MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  itg1mulc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem itg1mulc 23765
Description: The integral of a constant times a simple function is the constant times the original integral. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
i1fmulc.2 (𝜑𝐹 ∈ dom ∫1)
i1fmulc.3 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
itg1mulc (𝜑 → (∫1‘((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)) = (𝐴 · (∫1𝐹)))

Proof of Theorem itg1mulc
Dummy variables 𝑘 𝑚 𝑛 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 itg10 23749 . . 3 (∫1‘(ℝ × {0})) = 0
2 reex 10282 . . . . . 6 ℝ ∈ V
32a1i 11 . . . . 5 ((𝜑𝐴 = 0) → ℝ ∈ V)
4 i1fmulc.2 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 ∈ dom ∫1)
5 i1ff 23737 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ dom ∫1𝐹:ℝ⟶ℝ)
64, 5syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
76adantr 472 . . . . 5 ((𝜑𝐴 = 0) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
8 i1fmulc.3 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
98adantr 472 . . . . 5 ((𝜑𝐴 = 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
10 0red 10299 . . . . 5 ((𝜑𝐴 = 0) → 0 ∈ ℝ)
11 simplr 785 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 = 0) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝐴 = 0)
1211oveq1d 6859 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 = 0) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝐴 · 𝑥) = (0 · 𝑥))
13 mul02lem2 10469 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℝ → (0 · 𝑥) = 0)
1413adantl 473 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 = 0) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (0 · 𝑥) = 0)
1512, 14eqtrd 2799 . . . . 5 (((𝜑𝐴 = 0) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝐴 · 𝑥) = 0)
163, 7, 9, 10, 15caofid2 7128 . . . 4 ((𝜑𝐴 = 0) → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) = (ℝ × {0}))
1716fveq2d 6381 . . 3 ((𝜑𝐴 = 0) → (∫1‘((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)) = (∫1‘(ℝ × {0})))
18 simpr 477 . . . . 5 ((𝜑𝐴 = 0) → 𝐴 = 0)
1918oveq1d 6859 . . . 4 ((𝜑𝐴 = 0) → (𝐴 · (∫1𝐹)) = (0 · (∫1𝐹)))
20 itg1cl 23746 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ dom ∫1 → (∫1𝐹) ∈ ℝ)
214, 20syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (∫1𝐹) ∈ ℝ)
2221recnd 10324 . . . . . 6 (𝜑 → (∫1𝐹) ∈ ℂ)
2322mul02d 10490 . . . . 5 (𝜑 → (0 · (∫1𝐹)) = 0)
2423adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝐴 = 0) → (0 · (∫1𝐹)) = 0)
2519, 24eqtrd 2799 . . 3 ((𝜑𝐴 = 0) → (𝐴 · (∫1𝐹)) = 0)
261, 17, 253eqtr4a 2825 . 2 ((𝜑𝐴 = 0) → (∫1‘((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)) = (𝐴 · (∫1𝐹)))
274, 8i1fmulc 23764 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ dom ∫1)
2827adantr 472 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ dom ∫1)
29 i1ff 23737 . . . . . . . . . . . . 13 (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ dom ∫1 → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹):ℝ⟶ℝ)
3028, 29syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹):ℝ⟶ℝ)
3130frnd 6232 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ⊆ ℝ)
3231ssdifssd 3912 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ⊆ ℝ)
3332sselda 3763 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝑚 ∈ ℝ)
3433recnd 10324 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝑚 ∈ ℂ)
358adantr 472 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
3635recnd 10324 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → 𝐴 ∈ ℂ)
3736adantr 472 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐴 ∈ ℂ)
38 simplr 785 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐴 ≠ 0)
3934, 37, 38divcan2d 11059 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝐴 · (𝑚 / 𝐴)) = 𝑚)
404, 8i1fmulclem 23763 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ ℝ) → (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑚}) = (𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)}))
4133, 40syldan 585 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑚}) = (𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)}))
4241fveq2d 6381 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (vol‘(((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑚})) = (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})))
4342eqcomd 2771 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})) = (vol‘(((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑚})))
4439, 43oveq12d 6862 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → ((𝐴 · (𝑚 / 𝐴)) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)}))) = (𝑚 · (vol‘(((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑚}))))
458ad2antrr 717 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐴 ∈ ℝ)
4633, 45, 38redivcld 11109 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑚 / 𝐴) ∈ ℝ)
4746recnd 10324 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑚 / 𝐴) ∈ ℂ)
484ad2antrr 717 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐹 ∈ dom ∫1)
4945recnd 10324 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐴 ∈ ℂ)
50 eldifsni 4478 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) → 𝑚 ≠ 0)
5150adantl 473 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝑚 ≠ 0)
5234, 49, 51, 38divne0d 11073 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑚 / 𝐴) ≠ 0)
53 eldifsn 4474 . . . . . . . . . 10 ((𝑚 / 𝐴) ∈ (ℝ ∖ {0}) ↔ ((𝑚 / 𝐴) ∈ ℝ ∧ (𝑚 / 𝐴) ≠ 0))
5446, 52, 53sylanbrc 578 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑚 / 𝐴) ∈ (ℝ ∖ {0}))
55 i1fima2sn 23741 . . . . . . . . 9 ((𝐹 ∈ dom ∫1 ∧ (𝑚 / 𝐴) ∈ (ℝ ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})) ∈ ℝ)
5648, 54, 55syl2anc 579 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})) ∈ ℝ)
