Theorem ismbf3d 24818

Description: Simplified form of ismbfd 24803. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jun-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
ismbf3d.1	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ)
ismbf3d.2	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol)

Assertion

Ref	Expression
ismbf3d	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ MblFn)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐹   𝜑,𝑥

Allowed substitution hint:   𝐴(𝑥)

Proof of Theorem ismbf3d

Dummy variables 𝑣 𝑢 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ismbf3d.1	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ)
2		fimacnv 6622	. . . 4 ⊢ (𝐹:𝐴⟶ℝ → (◡𝐹 “ ℝ) = 𝐴)
3	1, 2	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ℝ) = 𝐴)
4		imaiun 7118	. . . . 5 ⊢ (◡𝐹 “ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞)) = ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞))
5		ioossre 13140	. . . . . . . . 9 ⊢ (-𝑦(,)+∞) ⊆ ℝ
6	5	rgenw 3076	. . . . . . . 8 ⊢ ∀𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) ⊆ ℝ
7		iunss 4975	. . . . . . . 8 ⊢ (∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) ⊆ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) ⊆ ℝ)
8	6, 7	mpbir 230	. . . . . . 7 ⊢ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) ⊆ ℝ
9		renegcl 11284	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 ∈ ℝ → -𝑧 ∈ ℝ)
10		arch 12230	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (-𝑧 ∈ ℝ → ∃𝑦 ∈ ℕ -𝑧 < 𝑦)
11	9, 10	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ ℝ → ∃𝑦 ∈ ℕ -𝑧 < 𝑦)
12		simpl 483	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑧 ∈ ℝ)
13	12	biantrurd 533	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (-𝑦 < 𝑧 ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ -𝑦 < 𝑧)))
14		nnre 11980	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ)
15		ltnegcon1 11476	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (-𝑧 < 𝑦 ↔ -𝑦 < 𝑧))
16	14, 15	sylan2 593	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (-𝑧 < 𝑦 ↔ -𝑦 < 𝑧))
17	14	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑦 ∈ ℝ)
18	17	renegcld 11402	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → -𝑦 ∈ ℝ)
19	18	rexrd 11025	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → -𝑦 ∈ ℝ*)
20		elioopnf 13175	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (-𝑦 ∈ ℝ* → (𝑧 ∈ (-𝑦(,)+∞) ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ -𝑦 < 𝑧)))
21	19, 20	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 ∈ (-𝑦(,)+∞) ↔ (𝑧 ∈ ℝ ∧ -𝑦 < 𝑧)))
22	13, 16, 21	3bitr4d 311	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (-𝑧 < 𝑦 ↔ 𝑧 ∈ (-𝑦(,)+∞)))
23	22	rexbidva 3225	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ ℝ → (∃𝑦 ∈ ℕ -𝑧 < 𝑦 ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑧 ∈ (-𝑦(,)+∞)))
24	11, 23	mpbid 231	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ ℝ → ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑧 ∈ (-𝑦(,)+∞))
25		eliun 4928	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑧 ∈ (-𝑦(,)+∞))
26	24, 25	sylibr 233	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 ∈ ℝ → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞))
27	26	ssriv 3925	. . . . . . 7 ⊢ ℝ ⊆ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞)
28	8, 27	eqssi 3937	. . . . . 6 ⊢ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) = ℝ
29	28	imaeq2i 5967	. . . . 5 ⊢ (◡𝐹 “ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞)) = (◡𝐹 “ ℝ)
30	4, 29	eqtr3i 2768	. . . 4 ⊢ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) = (◡𝐹 “ ℝ)
31		ismbf3d.2	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol)
32	31	ralrimiva 3103	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol)
33	14	renegcld 11402	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → -𝑦 ∈ ℝ)
34		oveq1 7282	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = -𝑦 → (𝑥(,)+∞) = (-𝑦(,)+∞))
35	34	imaeq2d 5969	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = -𝑦 → (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) = (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)))
36	35	eleq1d 2823	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = -𝑦 → ((◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol ↔ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) ∈ dom vol))
37	36	rspccva 3560	. . . . . . 7 ⊢ ((∀𝑥 ∈ ℝ (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol ∧ -𝑦 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) ∈ dom vol)
38	32, 33, 37	syl2an 596	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) ∈ dom vol)
39	38	ralrimiva 3103	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) ∈ dom vol)
40		iunmbl 24717	. . . . 5 ⊢ (∀𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) ∈ dom vol → ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) ∈ dom vol)
41	39, 40	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) ∈ dom vol)
42	30, 41	eqeltrrid 2844	. . 3 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ℝ) ∈ dom vol)
43	3, 42	eqeltrrd 2840	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ dom vol)
