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 46608
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 11691 . 2 (𝜑 → (𝐵𝐴) ∈ ℝ)
4 nnex 12272 . . . . . . 7 ℕ ∈ V
54a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ℕ ∈ V)
6 icossicc 13476 . . . . . . . 8 (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)
7 0xr 11308 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ*
87a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → 0 ∈ ℝ*)
9 pnfxr 11315 . . . . . . . . . 10 +∞ ∈ ℝ*
109a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → +∞ ∈ ℝ*)
11 hoidmv1lelem3.c . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐶:ℕ⟶ℝ)
1211ffvelcdmda 7104 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐶𝑗) ∈ ℝ)
13 hoidmv1lelem3.d . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐷:ℕ⟶ℝ)
1413ffvelcdmda 7104 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐷𝑗) ∈ ℝ)
151adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℝ)
1614, 15ifcld 4572 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ∈ ℝ)
17 volicore 46596 . . . . . . . . . . 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 11311 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ ℝ*)
2016rexrd 11311 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ∈ ℝ*)
21 icombl 25599 . . . . . . . . . . 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 45976 . . . . . . . . . 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 13163 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) < +∞)
268, 10, 19, 24, 25elicod 13437 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ (0[,)+∞))
276, 26sselid 3981 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ (0[,]+∞))
28 eqid 2737 . . . . . . 7 (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))
2927, 28fmptd 7134 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))):ℕ⟶(0[,]+∞))
305, 29sge0xrcl 46400 . . . . 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 11311 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))) ∈ ℝ*)
34 nfv 1914 . . . . . . 7 𝑗𝜑
35 volf 25564 . . . . . . . . 9 vol:dom vol⟶(0[,]+∞)
3635a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → vol:dom vol⟶(0[,]+∞))
3714rexrd 11311 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐷𝑗) ∈ ℝ*)
38 icombl 25599 . . . . . . . . 9 (((𝐶𝑗) ∈ ℝ ∧ (𝐷𝑗) ∈ ℝ*) → ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ∈ dom vol)
3912, 37, 38syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ∈ dom vol)
4036, 39ffvelcdmd 7105 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) ∈ (0[,]+∞))
4112rexrd 11311 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐶𝑗) ∈ ℝ*)
4212leidd 11829 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐶𝑗) ≤ (𝐶𝑗))
43 min1 13231 . . . . . . . . . 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 13457 . . . . . . . . 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 839 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ⊆ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
47 volss 25568 . . . . . . . 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 1373 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ≤ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
4934, 5, 27, 40, 48sge0lempt 46425 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))))
5032ltpnfd 13163 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))) < +∞)
5130, 33, 31, 49, 50xrlelttrd 13202 . . . . 5 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) < +∞)
5230, 31, 51xrltned 45368 . . . 4 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ≠ +∞)
5352neneqd 2945 . . 3 (𝜑 → ¬ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) = +∞)
545, 29sge0repnf 46401 . . 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 257 . 2 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ∈ ℝ)
561rexrd 11311 . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
572, 1iccssred 13474 . . . . . . . . 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 4080 . . . . . . . . . . 11 {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))} ⊆ (𝐴[,]𝐵)
6058, 59eqsstri 4030 . . . . . . . . . 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 46606 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑆𝑈𝐴𝑈 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥))
6463simp1d 1143 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑆𝑈)
6560, 64sselid 3981 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑆 ∈ (𝐴[,]𝐵))
6657, 65sseldd 3984 . . . . . . . 8 (𝜑𝑆 ∈ ℝ)
6766rexrd 11311 . . . . . . 7 (𝜑𝑆 ∈ ℝ*)
68 simpl 482 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝜑)
69 simpr 484 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → ¬ 𝐵𝑆)
7068, 66syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝑆 ∈ ℝ)
7168, 1syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝐵 ∈ ℝ)
7270, 71ltnled 11408 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → (𝑆 < 𝐵 ↔ ¬ 𝐵𝑆))
7369, 72mpbird 257 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝑆 < 𝐵)
74 hoidmv1lelem3.x . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐴[,)𝐵) ⊆ 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
7574adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (𝐴[,)𝐵) ⊆ 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
762rexrd 11311 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
7776adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ*)
7856adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
