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

Theorem ioorcl 25450
Description: The function 𝐹 does not always return real numbers, but it does on intervals of finite volume. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Mar-2015.) (Revised by AV, 13-Sep-2020.)
Hypothesis
Ref Expression
ioorf.1 𝐹 = (π‘₯ ∈ ran (,) ↦ if(π‘₯ = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(π‘₯, ℝ*, < ), sup(π‘₯, ℝ*, < )⟩))
Assertion
Ref Expression
ioorcl ((𝐴 ∈ ran (,) ∧ (vol*β€˜π΄) ∈ ℝ) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)))
Distinct variable group:   π‘₯,𝐴
Allowed substitution hint:   𝐹(π‘₯)

Proof of Theorem ioorcl
Dummy variables π‘Ž 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ioorf.1 . . . . . 6 𝐹 = (π‘₯ ∈ ran (,) ↦ if(π‘₯ = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(π‘₯, ℝ*, < ), sup(π‘₯, ℝ*, < )⟩))
21ioorf 25446 . . . . 5 𝐹:ran (,)⟢( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*))
32ffvelcdmi 7076 . . . 4 (𝐴 ∈ ran (,) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*)))
43adantr 480 . . 3 ((𝐴 ∈ ran (,) ∧ (vol*β€˜π΄) ∈ ℝ) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*)))
54elin1d 4191 . 2 ((𝐴 ∈ ran (,) ∧ (vol*β€˜π΄) ∈ ℝ) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ ≀ )
61ioorval 25447 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ran (,) β†’ (πΉβ€˜π΄) = if(𝐴 = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(𝐴, ℝ*, < ), sup(𝐴, ℝ*, < )⟩))
76adantr 480 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ran (,) ∧ (vol*β€˜π΄) ∈ ℝ) β†’ (πΉβ€˜π΄) = if(𝐴 = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(𝐴, ℝ*, < ), sup(𝐴, ℝ*, < )⟩))
8 iftrue 4527 . . . . 5 (𝐴 = βˆ… β†’ if(𝐴 = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(𝐴, ℝ*, < ), sup(𝐴, ℝ*, < )⟩) = ⟨0, 0⟩)
97, 8sylan9eq 2784 . . . 4 (((𝐴 ∈ ran (,) ∧ (vol*β€˜π΄) ∈ ℝ) ∧ 𝐴 = βˆ…) β†’ (πΉβ€˜π΄) = ⟨0, 0⟩)
10 0re 11215 . . . . 5 0 ∈ ℝ
11 opelxpi 5704 . . . . 5 ((0 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) β†’ ⟨0, 0⟩ ∈ (ℝ Γ— ℝ))
1210, 10, 11mp2an 689 . . . 4 ⟨0, 0⟩ ∈ (ℝ Γ— ℝ)
139, 12eqeltrdi 2833 . . 3 (((𝐴 ∈ ran (,) ∧ (vol*β€˜π΄) ∈ ℝ) ∧ 𝐴 = βˆ…) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ (ℝ Γ— ℝ))
14 ioof 13425 . . . . . 6 (,):(ℝ* Γ— ℝ*)βŸΆπ’« ℝ
15 ffn 6708 . . . . . 6 ((,):(ℝ* Γ— ℝ*)βŸΆπ’« ℝ β†’ (,) Fn (ℝ* Γ— ℝ*))
16 ovelrn 7577 . . . . . 6 ((,) Fn (ℝ* Γ— ℝ*) β†’ (𝐴 ∈ ran (,) ↔ βˆƒπ‘Ž ∈ ℝ* βˆƒπ‘ ∈ ℝ* 𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏)))
1714, 15, 16mp2b 10 . . . . 5 (𝐴 ∈ ran (,) ↔ βˆƒπ‘Ž ∈ ℝ* βˆƒπ‘ ∈ ℝ* 𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏))
181ioorinv2 25448 . . . . . . . . . 10 ((π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ… β†’ (πΉβ€˜(π‘Ž(,)𝑏)) = βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ©)
1918adantl 481 . . . . . . . . 9 (((vol*β€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ ℝ ∧ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…) β†’ (πΉβ€˜(π‘Ž(,)𝑏)) = βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ©)
20 ioorcl2 25445 . . . . . . . . . . 11 (((π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ… ∧ (vol*β€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ ℝ) β†’ (π‘Ž ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ))
2120ancoms 458 . . . . . . . . . 10 (((vol*β€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ ℝ ∧ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…) β†’ (π‘Ž ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ))
22 opelxpi 5704 . . . . . . . . . 10 ((π‘Ž ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ) β†’ βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ© ∈ (ℝ Γ— ℝ))
2321, 22syl 17 . . . . . . . . 9 (((vol*β€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ ℝ ∧ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…) β†’ βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ© ∈ (ℝ Γ— ℝ))
2419, 23eqeltrd 2825 . . . . . . . 8 (((vol*β€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ ℝ ∧ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…) β†’ (πΉβ€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ (ℝ Γ— ℝ))
25 fveq2 6882 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ (vol*β€˜π΄) = (vol*β€˜(π‘Ž(,)𝑏)))
2625eleq1d 2810 . . . . . . . . . 10 (𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ ((vol*β€˜π΄) ∈ ℝ ↔ (vol*β€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ ℝ))
