MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  i1fres Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem i1fres 24233
Description: The "restriction" of a simple function to a measurable subset is simple. (It's not actually a restriction because it is zero instead of undefined outside 𝐴.) (Contributed by Mario Carneiro, 29-Jun-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
i1fres.1 𝐺 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, (𝐹𝑥), 0))
Assertion
Ref Expression
i1fres ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → 𝐺 ∈ dom ∫1)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐹
Allowed substitution hint:   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem i1fres
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 i1ff 24204 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ dom ∫1𝐹:ℝ⟶ℝ)
21adantr 481 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
32ffnd 6508 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → 𝐹 Fn ℝ)
4 fnfvelrn 6840 . . . . . 6 ((𝐹 Fn ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝐹𝑥) ∈ ran 𝐹)
53, 4sylan 580 . . . . 5 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝐹𝑥) ∈ ran 𝐹)
6 i1f0rn 24210 . . . . . 6 (𝐹 ∈ dom ∫1 → 0 ∈ ran 𝐹)
76ad2antrr 722 . . . . 5 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 0 ∈ ran 𝐹)
85, 7ifcld 4508 . . . 4 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → if(𝑥𝐴, (𝐹𝑥), 0) ∈ ran 𝐹)
9 i1fres.1 . . . 4 𝐺 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, (𝐹𝑥), 0))
108, 9fmptd 6870 . . 3 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → 𝐺:ℝ⟶ran 𝐹)
112frnd 6514 . . 3 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → ran 𝐹 ⊆ ℝ)
1210, 11fssd 6521 . 2 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → 𝐺:ℝ⟶ℝ)
13 i1frn 24205 . . . 4 (𝐹 ∈ dom ∫1 → ran 𝐹 ∈ Fin)
1413adantr 481 . . 3 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → ran 𝐹 ∈ Fin)
1510frnd 6514 . . 3 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → ran 𝐺 ⊆ ran 𝐹)
1614, 15ssfid 8729 . 2 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → ran 𝐺 ∈ Fin)
17 eleq1w 2892 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥𝐴𝑧𝐴))
18 fveq2 6663 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑧 → (𝐹𝑥) = (𝐹𝑧))
1917, 18ifbieq1d 4486 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑧 → if(𝑥𝐴, (𝐹𝑥), 0) = if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0))
20 fvex 6676 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹𝑧) ∈ V
21 c0ex 10623 . . . . . . . . . . . . . 14 0 ∈ V
2220, 21ifex 4511 . . . . . . . . . . . . 13 if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) ∈ V
2319, 9, 22fvmpt 6761 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ ℝ → (𝐺𝑧) = if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0))
2423adantl 482 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝐺𝑧) = if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0))
2524eqeq1d 2820 . . . . . . . . . 10 ((((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐺𝑧) = 𝑦 ↔ if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) = 𝑦))
26 eldifsni 4714 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0}) → 𝑦 ≠ 0)
2726ad2antlr 723 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝑦 ≠ 0)
2827necomd 3068 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 0 ≠ 𝑦)
29 iffalse 4472 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑧𝐴 → if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) = 0)
3029neeq1d 3072 . . . . . . . . . . . . 13 𝑧𝐴 → (if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) ≠ 𝑦 ↔ 0 ≠ 𝑦))
3128, 30syl5ibrcom 248 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (¬ 𝑧𝐴 → if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) ≠ 𝑦))
3231necon4bd 3033 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) = 𝑦𝑧𝐴))
3332pm4.71rd 563 . . . . . . . . . 10 ((((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) = 𝑦 ↔ (𝑧𝐴 ∧ if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) = 𝑦)))
3425, 33bitrd 280 . . . . . . . . 9 ((((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐺𝑧) = 𝑦 ↔ (𝑧𝐴 ∧ if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) = 𝑦)))