7967adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 ∈ ℝ*)
8060, 57sstrid 3995 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑈 ⊆ ℝ)
8164ne0d 4342 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑈 ≠ ∅)
8263simp3d 1145 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥)
8363simp2d 1144 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐴𝑈)
84 suprub 12229 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥) ∧ 𝐴𝑈) → 𝐴 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
8580, 81, 82, 83, 84syl31anc 1375 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐴 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
8685, 62breqtrrdi 5185 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐴𝑆)
8786adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐴𝑆)
88 simpr 484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 < 𝐵)
8977, 78, 79, 87, 88elicod 13437 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 ∈ (𝐴[,)𝐵))
9075, 89sseldd 3984 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
91 eliun 4995 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ↔ ∃𝑗 ∈ ℕ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
9290, 91sylib 218 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → ∃𝑗 ∈ ℕ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
932adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
94933ad2ant1 1134 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐴 ∈ ℝ)
951adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
96953ad2ant1 1134 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐵 ∈ ℝ)
9711adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐶:ℕ⟶ℝ)
98973ad2ant1 1134 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐶:ℕ⟶ℝ)
9913adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐷:ℕ⟶ℝ)
100993ad2ant1 1134 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐷:ℕ⟶ℝ)
101 fveq2 6906 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑖 = 𝑗 → (𝐶𝑖) = (𝐶𝑗))
102 fveq2 6906 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑖 = 𝑗 → (𝐷𝑖) = (𝐷𝑗))
103101, 102oveq12d 7449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑖 = 𝑗 → ((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖)) = ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
104103fveq2d 6910 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑖 = 𝑗 → (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))) = (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
105104cbvmptv 5255 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
106105fveq2i 6909 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) = (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))))
107106, 32eqeltrid 2845 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) ∈ ℝ)
108107adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) ∈ ℝ)
1091083ad2ant1 1134 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) ∈ ℝ)
110102breq1d 5153 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑖 = 𝑗 → ((𝐷𝑖) ≤ 𝑧 ↔ (𝐷𝑗) ≤ 𝑧))
111110, 102ifbieq1d 4550 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑖 = 𝑗 → if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧) = if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))
112101, 111oveq12d 7449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑖 = 𝑗 → ((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)) = ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))
113112fveq2d 6910 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑖 = 𝑗 → (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧))) = (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))
114113cbvmptv 5255 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))
115114eqcomi 2746 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))) = (𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧))))
116115fveq2i 6909 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))) = (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))))
117116breq2i 5151 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))) ↔ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧))))))
118117rabbii 3442 . . . . . . . . . . . . . 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 2765 . . . . . . . . . . . . 13 𝑈 = {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))))}
12064adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆𝑈)
1211203ad2ant1 1134 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑆𝑈)
122873ad2ant1 1134 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐴𝑆)
123883ad2ant1 1134 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑆 < 𝐵)
124 simp2 1138 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑗 ∈ ℕ)
125 simp3 1139 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
126 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . 13 if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) = if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)
12794, 96, 98, 100, 109, 119, 121, 122, 123, 124, 125, 126hoidmv1lelem2 46607 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
1281273exp 1120 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (𝑗 ∈ ℕ → (𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)))
129128rexlimdv 3153 . . . . . . . . . 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 480 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
13360, 132sstrid 3995 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑈 ⊆ ℝ)