44		imaiun 7118	. . . . . . 7 ⊢ (◡𝐹 “ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))))
45		eliun 4928	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))))
46		3simpb 1148	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ -∞ < 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦))) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦))))
47		simplr 766	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → 𝑧 ∈ ℝ)
48		nnrp 12741	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ+)
49	48	ad2antrl 725	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
50	49	rpreccld 12782	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → (1 / 𝑦) ∈ ℝ+)
51	47, 50	ltsubrpd 12804	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) < 𝑧)
52		simprr 770	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → 𝑥 ∈ ℝ)
53		simpr 485	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝑧 ∈ ℝ)
54		nnrecre 12015	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (1 / 𝑦) ∈ ℝ)
55		resubcl 11285	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ (1 / 𝑦) ∈ ℝ) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ)
56	53, 54, 55	syl2an 596	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ)
57	56	adantrr 714	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ)
58		lelttr 11065	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) < 𝑧) → 𝑥 < 𝑧))
59	52, 57, 47, 58	syl3anc 1370	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → ((𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) < 𝑧) → 𝑥 < 𝑧))
60	51, 59	mpan2d 691	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → (𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)) → 𝑥 < 𝑧))
61	60	anassrs 468	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)) → 𝑥 < 𝑧))
62	61	imdistanda 572	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦))) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)))
63	46, 62	syl5 34	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((𝑥 ∈ ℝ ∧ -∞ < 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦))) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)))
64		mnfxr 11032	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ -∞ ∈ ℝ*
65		elioc2 13142	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ* ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ -∞ < 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)))))
66	64, 56, 65	sylancr 587	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ -∞ < 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)))))
67		rexr 11021	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑧 ∈ ℝ → 𝑧 ∈ ℝ*)
68	67	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝑧 ∈ ℝ*)
69		elioomnf 13176	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑧 ∈ ℝ* → (𝑥 ∈ (-∞(,)𝑧) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)))
70	68, 69	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ (-∞(,)𝑧) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)))
71	70	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑥 ∈ (-∞(,)𝑧) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)))
72	63, 66, 71	3imtr4d 294	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) → 𝑥 ∈ (-∞(,)𝑧)))
73	72	rexlimdva 3213	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) → 𝑥 ∈ (-∞(,)𝑧)))
74	73, 70	sylibd 238	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)))
75		simprl 768	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) → 𝑥 ∈ ℝ)
76	75	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → 𝑥 ∈ ℝ)
77	76	mnfltd 12860	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → -∞ < 𝑥)
78	56	ad2ant2r 744	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ)
79	54	ad2antrl 725	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → (1 / 𝑦) ∈ ℝ)
80		simplr 766	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) → 𝑧 ∈ ℝ)
81	80	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → 𝑧 ∈ ℝ)
82		simprr 770	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))
83	79, 81, 76, 82	ltsub13d 11581	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → 𝑥 < (𝑧 − (1 / 𝑦)))
84	76, 78, 83	ltled 11123	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)))
85	66	ad2ant2r 744	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → (𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ -∞ < 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)))))
86	76, 77, 84, 85	mpbir3and 1341	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → 𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))))
87	80, 75	resubcld 11403	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) → (𝑧 − 𝑥) ∈ ℝ)
88		simprr 770	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) → 𝑥 < 𝑧)
89	75, 80	posdifd 11562	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) → (𝑥 < 𝑧 ↔ 0 < (𝑧 − 𝑥)))
90	88, 89	mpbid 231	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) → 0 < (𝑧 − 𝑥))
91		nnrecl 12231	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑧 − 𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑧 − 𝑥)) → ∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))
92	87, 90, 91	syl2anc 584	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) → ∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))
