin)
3 hoidifhspdmvle.d . . . . . 6 𝐷 = (π‘₯ ∈ ℝ ↦ (𝑐 ∈ (ℝ ↑m 𝑋) ↦ (β„Ž ∈ 𝑋 ↦ if(β„Ž = 𝐾, if(π‘₯ ≀ (π‘β€˜β„Ž), (π‘β€˜β„Ž), π‘₯), (π‘β€˜β„Ž)))))
4 hoidifhspdmvle.y . . . . . 6 (πœ‘ β†’ π‘Œ ∈ ℝ)
5 hoidifhspdmvle.a . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐴:π‘‹βŸΆβ„)
63, 4, 2, 5hoidifhspf 45012 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄):π‘‹βŸΆβ„)
76ffvelcdmda 7055 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜) ∈ ℝ)
8 hoidifhspdmvle.b . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐡:π‘‹βŸΆβ„)
98ffvelcdmda 7055 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ)
10 volicore 44975 . . . 4 (((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜) ∈ ℝ ∧ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ) β†’ (volβ€˜((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ∈ ℝ)
117, 9, 10syl2anc 584 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (volβ€˜((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ∈ ℝ)
129rexrd 11229 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ*)
13 icombl 24980 . . . . 5 (((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜) ∈ ℝ ∧ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ*) β†’ ((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) ∈ dom vol)
147, 12, 13syl2anc 584 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ ((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) ∈ dom vol)
15 volge0 44355 . . . 4 (((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) ∈ dom vol β†’ 0 ≀ (volβ€˜((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))))
1614, 15syl 17 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ 0 ≀ (volβ€˜((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))))
175ffvelcdmda 7055 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ)
18 volicore 44975 . . . 4 (((π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ ∧ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ) β†’ (volβ€˜((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ∈ ℝ)
1917, 9, 18syl2anc 584 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (volβ€˜((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ∈ ℝ)
20 icombl 24980 . . . . 5 (((π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ ∧ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ*) β†’ ((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) ∈ dom vol)
2117, 12, 20syl2anc 584 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ ((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) ∈ dom vol)
2217rexrd 11229 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ*)
234adantr 481 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ π‘Œ ∈ ℝ)
2423adantr 481 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ π‘Œ ∈ ℝ)
2517adantr 481 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ)
26 max2 13131 . . . . . . . 8 ((π‘Œ ∈ ℝ ∧ (π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ))
2724, 25, 26syl2anc 584 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ))
282adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ 𝑋 ∈ Fin)
295adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ 𝐴:π‘‹βŸΆβ„)
30 simpr 485 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ π‘˜ ∈ 𝑋)
313, 23, 28, 29, 30hoidifhspval3 45013 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜) = if(π‘˜ = 𝐾, if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ), (π΄β€˜π‘˜)))
3231adantr 481 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜) = if(π‘˜ = 𝐾, if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ), (π΄β€˜π‘˜)))
33 iftrue 4512 . . . . . . . . 9 (π‘˜ = 𝐾 β†’ if(π‘˜ = 𝐾, if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ), (π΄β€˜π‘˜)) = if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ))
3433adantl 482 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ if(π‘˜ = 𝐾, if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ), (π΄β€˜π‘˜)) = if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ))
3532, 34eqtr2d 2772 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ) = (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜))
3627, 35breqtrd 5151 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜))
3717leidd 11745 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ (π΄β€˜π‘˜))
3837adantr 481 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ Β¬ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ (π΄β€˜π‘˜))
3931adantr 481 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ Β¬ π‘˜ = 𝐾) β†’ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜) = if(π‘˜ = 𝐾, if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ), (π΄β€˜π‘˜)))
40 iffalse 4515 . . . . . . . . 9 (Β¬ π‘˜ = 𝐾 β†’ if(π‘˜ = 𝐾, if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ), (π΄β€˜π‘˜)) = (π΄β€˜π‘˜))
4140adantl 482 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ Β¬ π‘˜ = 𝐾) β†’ if(π‘˜ = 𝐾, if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ), (π΄β€˜π‘˜)) = (π΄β€˜π‘˜))
4239, 41eqtr2d 2772 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ Β¬ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) = (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜))
