Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  hoidmv1lelem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem hoidmv1lelem3 44824
Description: The dimensional volume of a 1-dimensional half-open interval is less than or equal the generalized sum of the dimensional volumes of countable half-open intervals that cover it. This is the nonempty, finite generalized sum, sub case in Lemma 114B of [Fremlin1] p. 23. (Contributed by Glauco Siliprandi, 21-Nov-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
hoidmv1lelem3.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
hoidmv1lelem3.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
hoidmv1lelem3.l (𝜑𝐴 < 𝐵)
hoidmv1lelem3.c (𝜑𝐶:ℕ⟶ℝ)
hoidmv1lelem3.d (𝜑𝐷:ℕ⟶ℝ)
hoidmv1lelem3.x (𝜑 → (𝐴[,)𝐵) ⊆ 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
hoidmv1lelem3.r (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))) ∈ ℝ)
hoidmv1lelem3.u 𝑈 = {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))}
hoidmv1lelem3.s 𝑆 = sup(𝑈, ℝ, < )
Assertion
Ref Expression
hoidmv1lelem3 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑗,𝑧   𝐵,𝑗,𝑧   𝐶,𝑗,𝑧   𝐷,𝑗,𝑧   𝑆,𝑗,𝑧   𝑈,𝑗,𝑧   𝜑,𝑗,𝑧

Proof of Theorem hoidmv1lelem3
Dummy variables 𝑦 𝑖 𝑢 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 hoidmv1lelem3.b . . 3 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
2 hoidmv1lelem3.a . . 3 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
31, 2resubcld 11583 . 2 (𝜑 → (𝐵𝐴) ∈ ℝ)
4 nnex 12159 . . . . . . 7 ℕ ∈ V
54a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ℕ ∈ V)
6 icossicc 13353 . . . . . . . 8 (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)
7 0xr 11202 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ*
87a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → 0 ∈ ℝ*)
9 pnfxr 11209 . . . . . . . . . 10 +∞ ∈ ℝ*
109a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → +∞ ∈ ℝ*)
11 hoidmv1lelem3.c . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐶:ℕ⟶ℝ)
1211ffvelcdmda 7035 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐶𝑗) ∈ ℝ)
13 hoidmv1lelem3.d . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐷:ℕ⟶ℝ)
1413ffvelcdmda 7035 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐷𝑗) ∈ ℝ)
151adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℝ)
1614, 15ifcld 4532 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ∈ ℝ)
17 volicore 44812 . . . . . . . . . . 11 (((𝐶𝑗) ∈ ℝ ∧ if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ∈ ℝ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ ℝ)
1812, 16, 17syl2anc 584 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ ℝ)
1918rexrd 11205 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ ℝ*)
2016rexrd 11205 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ∈ ℝ*)
21 icombl 24928 . . . . . . . . . . 11 (((𝐶𝑗) ∈ ℝ ∧ if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ∈ ℝ*) → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ∈ dom vol)
2212, 20, 21syl2anc 584 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ∈ dom vol)
23 volge0 44192 . . . . . . . . . 10 (((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ∈ dom vol → 0 ≤ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))
2422, 23syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → 0 ≤ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))
2518ltpnfd 13042 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) < +∞)
268, 10, 19, 24, 25elicod 13314 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ (0[,)+∞))
276, 26sselid 3942 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ (0[,]+∞))
28 eqid 2736 . . . . . . 7 (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))
2927, 28fmptd 7062 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))):ℕ⟶(0[,]+∞))
305, 29sge0xrcl 44616 . . . . 5 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ∈ ℝ*)
319a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → +∞ ∈ ℝ*)
32 hoidmv1lelem3.r . . . . . . 7 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))) ∈ ℝ)
3332rexrd 11205 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))) ∈ ℝ*)
34 nfv 1917 . . . . . . 7 𝑗𝜑
35 volf 24893 . . . . . . . . 9 vol:dom vol⟶(0[,]+∞)
3635a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → vol:dom vol⟶(0[,]+∞))
3714rexrd 11205 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐷𝑗) ∈ ℝ*)
38 icombl 24928 . . . . . . . . 9 (((𝐶𝑗) ∈ ℝ ∧ (𝐷𝑗) ∈ ℝ*) → ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ∈ dom vol)
3912, 37, 38syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ∈ dom vol)
4036, 39ffvelcdmd 7036 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) ∈ (0[,]+∞))
4112rexrd 11205 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐶𝑗) ∈ ℝ*)
4212leidd 11721 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐶𝑗) ≤ (𝐶𝑗))
43 min1 13108 . . . . . . . . . 10 (((𝐷𝑗) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ≤ (𝐷𝑗))
4414, 15, 43syl2anc 584 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ≤ (𝐷𝑗))