5756recnd 10324 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})) ∈ ℂ)
5837, 47, 57mulassd 10319 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → ((𝐴 · (𝑚 / 𝐴)) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)}))) = (𝐴 · ((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})))))
5944, 58eqtr3d 2801 . . . . 5 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑚 · (vol‘(((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑚}))) = (𝐴 · ((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})))))
6059sumeq2dv 14721 . . . 4 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})(𝑚 · (vol‘(((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑚}))) = Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})(𝐴 · ((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})))))
61 i1frn 23738 . . . . . . 7 (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ dom ∫1 → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ Fin)
6228, 61syl 17 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ Fin)
63 difss 3901 . . . . . 6 (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ⊆ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)
64 ssfi 8389 . . . . . 6 ((ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ Fin ∧ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ⊆ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)) → (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∈ Fin)
6562, 63, 64sylancl 580 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∈ Fin)
6647, 57mulcld 10316 . . . . 5 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → ((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)}))) ∈ ℂ)
6765, 36, 66fsummulc2 14803 . . . 4 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (𝐴 · Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})))) = Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})(𝐴 · ((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})))))
6860, 67eqtr4d 2802 . . 3 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})(𝑚 · (vol‘(((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑚}))) = (𝐴 · Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})))))
69 itg1val 23744 . . . 4 (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∈ dom ∫1 → (∫1‘((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)) = Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})(𝑚 · (vol‘(((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑚}))))
7028, 69syl 17 . . 3 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (∫1‘((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)) = Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})(𝑚 · (vol‘(((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) “ {𝑚}))))
714adantr 472 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → 𝐹 ∈ dom ∫1)
72 itg1val 23744 . . . . . 6 (𝐹 ∈ dom ∫1 → (∫1𝐹) = Σ𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})(𝑘 · (vol‘(𝐹 “ {𝑘}))))
7371, 72syl 17 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (∫1𝐹) = Σ𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})(𝑘 · (vol‘(𝐹 “ {𝑘}))))
74 id 22 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑚 / 𝐴) → 𝑘 = (𝑚 / 𝐴))
75 sneq 4346 . . . . . . . . 9 (𝑘 = (𝑚 / 𝐴) → {𝑘} = {(𝑚 / 𝐴)})
7675imaeq2d 5650 . . . . . . . 8 (𝑘 = (𝑚 / 𝐴) → (𝐹 “ {𝑘}) = (𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)}))
7776fveq2d 6381 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑚 / 𝐴) → (vol‘(𝐹 “ {𝑘})) = (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})))
7874, 77oveq12d 6862 . . . . . 6 (𝑘 = (𝑚 / 𝐴) → (𝑘 · (vol‘(𝐹 “ {𝑘}))) = ((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)}))))
79 eqid 2765 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ↦ (𝑛 / 𝐴)) = (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ↦ (𝑛 / 𝐴))
80 eldifi 3896 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) → 𝑛 ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹))
812a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ℝ ∈ V)
826ffnd 6226 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑𝐹 Fn ℝ)
83 eqidd 2766 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹𝑦) = (𝐹𝑦))
8481, 8, 82, 83ofc1 7120 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑦 ∈ ℝ) → (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) = (𝐴 · (𝐹𝑦)))
8584adantlr 706 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) = (𝐴 · (𝐹𝑦)))
8685oveq1d 6859 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) / 𝐴) = ((𝐴 · (𝐹𝑦)) / 𝐴))
876adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
8887ffvelrnda 6551 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹𝑦) ∈ ℝ)
8988recnd 10324 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹𝑦) ∈ ℂ)
9036adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝐴 ∈ ℂ)
91 simplr 785 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝐴 ≠ 0)
9289, 90, 91divcan3d 11062 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝐴 · (𝐹𝑦)) / 𝐴) = (𝐹𝑦))
9386, 92eqtrd 2799 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) / 𝐴) = (𝐹𝑦))
9487ffnd 6226 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → 𝐹 Fn ℝ)
95 fnfvelrn 6548 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹 Fn ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹𝑦) ∈ ran 𝐹)
9694, 95sylan 575 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹𝑦) ∈ ran 𝐹)
9793, 96eqeltrd 2844 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) / 𝐴) ∈ ran 𝐹)
9897ralrimiva 3113 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ∀𝑦 ∈ ℝ ((((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) / 𝐴) ∈ ran 𝐹)
9930ffnd 6226 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) Fn ℝ)
