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Theorem hoidifhspdmvle 45635
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 1916 . . 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 45633 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄):π‘‹βŸΆβ„)
76ffvelcdmda 7086 . . . 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 7086 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ)
10 volicore 45596 . . . 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 583 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (volβ€˜((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ∈ ℝ)
129rexrd 11269 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ*)
13 icombl 25314 . . . . 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 583 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ ((((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) ∈ dom vol)
15 volge0 44976 . . . 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 7086 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ)
18 volicore 45596 . . . 4 (((π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ ∧ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ) β†’ (volβ€˜((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ∈ ℝ)
1917, 9, 18syl2anc 583 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (volβ€˜((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))) ∈ ℝ)
20 icombl 25314 . . . . 5 (((π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ ∧ (π΅β€˜π‘˜) ∈ ℝ*) β†’ ((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) ∈ dom vol)
2117, 12, 20syl2anc 583 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ ((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜)) ∈ dom vol)
2217rexrd 11269 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ*)
234adantr 480 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ π‘Œ ∈ ℝ)
2423adantr 480 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ π‘Œ ∈ ℝ)
2517adantr 480 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ∈ ℝ)
26 max2 13171 . . . . . . . 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 583 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ if(π‘Œ ≀ (π΄β€˜π‘˜), (π΄β€˜π‘˜), π‘Œ))
282adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ 𝑋 ∈ Fin)
295adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ 𝐴:π‘‹βŸΆβ„)
30 simpr 484 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ π‘˜ ∈ 𝑋)
313, 23, 28, 29, 30hoidifhspval3 45634 . . . . . . . . 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 480 . . . . . . . 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 4534 . . . . . . . . 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 481 . . . . . . . 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 5174 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜))
3717leidd 11785 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ (π΄β€˜π‘˜))
3837adantr 480 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ Β¬ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ (π΄β€˜π‘˜))
3931adantr 480 . . . . . . . 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 4537 . . . . . . . . 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 481 . . . . . . . 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 5174 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) ∧ Β¬ π‘˜ = 𝐾) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜))
4436, 43pm2.61dan 810 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΄β€˜π‘˜) ≀ (((π·β€˜π‘Œ)β€˜π΄)β€˜π‘˜))
459leidd 11785 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑋) β†’ (π΅β€˜π‘˜) ≀ (π΅β€˜π‘˜))
46 icossico 13399 . . . . 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 836 . . . 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 25283 . . . 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 1370 . . 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 15945 . 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 4335 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑋 β‰  βˆ…)
5451, 2, 53, 6, 8hoidmvn0val 45599 . . 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 45599 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝐴(πΏβ€˜π‘‹)𝐡) = βˆπ‘˜ ∈ 𝑋 (volβ€˜((π΄β€˜π‘˜)[,)(π΅β€˜π‘˜))))
5654, 55breq12d 5161 . 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 257 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 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   βŠ† wss 3948  βˆ…c0 4322  ifcif 4528   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231  dom cdm 5676  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7412   ∈ cmpo 7414   ↑m cmap 8824  Fincfn 8943  β„cr 11113  0cc0 11114  β„*cxr 11252   ≀ cle 11254  [,)cico 13331  βˆcprod 15854  volcvol 25213
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-inf2 9640  ax-cnex 11170  ax-resscn 11171  ax-1cn 11172  ax-icn 11173  ax-addcl 11174  ax-addrcl 11175  ax-mulcl 11176  ax-mulrcl 11177  ax-mulcom 11178  ax-addass 11179  ax-mulass 11180  ax-distr 11181  ax-i2m1 11182  ax-1ne0 11183  ax-1rid 11184  ax-rnegex 11185  ax-rrecex 11186  ax-cnre 11187  ax-pre-lttri 11188  ax-pre-lttrn 11189  ax-pre-ltadd 11190  ax-pre-mulgt0 11191  ax-pre-sup 11192
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  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 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7674  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-frecs 8270  df-wrecs 8301  df-recs 8375  df-rdg 8414  df-1o 8470  df-2o 8471  df-er 8707  df-map 8826  df-pm 8827  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-fi 9410  df-sup 9441  df-inf 9442  df-oi 9509  df-dju 9900  df-card 9938  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-div 11877  df-nn 12218  df-2 12280  df-3 12281  df-n0 12478  df-z 12564  df-uz 12828  df-q 12938  df-rp 12980  df-xneg 13097  df-xadd 13098  df-xmul 13099  df-ioo 13333  df-ico 13335  df-icc 13336  df-fz 13490  df-fzo 13633  df-fl 13762  df-seq 13972  df-exp 14033  df-hash 14296  df-cj 15051  df-re 15052  df-im 15053  df-sqrt 15187  df-abs 15188  df-clim 15437  df-rlim 15438  df-sum 15638  df-prod 15855  df-rest 17373  df-topgen 17394  df-psmet 21137  df-xmet 21138  df-met 21139  df-bl 21140  df-mopn 21141  df-top 22617  df-topon 22634  df-bases 22670  df-cmp 23112  df-ovol 25214  df-vol 25215
This theorem is referenced by:  hspmbllem2  45642
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