45 icossico 13334 . . . . . . . . 9 ((((𝐶𝑗) ∈ ℝ* ∧ (𝐷𝑗) ∈ ℝ*) ∧ ((𝐶𝑗) ≤ (𝐶𝑗) ∧ if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ≤ (𝐷𝑗))) → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ⊆ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
4641, 37, 42, 44, 45syl22anc 837 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ⊆ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
47 volss 24897 . . . . . . . 8 ((((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ∈ dom vol ∧ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ∈ dom vol ∧ ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ⊆ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ≤ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
4822, 39, 46, 47syl3anc 1371 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ≤ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
4934, 5, 27, 40, 48sge0lempt 44641 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))))
5032ltpnfd 13042 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))) < +∞)
5130, 33, 31, 49, 50xrlelttrd 13079 . . . . 5 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) < +∞)
5230, 31, 51xrltned 43581 . . . 4 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ≠ +∞)
5352neneqd 2948 . . 3 (𝜑 → ¬ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) = +∞)
545, 29sge0repnf 44617 . . 3 (𝜑 → ((Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ∈ ℝ ↔ ¬ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) = +∞))
5553, 54mpbird 256 . 2 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ∈ ℝ)
561rexrd 11205 . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
572, 1iccssred 13351 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
58 hoidmv1lelem3.u . . . . . . . . . . 11 𝑈 = {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))}
59 ssrab2 4037 . . . . . . . . . . 11 {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))} ⊆ (𝐴[,]𝐵)
6058, 59eqsstri 3978 . . . . . . . . . 10 𝑈 ⊆ (𝐴[,]𝐵)
61 hoidmv1lelem3.l . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐴 < 𝐵)
62 hoidmv1lelem3.s . . . . . . . . . . . 12 𝑆 = sup(𝑈, ℝ, < )
632, 1, 61, 11, 13, 32, 58, 62hoidmv1lelem1 44822 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑆𝑈𝐴𝑈 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥))
6463simp1d 1142 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑆𝑈)
6560, 64sselid 3942 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑆 ∈ (𝐴[,]𝐵))
6657, 65sseldd 3945 . . . . . . . 8 (𝜑𝑆 ∈ ℝ)
6766rexrd 11205 . . . . . . 7 (𝜑𝑆 ∈ ℝ*)
68 simpl 483 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝜑)
69 simpr 485 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → ¬ 𝐵𝑆)
7068, 66syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝑆 ∈ ℝ)
7168, 1syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝐵 ∈ ℝ)
7270, 71ltnled 11302 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → (𝑆 < 𝐵 ↔ ¬ 𝐵𝑆))
7369, 72mpbird 256 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝑆 < 𝐵)
74 hoidmv1lelem3.x . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐴[,)𝐵) ⊆ 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
7574adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (𝐴[,)𝐵) ⊆ 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
762rexrd 11205 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
7776adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ*)
7856adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
7967adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 ∈ ℝ*)
8060, 57sstrid 3955 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑈 ⊆ ℝ)
8164ne0d 4295 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑈 ≠ ∅)
8263simp3d 1144 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥)
8363simp2d 1143 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐴𝑈)
84 suprub 12116 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥) ∧ 𝐴𝑈) → 𝐴 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
8580, 81, 82, 83, 84syl31anc 1373 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐴 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
8685, 62breqtrrdi 5147 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐴𝑆)
8786adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐴𝑆)
88 simpr 485 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 < 𝐵)
8977, 78, 79, 87, 88elicod 13314 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 ∈ (𝐴[,)𝐵))
9075, 89sseldd 3945 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
91 eliun 4958 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ↔ ∃𝑗 ∈ ℕ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
9290, 91sylib 217 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → ∃𝑗 ∈ ℕ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
932adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
94933ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐴 ∈ ℝ)
951adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
96953ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐵 ∈ ℝ)
9711adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐶:ℕ⟶ℝ)
98973ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐶:ℕ⟶ℝ)
9913adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐷:ℕ⟶ℝ)
100993ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐷:ℕ⟶ℝ)
101 fveq2 6842 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑖 = 𝑗 → (𝐶𝑖) = (𝐶𝑗))
102 fveq2 6842 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑖 = 𝑗 → (𝐷𝑖) = (𝐷𝑗))
103101, 102oveq12d 7375 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑖 = 𝑗 → ((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖)) = ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
104103fveq2d 6846 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑖 = 𝑗 → (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))) = (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
105104cbvmptv 5218 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
106105fveq2i 6845 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) = (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))))
107106, 32eqeltrid 2842 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) ∈ ℝ)
108107adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) ∈ ℝ)
1091083ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) ∈ ℝ)
110102breq1d 5115 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑖 = 𝑗 → ((𝐷𝑖) ≤ 𝑧 ↔ (𝐷𝑗) ≤ 𝑧))
111110, 102ifbieq1d 4510 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑖 = 𝑗 → if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧) = if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))
112101, 111oveq12d 7375 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑖 = 𝑗 → ((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)) = ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))
113112fveq2d 6846 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑖 = 𝑗 → (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧))) = (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))
114113cbvmptv 5218 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))
115114eqcomi 2745 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))) = (𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧))))
116115fveq2i 6845 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))) = (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))))
117116breq2i 5113 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))) ↔ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧))))))
118117rabbii 3413 . . . . . . . . . . . . . 14 {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))} = {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))))}
11958, 118eqtri 2764 . . . . . . . . . . . . 13 𝑈 = {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))))}
12064adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆𝑈)
1211203ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑆𝑈)
122873ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐴𝑆)
123883ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑆 < 𝐵)
124 simp2 1137 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑗 ∈ ℕ)
125 simp3 1138 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
126 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . 13 if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) = if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)
12794, 96, 98, 100, 109, 119, 121, 122, 123, 124, 125, 126hoidmv1lelem2 44823 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
1281273exp 1119 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (𝑗 ∈ ℕ → (𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)))
129128rexlimdv 3150 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (∃𝑗 ∈ ℕ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢))
13092, 129mpd 15 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
13168, 73, 130syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
13257adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
13360, 132sstrid 3955 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑈 ⊆ ℝ)
13481adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑈 ≠ ∅)
1352, 1jca 512 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
136135adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
13760a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑈 ⊆ (𝐴[,]𝐵))
13864adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑆𝑈)
139 iccsupr 13359 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑈 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥))
140136, 137, 138, 139syl3anc 1371 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥))
141140simp3d 1144 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥)
142 simpr 485 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢𝑈)
143 suprub 12116 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥) ∧ 𝑢𝑈) → 𝑢 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