93	86, 92	reximddv 3204	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) → ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))))
94	93	ex 413	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧) → ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))))
95	74, 94	impbid 211	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)))
96	95, 70	bitr4d 281	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (∃𝑦 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ↔ 𝑥 ∈ (-∞(,)𝑧)))
97	45, 96	bitrid 282	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ↔ 𝑥 ∈ (-∞(,)𝑧)))
98	97	eqrdv 2736	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) = (-∞(,)𝑧))
99	98	imaeq2d 5969	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)))
100	44, 99	eqtr3id 2792	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)))
101	1	ad2antrr 723	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝐹:𝐴⟶ℝ)
102		ffun 6603	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐹:𝐴⟶ℝ → Fun 𝐹)
103		funcnvcnv 6501	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (Fun 𝐹 → Fun ◡◡𝐹)
104		imadif 6518	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (Fun ◡◡𝐹 → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))) = ((◡𝐹 “ ℝ) ∖ (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))))
105	101, 102, 103, 104	4syl 19	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))) = ((◡𝐹 “ ℝ) ∖ (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))))
106	64	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → -∞ ∈ ℝ*)
107	56	rexrd 11025	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ*)
108		pnfxr 11029	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
109	108	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → +∞ ∈ ℝ*)
110	56	mnfltd 12860	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → -∞ < (𝑧 − (1 / 𝑦)))
111	56	ltpnfd 12857	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) < +∞)
112		df-ioc 13084	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (,] = (𝑢 ∈ ℝ*, 𝑣 ∈ ℝ* ↦ {𝑤 ∈ ℝ* ∣ (𝑢 < 𝑤 ∧ 𝑤 ≤ 𝑣)})
113		df-ioo 13083	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (,) = (𝑢 ∈ ℝ*, 𝑣 ∈ ℝ* ↦ {𝑤 ∈ ℝ* ∣ (𝑢 < 𝑤 ∧ 𝑤 < 𝑣)})
114		xrltnle 11042	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ ℝ*) → ((𝑧 − (1 / 𝑦)) < 𝑥 ↔ ¬ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦))))
115		xrlelttr 12890	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → ((𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) < +∞) → 𝑥 < +∞))
116		xrlttr 12874	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ* ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ ℝ*) → ((-∞ < (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) < 𝑥) → -∞ < 𝑥))
117	112, 113, 114, 113, 115, 116	ixxun 13095	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((-∞ ∈ ℝ* ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) ∧ (-∞ < (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) < +∞)) → ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∪ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = (-∞(,)+∞))
118	106, 107, 109, 110, 111, 117	syl32anc 1377	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∪ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = (-∞(,)+∞))
119		uncom 4087	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∪ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = (((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∪ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))))
120		ioomax 13154	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (-∞(,)+∞) = ℝ
121	118, 119, 120	3eqtr3g 2801	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∪ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ℝ)
122		ioossre 13140	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ⊆ ℝ
123		incom 4135	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∩ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∩ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))
124	112, 113, 114	ixxdisj 13094	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ* ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∩ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = ∅)
125	64, 108, 124	mp3an13 1451	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ* → ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∩ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = ∅)
126	107, 125	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∩ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = ∅)
127	123, 126	eqtrid 2790	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∩ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ∅)
128		uneqdifeq 4423	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ⊆ ℝ ∧ (((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∩ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ∅) → ((((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∪ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ℝ ↔ (ℝ ∖ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))))