4338, 42breqtrd 5151 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ Β¬ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜))
4436, 43pm2.61dan 811 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜))
459leidd 11745 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΅β€˜π‘˜) ≀ (π΅β€˜π‘˜))
46 icossico 13359 . . . . 5 ((((π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ* ∧ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ*) ∧ ((π΄β€˜π‘˜) ≀ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜) ∧ (π΅β€˜π‘˜) ≀ (π΅β€˜π‘˜))) β†’ ((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) βŠ† ((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)))
4722, 12, 44, 45, 46syl22anc 837 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ ((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) βŠ† ((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)))
48 volss 24949 . . . 4 ((((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) ∈ dom vol ∧ ((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) ∈ dom vol ∧ ((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) βŠ† ((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) β†’ (volβ€˜((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ≀ (volβ€˜((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))))
4914, 21, 47, 48syl3anc 1371 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (volβ€˜((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ≀ (volβ€˜((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))))
501, 2, 11, 16, 19, 49fprodle 15905 . 2 (πœ‘ β†’ βˆπ‘˜ ∈ 𝑋 (volβ€˜((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ≀ βˆπ‘˜ ∈ 𝑋 (volβ€˜((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))))
51 hoidifhspdmvle.l . . . 4 𝐿 = (π‘₯ ∈ Fin ↦ (π‘Ž ∈ (ℝ ↑m π‘₯), 𝑏 ∈ (ℝ ↑m π‘₯) ↦ if(π‘₯ = βˆ…, 0, βˆπ‘˜ ∈ π‘₯ (volβ€˜((π‘Žβ€˜π‘˜)[,)(π‘β€˜π‘˜))))))
52 hoidifhspdmvle.k . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐾 ∈ 𝑋)
5352ne0d 4315 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑋 β‰  βˆ…)
5451, 2, 53, 6, 8hoidmvn0val 44978 . . 3 (πœ‘ β†’ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)(πΏβ€˜π‘‹)𝐡) = βˆπ‘˜ ∈ 𝑋 (volβ€˜((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))))
5551, 2, 53, 5, 8hoidmvn0val 44978 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝐴(πΏβ€˜π‘‹)𝐡) = βˆπ‘˜ ∈ 𝑋 (volβ€˜((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))))
5654, 55breq12d 5138 . 2 (πœ‘ β†’ ((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)(πΏβ€˜π‘‹)𝐡) ≀ (𝐴(πΏβ€˜π‘‹)𝐡) ↔ βˆπ‘˜ ∈ 𝑋 (volβ€˜((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ≀ βˆπ‘˜ ∈ 𝑋 (volβ€˜((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)))))
5750, 56mpbird 256 1 (πœ‘ β†’ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)(πΏβ€˜π‘‹)𝐡) ≀ (𝐴(πΏβ€˜π‘‹)𝐡))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   βŠ† wss 3928  βˆ…c0 4302  ifcif 4506   class class class wbr 5125   ↦ cmpt 5208  dom cdm 5653  βŸΆwf 6512  β€˜cfv 6516  (class class class)co 7377   ∈ cmpo 7379   ↑m cmap 8787  Fincfn 8905  β„cr 11074  0cc0 11075  β„*cxr 11212   ≀ cle 11214  [,)cico 13291  βˆcprod 15814  volcvol 24879
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2702  ax-rep 5262  ax-sep 5276  ax-nul 5283  ax-pow 5340  ax-pr 5404  ax-un 7692  ax-inf2 9601  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3419  df-v 3461  df-sbc 3758  df-csb 3874  df-dif 3931  df-un 3933  df-in 3935  df-ss 3945  df-pss 3947  df-nul 4303  df-if 4507  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4886  df-int 4928  df-iun 4976  df-br 5126  df-opab 5188  df-mpt 5209  df-tr 5243  df-id 5551  df-eprel 5557  df-po 5565  df-so 5566  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5659  df-rel 5660  df-cnv 5661  df-co 5662  df-dm 5663  df-rn 5664  df-res 5665  df-ima 5666  df-pred 6273  df-ord 6340  df-on 6341  df-lim 6342  df-suc 6343  df-iota 6468  df-fun 6518  df-fn 6519  df-f 6520  df-f1 6521  df-fo 6522  df-f1o 6523  df-fv 6524  df-isom 6525  df-riota 7333  df-ov 7380  df-oprab 7381  df-mpo 7382  df-of 7637  df-om 7823  df-1st 7941  df-2nd 7942  df-frecs 8232  df-wrecs 8263  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-1o 8432  df-2o 8433  df-er 8670  df-map 8789  df-pm 8790  df-en 8906  df-dom 8907  df-sdom 8908  df-fin 8909  df-fi 9371  df-sup 9402  df-inf 9403  df-oi 9470  df-dju 9861  df-card 9899  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11411  df-neg 11412  df-div 11837  df-nn 12178  df-2 12240  df-3 12241  df-n0 12438  df-z 12524  df-uz 12788  df-q 12898  df-rp 12940  df-xneg 13057  df-xadd 13058  df-xmul 13059  df-ioo 13293  df-ico 13295  df-icc 13296  df-fz 13450  df-fzo 13593  df-fl 13722  df-seq 13932  df-exp 13993  df-hash 14256  df-cj 15011  df-re 15012  df-im 15013  df-sqrt 15147  df-abs 15148  df-clim 15397  df-rlim 15398  df-sum 15598  df-prod 15815  df-rest 17333  df-topgen 17354  df-psmet 20840  df-xmet 20841  df-met 20842  df-bl 20843  df-mopn 20844  df-top 22295  df-topon 22312  df-bases 22348  df-cmp 22790  df-ovol 24880  df-vol 24881
This theorem is referenced by:  hspmbllem2  45021
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