35 iftrue 4469 . . . . . . . . . . 11 (𝑧𝐴 → if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) = (𝐹𝑧))
3635eqeq1d 2820 . . . . . . . . . 10 (𝑧𝐴 → (if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) = 𝑦 ↔ (𝐹𝑧) = 𝑦))
3736pm5.32i 575 . . . . . . . . 9 ((𝑧𝐴 ∧ if(𝑧𝐴, (𝐹𝑧), 0) = 𝑦) ↔ (𝑧𝐴 ∧ (𝐹𝑧) = 𝑦))
3834, 37syl6bb 288 . . . . . . . 8 ((((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝐺𝑧) = 𝑦 ↔ (𝑧𝐴 ∧ (𝐹𝑧) = 𝑦)))
3938pm5.32da 579 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → ((𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝐺𝑧) = 𝑦) ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝑧𝐴 ∧ (𝐹𝑧) = 𝑦))))
40 an12 641 . . . . . . 7 ((𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝑧𝐴 ∧ (𝐹𝑧) = 𝑦)) ↔ (𝑧𝐴 ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑧) = 𝑦)))
4139, 40syl6bb 288 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → ((𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝐺𝑧) = 𝑦) ↔ (𝑧𝐴 ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑧) = 𝑦))))
4210ffnd 6508 . . . . . . . 8 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → 𝐺 Fn ℝ)
4342adantr 481 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → 𝐺 Fn ℝ)
44 fniniseg 6822 . . . . . . 7 (𝐺 Fn ℝ → (𝑧 ∈ (𝐺 “ {𝑦}) ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝐺𝑧) = 𝑦)))
4543, 44syl 17 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (𝑧 ∈ (𝐺 “ {𝑦}) ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝐺𝑧) = 𝑦)))
463adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → 𝐹 Fn ℝ)
47 fniniseg 6822 . . . . . . . 8 (𝐹 Fn ℝ → (𝑧 ∈ (𝐹 “ {𝑦}) ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑧) = 𝑦)))
4846, 47syl 17 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (𝑧 ∈ (𝐹 “ {𝑦}) ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑧) = 𝑦)))
4948anbi2d 628 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → ((𝑧𝐴𝑧 ∈ (𝐹 “ {𝑦})) ↔ (𝑧𝐴 ∧ (𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝐹𝑧) = 𝑦))))
5041, 45, 493bitr4d 312 . . . . 5 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (𝑧 ∈ (𝐺 “ {𝑦}) ↔ (𝑧𝐴𝑧 ∈ (𝐹 “ {𝑦}))))
51 elin 4166 . . . . 5 (𝑧 ∈ (𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦})) ↔ (𝑧𝐴𝑧 ∈ (𝐹 “ {𝑦})))
5250, 51syl6bbr 290 . . . 4 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (𝑧 ∈ (𝐺 “ {𝑦}) ↔ 𝑧 ∈ (𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦}))))
5352eqrdv 2816 . . 3 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (𝐺 “ {𝑦}) = (𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦})))
54 simplr 765 . . . 4 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → 𝐴 ∈ dom vol)
55 i1fima 24206 . . . . 5 (𝐹 ∈ dom ∫1 → (𝐹 “ {𝑦}) ∈ dom vol)
5655ad2antrr 722 . . . 4 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (𝐹 “ {𝑦}) ∈ dom vol)
57 inmbl 24070 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (𝐹 “ {𝑦}) ∈ dom vol) → (𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦})) ∈ dom vol)
5854, 56, 57syl2anc 584 . . 3 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦})) ∈ dom vol)
5953, 58eqeltrd 2910 . 2 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (𝐺 “ {𝑦}) ∈ dom vol)
6053fveq2d 6667 . . . 4 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (vol‘(𝐺 “ {𝑦})) = (vol‘(𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦}))))
61 mblvol 24058 . . . . 5 ((𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦})) ∈ dom vol → (vol‘(𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦}))) = (vol*‘(𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦}))))
6258, 61syl 17 . . . 4 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (vol‘(𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦}))) = (vol*‘(𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦}))))
6360, 62eqtrd 2853 . . 3 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (vol‘(𝐺 “ {𝑦})) = (vol*‘(𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦}))))
64 inss2 4203 . . . 4 (𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦})) ⊆ (𝐹 “ {𝑦})
