Theorem ismbf3d 25018

Description: Simplified form of ismbfd 25003. (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 6690	. . . 4 ⊢ (𝐹:𝐴⟶ℝ → (◡𝐹 “ ℝ) = 𝐴)
3	1, 2	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ℝ) = 𝐴)
4		imaiun 7192	. . . . 5 ⊢ (◡𝐹 “ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞)) = ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞))
5		ioossre 13325	. . . . . . . . 9 ⊢ (-𝑦(,)+∞) ⊆ ℝ
6	5	rgenw 3068	. . . . . . . 8 ⊢ ∀𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) ⊆ ℝ
7		iunss 5005	. . . . . . . 8 ⊢ (∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) ⊆ ℝ ↔ ∀𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) ⊆ ℝ)
8	6, 7	mpbir 230	. . . . . . 7 ⊢ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) ⊆ ℝ
9		renegcl 11464	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 ∈ ℝ → -𝑧 ∈ ℝ)
10		arch 12410	. . . . . . . . . . 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 12160	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ)
15		ltnegcon1 11656	. . . . . . . . . . . . 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 11582	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → -𝑦 ∈ ℝ)
19	18	rexrd 11205	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → -𝑦 ∈ ℝ*)
20		elioopnf 13360	. . . . . . . . . . . . 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 310	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (-𝑧 < 𝑦 ↔ 𝑧 ∈ (-𝑦(,)+∞)))
23	22	rexbidva 3173	. . . . . . . . . 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 4958	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑧 ∈ (-𝑦(,)+∞))
26	24, 25	sylibr 233	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 ∈ ℝ → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞))
27	26	ssriv 3948	. . . . . . 7 ⊢ ℝ ⊆ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞)
28	8, 27	eqssi 3960	. . . . . 6 ⊢ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞) = ℝ
29	28	imaeq2i 6011	. . . . 5 ⊢ (◡𝐹 “ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-𝑦(,)+∞)) = (◡𝐹 “ ℝ)
30	4, 29	eqtr3i 2766	. . . 4 ⊢ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) = (◡𝐹 “ ℝ)
31		ismbf3d.2	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol)
32	31	ralrimiva 3143	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol)
33	14	renegcld 11582	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → -𝑦 ∈ ℝ)
34		oveq1 7364	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = -𝑦 → (𝑥(,)+∞) = (-𝑦(,)+∞))
35	34	imaeq2d 6013	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = -𝑦 → (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) = (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)))
36	35	eleq1d 2822	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = -𝑦 → ((◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol ↔ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) ∈ dom vol))
37	36	rspccva 3580	. . . . . . 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 3143	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-𝑦(,)+∞)) ∈ dom vol)
40		iunmbl 24917	. . . . 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 2843	. . 3 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ℝ) ∈ dom vol)
43	3, 42	eqeltrrd 2839	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ dom vol)
44		imaiun 7192	. . . . . . 7 ⊢ (◡𝐹 “ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))))
45		eliun 4958	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))))
46		3simpb 1149	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ -∞ < 𝑥 ∧ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦))) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦))))
47		simplr 767	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → 𝑧 ∈ ℝ)
48		nnrp 12926	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ+)
49	48	ad2antrl 726	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → 𝑦 ∈ ℝ+)
50	49	rpreccld 12967	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → (1 / 𝑦) ∈ ℝ+)
51	47, 50	ltsubrpd 12989	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) < 𝑧)
52		simprr 771	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → 𝑥 ∈ ℝ)
53		simpr 485	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝑧 ∈ ℝ)
54		nnrecre 12195	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (1 / 𝑦) ∈ ℝ)
55		resubcl 11465	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 715	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ)
58		lelttr 11245	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1371	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ ℝ)) → ((𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) < 𝑧) → 𝑥 < 𝑧))
60	51, 59	mpan2d 692	. . . . . . . . . . . . . . . . . 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 11212	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ -∞ ∈ ℝ*
65		elioc2 13327	. . . . . . . . . . . . . . . 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 11201	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑧 ∈ ℝ → 𝑧 ∈ ℝ*)
68	67	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → 𝑧 ∈ ℝ*)
69		elioomnf 13361	. . . . . . . . . . . . . . . . 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 293	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) → 𝑥 ∈ (-∞(,)𝑧)))
73	72	rexlimdva 3152	. . . . . . . . . . . . 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 769	. . . . . . . . . . . . . . . 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 13045	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → -∞ < 𝑥)
78	56	ad2ant2r 745	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ)
79	54	ad2antrl 726	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → (1 / 𝑦) ∈ ℝ)
80		simplr 767	. . . . . . . . . . . . . . . . . 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 771	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))
83	79, 81, 76, 82	ltsub13d 11761	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → 𝑥 < (𝑧 − (1 / 𝑦)))
84	76, 78, 83	ltled 11303	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)))
85	66	ad2ant2r 745	. . . . . . . . . . . . . . 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 1342	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ (1 / 𝑦) < (𝑧 − 𝑥))) → 𝑥 ∈ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))))
87	80, 75	resubcld 11583	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) → (𝑧 − 𝑥) ∈ ℝ)
88		simprr 771	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 < 𝑧)) → 𝑥 < 𝑧)
89	75, 80	posdifd 11742	. . . . . . . . . . . . . . . 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 12411	. . . . . . . . . . . . . . 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 3168	. . . . . . . . . . . . 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 2734	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) = (-∞(,)𝑧))