129	122, 127, 128	sylancr 587	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∪ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ℝ ↔ (ℝ ∖ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))))
130	121, 129	mpbid 231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (ℝ ∖ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))))
131	130	imaeq2d 5969	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))) = (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))))
132	105, 131	eqtr3d 2780	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((◡𝐹 “ ℝ) ∖ (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))) = (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))))
133	42	ad2antrr 723	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ ℝ) ∈ dom vol)
134		oveq1 7282	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = (𝑧 − (1 / 𝑦)) → (𝑥(,)+∞) = ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))
135	134	imaeq2d 5969	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = (𝑧 − (1 / 𝑦)) → (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) = (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)))
136	135	eleq1d 2823	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = (𝑧 − (1 / 𝑦)) → ((◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol ↔ (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) ∈ dom vol))
137	32	ad2antrr 723	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ∀𝑥 ∈ ℝ (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol)
138	136, 137, 56	rspcdva 3562	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) ∈ dom vol)
139		difmbl 24707	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((◡𝐹 “ ℝ) ∈ dom vol ∧ (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) ∈ dom vol) → ((◡𝐹 “ ℝ) ∖ (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))) ∈ dom vol)
140	133, 138, 139	syl2anc 584	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((◡𝐹 “ ℝ) ∖ (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))) ∈ dom vol)
141	132, 140	eqeltrrd 2840	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) ∈ dom vol)
142	141	ralrimiva 3103	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ∀𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) ∈ dom vol)
143		iunmbl 24717	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) ∈ dom vol → ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) ∈ dom vol)
144	142, 143	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) ∈ dom vol)
145	100, 144	eqeltrrd 2840	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)) ∈ dom vol)
146	145	ralrimiva 3103	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℝ (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)) ∈ dom vol)
147		oveq2 7283	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (-∞(,)𝑧) = (-∞(,)𝑥))
148	147	imaeq2d 5969	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)) = (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑥)))
149	148	eleq1d 2823	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → ((◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)) ∈ dom vol ↔ (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑥)) ∈ dom vol))
150	149	cbvralvw 3383	. . . 4 ⊢ (∀𝑧 ∈ ℝ (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)) ∈ dom vol ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑥)) ∈ dom vol)
151	146, 150	sylib 217	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑥)) ∈ dom vol)
152	151	r19.21bi 3134	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑥)) ∈ dom vol)
153	1, 43, 31, 152	ismbf2d 24804	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ MblFn)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  ∀wral 3064  ∃wrex 3065   ∖ cdif 3884   ∪ cun 3885   ∩ cin 3886   ⊆ wss 3887  ∅c0 4256  ∪ ciun 4924   class class class wbr 5074  ^◡ccnv 5588  dom cdm 5589   “ cima 5592  Fun wfun 6427  ⟶wf 6429  (class class class)co 7275  ℝcr 10870  0cc0 10871  1c1 10872  +∞cpnf 11006  -∞cmnf 11007  ℝ^*cxr 11008   < clt 11009   ≤ cle 11010   − cmin 11205  -cneg 11206   / cdiv 11632  ℕcn 11973  ℝ⁺crp 12730  (,)cioo 13079  (,]cioc 13080  volcvol 24627  MblFncmbf 24778

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  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 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-inf2 9399  ax-cc 10191  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-pre-sup 10949

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-disj 5040  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-of 7533  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-2o 8298  df-er 8498  df-map 8617  df-pm 8618  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-sup 9201  df-inf 9202  df-oi 9269  df-dju 9659  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-q 12689  df-rp 12731  df-xadd 12849  df-ioo 13083  df-ioc 13084  df-ico 13085  df-icc 13086  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-fl 13512  df-seq 13722  df-exp 13783  df-hash 14045  df-cj 14810  df-re 14811  df-im 14812  df-sqrt 14946  df-abs 14947  df-clim 15197  df-rlim 15198  df-sum 15398  df-xmet 20590  df-met 20591  df-ovol 24628  df-vol 24629  df-mbf 24783

This theorem is referenced by:  mbfaddlem  24824  mbfsup  24828