65 mblss 24059 . . . . 5 ((𝐹 “ {𝑦}) ∈ dom vol → (𝐹 “ {𝑦}) ⊆ ℝ)
6656, 65syl 17 . . . 4 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (𝐹 “ {𝑦}) ⊆ ℝ)
67 mblvol 24058 . . . . . 6 ((𝐹 “ {𝑦}) ∈ dom vol → (vol‘(𝐹 “ {𝑦})) = (vol*‘(𝐹 “ {𝑦})))
6856, 67syl 17 . . . . 5 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {𝑦})) = (vol*‘(𝐹 “ {𝑦})))
69 i1fima2sn 24208 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {𝑦})) ∈ ℝ)
7069adantlr 711 . . . . 5 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {𝑦})) ∈ ℝ)
7168, 70eqeltrrd 2911 . . . 4 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (vol*‘(𝐹 “ {𝑦})) ∈ ℝ)
72 ovolsscl 24014 . . . 4 (((𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦})) ⊆ (𝐹 “ {𝑦}) ∧ (𝐹 “ {𝑦}) ⊆ ℝ ∧ (vol*‘(𝐹 “ {𝑦})) ∈ ℝ) → (vol*‘(𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦}))) ∈ ℝ)
7364, 66, 71, 72mp3an2i 1457 . . 3 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (vol*‘(𝐴 ∩ (𝐹 “ {𝑦}))) ∈ ℝ)
7463, 73eqeltrd 2910 . 2 (((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐺 ∖ {0})) → (vol‘(𝐺 “ {𝑦})) ∈ ℝ)
7512, 16, 59, 74i1fd 24209 1 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝐴 ∈ dom vol) → 𝐺 ∈ dom ∫1)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 207  wa 396   = wceq 1528  wcel 2105  wne 3013  cdif 3930  cin 3932  wss 3933  ifcif 4463  {csn 4557  cmpt 5137  ccnv 5547  dom cdm 5548  ran crn 5549  cima 5551   Fn wfn 6343  wf 6344  cfv 6348  Fincfn 8497  cr 10524  0cc0 10525  vol*covol 23990  volcvol 23991  1citg1 24143
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1787  ax-4 1801  ax-5 1902  ax-6 1961  ax-7 2006  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2151  ax-12 2167  ax-ext 2790  ax-rep 5181  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7450  ax-inf2 9092  ax-cnex 10581  ax-resscn 10582  ax-1cn 10583  ax-icn 10584  ax-addcl 10585  ax-addrcl 10586  ax-mulcl 10587  ax-mulrcl 10588  ax-mulcom 10589  ax-addass 10590  ax-mulass 10591  ax-distr 10592  ax-i2m1 10593  ax-1ne0 10594  ax-1rid 10595  ax-rnegex 10596  ax-rrecex 10597  ax-cnre 10598  ax-pre-lttri 10599  ax-pre-lttrn 10600  ax-pre-ltadd 10601  ax-pre-mulgt0 10602  ax-pre-sup 10603
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 842  df-3or 1080  df-3an 1081  df-tru 1531  df-fal 1541  df-ex 1772  df-nf 1776  df-sb 2061  df-mo 2615  df-eu 2647  df-clab 2797  df-cleq 2811  df-clel 2890  df-nfc 2960  df-ne 3014  df-nel 3121  df-ral 3140  df-rex 3141  df-reu 3142  df-rmo 3143  df-rab 3144  df-v 3494  df-sbc 3770  df-csb 3881  df-dif 3936  df-un 3938  df-in 3940  df-ss 3949  df-pss 3951  df-nul 4289  df-if 4464  df-pw 4537  df-sn 4558  df-pr 4560  df-tp 4562  df-op 4564  df-uni 4831  df-int 4868  df-iun 4912  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-se 5508  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-isom 6357  df-riota 7103  df-ov 7148  df-oprab 7149  df-mpo 7150  df-of 7398  df-om 7570  df-1st 7678  df-2nd 7679  df-wrecs 7936  df-recs 7997  df-rdg 8035  df-1o 8091  df-2o 8092  df-oadd 8095  df-er 8278  df-map 8397  df-pm 8398  df-en 8498  df-dom 8499  df-sdom 8500  df-fin 8501  df-fi 8863  df-sup 8894  df-inf 8895  df-oi 8962  df-dju 9318  df-card 9356  df-pnf 10665  df-mnf 10666  df-xr 10667  df-ltxr 10668  df-le 10669  df-sub 10860  df-neg 10861  df-div 11286  df-nn 11627  df-2 11688  df-3 11689  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-q 12337  df-rp 12378  df-xneg 12495  df-xadd 12496  df-xmul 12497  df-ioo 12730  df-ico 12732  df-icc 12733  df-fz 12881  df-fzo 13022  df-fl 13150  df-seq 13358  df-exp 13418  df-hash 13679  df-cj 14446  df-re 14447  df-im 14448  df-sqrt 14582  df-abs 14583  df-clim 14833  df-sum 15031  df-rest 16684  df-topgen 16705  df-psmet 20465  df-xmet 20466  df-met 20467  df-bl 20468  df-mopn 20469  df-top 21430  df-topon 21447  df-bases 21482  df-cmp 21923  df-ovol 23992  df-vol 23993  df-mbf 24147  df-itg1 24148
This theorem is referenced by:  i1fpos  24234  itg1climres  24242  itg2uba  24271  itg2splitlem  24276  itg2monolem1  24278  ftc1anclem5  34852  ftc1anclem7  34854
  Copyright terms: Public domain W3C validator