27 neeq1 2995 . . . . . . . . . 10 (𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ (𝐴 β‰  βˆ… ↔ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…))
2826, 27anbi12d 630 . . . . . . . . 9 (𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ (((vol*β€˜π΄) ∈ ℝ ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) ↔ ((vol*β€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ ℝ ∧ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…)))
29 fveq2 6882 . . . . . . . . . 10 (𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ (πΉβ€˜π΄) = (πΉβ€˜(π‘Ž(,)𝑏)))
3029eleq1d 2810 . . . . . . . . 9 (𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ ((πΉβ€˜π΄) ∈ (ℝ Γ— ℝ) ↔ (πΉβ€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ (ℝ Γ— ℝ)))
3128, 30imbi12d 344 . . . . . . . 8 (𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ ((((vol*β€˜π΄) ∈ ℝ ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ (ℝ Γ— ℝ)) ↔ (((vol*β€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ ℝ ∧ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…) β†’ (πΉβ€˜(π‘Ž(,)𝑏)) ∈ (ℝ Γ— ℝ))))
3224, 31mpbiri 258 . . . . . . 7 (𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ (((vol*β€˜π΄) ∈ ℝ ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ (ℝ Γ— ℝ)))
3332a1i 11 . . . . . 6 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ (𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ (((vol*β€˜π΄) ∈ ℝ ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ (ℝ Γ— ℝ))))
3433rexlimivv 3191 . . . . 5 (βˆƒπ‘Ž ∈ ℝ* βˆƒπ‘ ∈ ℝ* 𝐴 = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ (((vol*β€˜π΄) ∈ ℝ ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ (ℝ Γ— ℝ)))
3517, 34sylbi 216 . . . 4 (𝐴 ∈ ran (,) β†’ (((vol*β€˜π΄) ∈ ℝ ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ (ℝ Γ— ℝ)))
3635impl 455 . . 3 (((𝐴 ∈ ran (,) ∧ (vol*β€˜π΄) ∈ ℝ) ∧ 𝐴 β‰  βˆ…) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ (ℝ Γ— ℝ))
3713, 36pm2.61dane 3021 . 2 ((𝐴 ∈ ran (,) ∧ (vol*β€˜π΄) ∈ ℝ) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ (ℝ Γ— ℝ))
385, 37elind 4187 1 ((𝐴 ∈ ran (,) ∧ (vol*β€˜π΄) ∈ ℝ) β†’ (πΉβ€˜π΄) ∈ ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2932  βˆƒwrex 3062   ∩ cin 3940  βˆ…c0 4315  ifcif 4521  π’« cpw 4595  βŸ¨cop 4627   ↦ cmpt 5222   Γ— cxp 5665  ran crn 5668   Fn wfn 6529  βŸΆwf 6530  β€˜cfv 6534  (class class class)co 7402  supcsup 9432  infcinf 9433  β„cr 11106  0cc0 11107  β„*cxr 11246   < clt 11247   ≀ cle 11248  (,)cioo 13325  vol*covol 25335
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-rep 5276  ax-sep 5290  ax-nul 5297  ax-pow 5354  ax-pr 5418  ax-un 7719  ax-inf2 9633  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-pre-sup 11185
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3771  df-csb 3887  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-pss 3960  df-nul 4316  df-if 4522  df-pw 4597  df-sn 4622  df-pr 4624  df-op 4628  df-uni 4901  df-int 4942  df-iun 4990  df-br 5140  df-opab 5202  df-mpt 5223  df-tr 5257  df-id 5565  df-eprel 5571  df-po 5579  df-so 5580  df-fr 5622  df-se 5623  df-we 5624  df-xp 5673  df-rel 5674  df-cnv 5675  df-co 5676  df-dm 5677  df-rn 5678  df-res 5679  df-ima 5680  df-pred 6291  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6486  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-isom 6543  df-riota 7358  df-ov 7405  df-oprab 7406  df-mpo 7407  df-of 7664  df-om 7850  df-1st 7969  df-2nd 7970  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8700  df-map 8819  df-pm 8820  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-fin 8940  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9502  df-dju 9893  df-card 9931  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-q 12932  df-rp 12976  df-xneg 13093  df-xadd 13094  df-xmul 13095  df-ioo 13329  df-ico 13331  df-icc 13332  df-fz 13486  df-fzo 13629  df-fl 13758  df-seq 13968  df-exp 14029  df-hash 14292  df-cj 15048  df-re 15049  df-im 15050  df-sqrt 15184  df-abs 15185  df-clim 15434  df-rlim 15435  df-sum 15635  df-rest 17373  df-topgen 17394  df-psmet 21226  df-xmet 21227  df-met 21228  df-bl 21229  df-mopn 21230  df-top 22740  df-topon 22757  df-bases 22793  df-cmp 23235  df-ovol 25337  df-vol 25338
This theorem is referenced by:  uniioombllem2  25456
  Copyright terms: Public domain W3C validator