99	98	imaeq2d 6013	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ ∪ 𝑦 ∈ ℕ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)))
100	44, 99	eqtr3id 2790	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ∪ 𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)))
101	1	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝐹:𝐴⟶ℝ)
102		ffun 6671	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐹:𝐴⟶ℝ → Fun 𝐹)
103		funcnvcnv 6568	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (Fun 𝐹 → Fun ◡◡𝐹)
104		imadif 6585	. . . . . . . . . . 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 11205	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ*)
108		pnfxr 11209	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
109	108	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → +∞ ∈ ℝ*)
110	56	mnfltd 13045	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → -∞ < (𝑧 − (1 / 𝑦)))
111	56	ltpnfd 13042	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 − (1 / 𝑦)) < +∞)
112		df-ioc 13269	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (,] = (𝑢 ∈ ℝ*, 𝑣 ∈ ℝ* ↦ {𝑤 ∈ ℝ* ∣ (𝑢 < 𝑤 ∧ 𝑤 ≤ 𝑣)})
113		df-ioo 13268	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (,) = (𝑢 ∈ ℝ*, 𝑣 ∈ ℝ* ↦ {𝑤 ∈ ℝ* ∣ (𝑢 < 𝑤 ∧ 𝑤 < 𝑣)})
114		xrltnle 11222	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ ℝ*) → ((𝑧 − (1 / 𝑦)) < 𝑥 ↔ ¬ 𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦))))
115		xrlelttr 13075	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → ((𝑥 ≤ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) < +∞) → 𝑥 < +∞))
116		xrlttr 13059	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ* ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ ℝ*) → ((-∞ < (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) < 𝑥) → -∞ < 𝑥))
117	112, 113, 114, 113, 115, 116	ixxun 13280	. . . . . . . . . . . . . 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 1378	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∪ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = (-∞(,)+∞))
119		uncom 4113	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∪ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = (((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∪ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))))
120		ioomax 13339	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (-∞(,)+∞) = ℝ
121	118, 119, 120	3eqtr3g 2799	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∪ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ℝ)
122		ioossre 13325	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ⊆ ℝ
123		incom 4161	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∩ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∩ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))
124	112, 113, 114	ixxdisj 13279	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ* ∧ (𝑧 − (1 / 𝑦)) ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → ((-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦))) ∩ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) = ∅)
125	64, 108, 124	mp3an13 1452	. . . . . . . . . . . . . . 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 2788	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞) ∩ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) = ∅)
128		uneqdifeq 4450	. . . . . . . . . . . . 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 6013	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))) = (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))))
132	105, 131	eqtr3d 2778	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((◡𝐹 “ ℝ) ∖ (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))) = (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))))
133	42	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ ℝ) ∈ dom vol)
134		oveq1 7364	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = (𝑧 − (1 / 𝑦)) → (𝑥(,)+∞) = ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞))
135	134	imaeq2d 6013	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = (𝑧 − (1 / 𝑦)) → (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) = (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)))
136	135	eleq1d 2822	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = (𝑧 − (1 / 𝑦)) → ((◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol ↔ (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) ∈ dom vol))
137	32	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ∀𝑥 ∈ ℝ (◡𝐹 “ (𝑥(,)+∞)) ∈ dom vol)
138	136, 137, 56	rspcdva 3582	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ ((𝑧 − (1 / 𝑦))(,)+∞)) ∈ dom vol)
139		difmbl 24907	. . . . . . . . . 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 2839	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) ∈ dom vol)
142	141	ralrimiva 3143	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ∀𝑦 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (-∞(,](𝑧 − (1 / 𝑦)))) ∈ dom vol)
143		iunmbl 24917	. . . . . . 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 2839	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)) ∈ dom vol)
146	145	ralrimiva 3143	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℝ (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)) ∈ dom vol)
147		oveq2 7365	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (-∞(,)𝑧) = (-∞(,)𝑥))
148	147	imaeq2d 6013	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)) = (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑥)))
149	148	eleq1d 2822	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → ((◡𝐹 “ (-∞(,)𝑧)) ∈ dom vol ↔ (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑥)) ∈ dom vol))
150	149	cbvralvw 3225	. . . 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 3234	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ (-∞(,)𝑥)) ∈ dom vol)
153	1, 43, 31, 152	ismbf2d 25004	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ MblFn)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ∀wral 3064  ∃wrex 3073   ∖ cdif 3907   ∪ cun 3908   ∩ cin 3909   ⊆ wss 3910  ∅c0 4282  ∪ ciun 4954   class class class wbr 5105  ^◡ccnv 5632  dom cdm 5633   “ cima 5636  Fun wfun 6490  ⟶wf 6492  (class class class)co 7357  ℝcr 11050  0cc0 11051  1c1 11052  +∞cpnf 11186  -∞cmnf 11187  ℝ^*cxr 11188   < clt 11189   ≤ cle 11190   − cmin 11385  -cneg 11386   / cdiv 11812  ℕcn 12153  ℝ⁺crp 12915  (,)cioo 13264  (,]cioc 13265  volcvol 24827  MblFncmbf 24978

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-cc 10371  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-disj 5071  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-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-xadd 13034  df-ioo 13268  df-ioc 13269  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-xmet 20789  df-met 20790  df-ovol 24828  df-vol 24829  df-mbf 24983

This theorem is referenced by:  mbfaddlem  25024  mbfsup  25028