144133, 134, 141, 142, 143syl31anc 1373 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
145144, 62breqtrrdi 5147 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢𝑆)
146145ralrimiva 3143 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ∀𝑢𝑈 𝑢𝑆)
14760sseli 3940 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑢𝑈𝑢 ∈ (𝐴[,]𝐵))
148147adantl 482 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢 ∈ (𝐴[,]𝐵))
149132, 148sseldd 3945 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢 ∈ ℝ)
15066adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑆 ∈ ℝ)
151149, 150lenltd 11301 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝑢𝑆 ↔ ¬ 𝑆 < 𝑢))
152151ralbidva 3172 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∀𝑢𝑈 𝑢𝑆 ↔ ∀𝑢𝑈 ¬ 𝑆 < 𝑢))
153146, 152mpbid 231 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑢𝑈 ¬ 𝑆 < 𝑢)
154 ralnex 3075 . . . . . . . . . 10 (∀𝑢𝑈 ¬ 𝑆 < 𝑢 ↔ ¬ ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
155153, 154sylib 217 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ¬ ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
156155adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → ¬ ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
157131, 156condan 816 . . . . . . 7 (𝜑𝐵𝑆)
158 iccleub 13319 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝑆 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑆𝐵)
15976, 56, 65, 158syl3anc 1371 . . . . . . 7 (𝜑𝑆𝐵)
16056, 67, 157, 159xrletrid 13074 . . . . . 6 (𝜑𝐵 = 𝑆)
161160, 64eqeltrd 2838 . . . . 5 (𝜑𝐵𝑈)
162161, 58eleqtrdi 2848 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))})
163 oveq1 7364 . . . . . 6 (𝑧 = 𝐵 → (𝑧𝐴) = (𝐵𝐴))
164 breq2 5109 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝐵 → ((𝐷𝑗) ≤ 𝑧 ↔ (𝐷𝑗) ≤ 𝐵))
165 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝐵𝑧 = 𝐵)
166164, 165ifbieq2d 4512 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝐵 → if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧) = if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))
167166oveq2d 7373 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝐵 → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)) = ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))
168167fveq2d 6846 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝐵 → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))) = (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))
169168mpteq2dv 5207 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝐵 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))))
170169fveq2d 6846 . . . . . 6 (𝑧 = 𝐵 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))) = (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))))
171163, 170breq12d 5118 . . . . 5 (𝑧 = 𝐵 → ((𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))) ↔ (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))))))
172171elrab 3645 . . . 4 (𝐵 ∈ {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))} ↔ (𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))))))
173162, 172sylib 217 . . 3 (𝜑 → (𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))))))
174173simprd 496 . 2 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))))
1753, 55, 32, 174, 49letrd 11312 1 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 396  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943  wral 3064  wrex 3073  {crab 3407  Vcvv 3445  wss 3910  c0 4282  ifcif 4486   ciun 4954   class class class wbr 5105  cmpt 5188  dom cdm 5633  wf 6492  cfv 6496  (class class class)co 7357  supcsup 9376  cr 11050  0cc0 11051  +∞cpnf 11186  *cxr 11188   < clt 11189  cle 11190  cmin 11385  cn 12153  [,)cico 13266  [,]cicc 13267  volcvol 24827  Σ^csumge0 44593
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 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-inf2 9577  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129
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 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-of 7617  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-2o 8413  df-er 8648  df-map 8767  df-pm 8768  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fi 9347  df-sup 9378  df-inf 9379  df-oi 9446  df-dju 9837  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12916  df-xneg 13033  df-xadd 13034  df-xmul 13035  df-ioo 13268  df-ico 13270  df-icc 13271  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-fl 13697  df-seq 13907  df-exp 13968  df-hash 14231  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-clim 15370  df-rlim 15371  df-sum 15571  df-rest 17304  df-topgen 17325  df-psmet 20788  df-xmet 20789  df-met 20790  df-bl 20791  df-mopn 20792  df-top 22243  df-topon 22260  df-bases 22296  df-cmp 22738  df-ovol 24828  df-vol 24829  df-sumge0 44594
This theorem is referenced by:  hoidmv1le  44825
  Copyright terms: Public domain W3C validator