13481adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑈 ≠ ∅)
1352, 1jca 511 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
136135adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
13760a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑈 ⊆ (𝐴[,]𝐵))
13864adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑆𝑈)
139 iccsupr 13482 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑈 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥))
140136, 137, 138, 139syl3anc 1373 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥))
141140simp3d 1145 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥)
142 simpr 484 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢𝑈)
143 suprub 12229 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥) ∧ 𝑢𝑈) → 𝑢 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
144133, 134, 141, 142, 143syl31anc 1375 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
145144, 62breqtrrdi 5185 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢𝑆)
146145ralrimiva 3146 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ∀𝑢𝑈 𝑢𝑆)
14760sseli 3979 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑢𝑈𝑢 ∈ (𝐴[,]𝐵))
148147adantl 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢 ∈ (𝐴[,]𝐵))
149132, 148sseldd 3984 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢 ∈ ℝ)
15066adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑆 ∈ ℝ)
151149, 150lenltd 11407 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝑢𝑆 ↔ ¬ 𝑆 < 𝑢))
152151ralbidva 3176 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∀𝑢𝑈 𝑢𝑆 ↔ ∀𝑢𝑈 ¬ 𝑆 < 𝑢))
153146, 152mpbid 232 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑢𝑈 ¬ 𝑆 < 𝑢)
154 ralnex 3072 . . . . . . . . . 10 (∀𝑢𝑈 ¬ 𝑆 < 𝑢 ↔ ¬ ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
155153, 154sylib 218 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ¬ ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
156155adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → ¬ ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
157131, 156condan 818 . . . . . . 7 (𝜑𝐵𝑆)
158 iccleub 13442 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝑆 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑆𝐵)
15976, 56, 65, 158syl3anc 1373 . . . . . . 7 (𝜑𝑆𝐵)
16056, 67, 157, 159xrletrid 13197 . . . . . 6 (𝜑𝐵 = 𝑆)
161160, 64eqeltrd 2841 . . . . 5 (𝜑𝐵𝑈)
162161, 58eleqtrdi 2851 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))})
163 oveq1 7438 . . . . . 6 (𝑧 = 𝐵 → (𝑧𝐴) = (𝐵𝐴))
164 breq2 5147 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝐵 → ((𝐷𝑗) ≤ 𝑧 ↔ (𝐷𝑗) ≤ 𝐵))
165 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝐵𝑧 = 𝐵)
166164, 165ifbieq2d 4552 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝐵 → if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧) = if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))
167166oveq2d 7447 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝐵 → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)) = ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))
168167fveq2d 6910 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝐵 → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))) = (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))
169168mpteq2dv 5244 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝐵 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))))
170169fveq2d 6910 . . . . . 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 5156 . . . . 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 3692 . . . 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 218 . . 3 (𝜑 → (𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))))))
174173simprd 495 . 2 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))))
1753, 55, 32, 174, 49letrd 11418 1 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 395  w3a 1087   = wceq 1540  wcel 2108  wne 2940  wral 3061  wrex 3070  {crab 3436  Vcvv 3480  wss 3951  c0 4333  ifcif 4525   ciun 4991   class class class wbr 5143  cmpt 5225  dom cdm 5685  wf 6557  cfv 6561  (class class class)co 7431  supcsup 9480  cr 11154  0cc0 11155  +∞cpnf 11292  *cxr 11294   < clt 11295  cle 11296  cmin 11492  cn 12266  [,)cico 13389  [,]cicc 13390  volcvol 25498  Σ^csumge0 46377
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-inf2 9681  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-pre-sup 11233
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-2o 8507  df-er 8745  df-map 8868  df-pm 8869  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-fi 9451  df-sup 9482  df-inf 9483  df-oi 9550  df-dju 9941  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-div 11921  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-n0 12527  df-z 12614  df-uz 12879  df-q 12991  df-rp 13035  df-xneg 13154  df-xadd 13155  df-xmul 13156  df-ioo 13391  df-ico 13393  df-icc 13394  df-fz 13548  df-fzo 13695  df-fl 13832  df-seq 14043  df-exp 14103  df-hash 14370  df-cj 15138  df-re 15139  df-im 15140  df-sqrt 15274  df-abs 15275  df-clim 15524  df-rlim 15525  df-sum 15723  df-rest 17467  df-topgen 17488  df-psmet 21356  df-xmet 21357  df-met 21358  df-bl 21359  df-mopn 21360  df-top 22900  df-topon 22917  df-bases 22953  df-cmp 23395  df-ovol 25499  df-vol 25500  df-sumge0 46378
This theorem is referenced by:  hoidmv1le  46609
  Copyright terms: Public domain W3C validator