100 oveq1 6851 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) → (𝑛 / 𝐴) = ((((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) / 𝐴))
101100eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) → ((𝑛 / 𝐴) ∈ ran 𝐹 ↔ ((((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) / 𝐴) ∈ ran 𝐹))
102101ralrn 6554 . . . . . . . . . . . 12 (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) Fn ℝ → (∀𝑛 ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)(𝑛 / 𝐴) ∈ ran 𝐹 ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ ((((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) / 𝐴) ∈ ran 𝐹))
10399, 102syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (∀𝑛 ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)(𝑛 / 𝐴) ∈ ran 𝐹 ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ ((((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) / 𝐴) ∈ ran 𝐹))
10498, 103mpbird 248 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ∀𝑛 ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)(𝑛 / 𝐴) ∈ ran 𝐹)
105104r19.21bi 3079 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑛 ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)) → (𝑛 / 𝐴) ∈ ran 𝐹)
10680, 105sylan2 586 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑛 / 𝐴) ∈ ran 𝐹)
10732sselda 3763 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝑛 ∈ ℝ)
108107recnd 10324 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝑛 ∈ ℂ)
10936adantr 472 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐴 ∈ ℂ)
110 eldifsni 4478 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) → 𝑛 ≠ 0)
111110adantl 473 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝑛 ≠ 0)
112 simplr 785 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝐴 ≠ 0)
113108, 109, 111, 112divne0d 11073 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑛 / 𝐴) ≠ 0)
114 eldifsn 4474 . . . . . . . 8 ((𝑛 / 𝐴) ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}) ↔ ((𝑛 / 𝐴) ∈ ran 𝐹 ∧ (𝑛 / 𝐴) ≠ 0))
115106, 113, 114sylanbrc 578 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → (𝑛 / 𝐴) ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))
116 eldifi 3896 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}) → 𝑘 ∈ ran 𝐹)
117 fnfvelrn 6548 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) Fn ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹))
11899, 117sylan 575 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)‘𝑦) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹))
11985, 118eqeltrrd 2845 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐴 · (𝐹𝑦)) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹))
120119ralrimiva 3113 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ∀𝑦 ∈ ℝ (𝐴 · (𝐹𝑦)) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹))
121 oveq2 6852 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = (𝐹𝑦) → (𝐴 · 𝑘) = (𝐴 · (𝐹𝑦)))
122121eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = (𝐹𝑦) → ((𝐴 · 𝑘) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ↔ (𝐴 · (𝐹𝑦)) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)))
123122ralrn 6554 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 Fn ℝ → (∀𝑘 ∈ ran 𝐹(𝐴 · 𝑘) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝐴 · (𝐹𝑦)) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)))
12494, 123syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (∀𝑘 ∈ ran 𝐹(𝐴 · 𝑘) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝐴 · (𝐹𝑦)) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)))
125120, 124mpbird 248 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ∀𝑘 ∈ ran 𝐹(𝐴 · 𝑘) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹))
126125r19.21bi 3079 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ ran 𝐹) → (𝐴 · 𝑘) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹))
127116, 126sylan2 586 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (𝐴 · 𝑘) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹))
12836adantr 472 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → 𝐴 ∈ ℂ)
12987frnd 6232 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → ran 𝐹 ⊆ ℝ)
130129ssdifssd 3912 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (ran 𝐹 ∖ {0}) ⊆ ℝ)
131130sselda 3763 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → 𝑘 ∈ ℝ)
132131recnd 10324 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → 𝑘 ∈ ℂ)
133 simplr 785 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → 𝐴 ≠ 0)
134 eldifsni 4478 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}) → 𝑘 ≠ 0)
135134adantl 473 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → 𝑘 ≠ 0)
136128, 132, 133, 135mulne0d 10935 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (𝐴 · 𝑘) ≠ 0)
137 eldifsn 4474 . . . . . . . 8 ((𝐴 · 𝑘) ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ↔ ((𝐴 · 𝑘) ∈ ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∧ (𝐴 · 𝑘) ≠ 0))
138127, 136, 137sylanbrc 578 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (𝐴 · 𝑘) ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}))
139 simpl 474 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → 𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}))
140 ssel2 3758 . . . . . . . . . . . 12 (((ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ⊆ ℝ ∧ 𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → 𝑛 ∈ ℝ)
14132, 139, 140syl2an 589 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))) → 𝑛 ∈ ℝ)
142141recnd 10324 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))) → 𝑛 ∈ ℂ)
1438ad2antrr 717 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))) → 𝐴 ∈ ℝ)
144143recnd 10324 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))) → 𝐴 ∈ ℂ)
145131adantrl 707 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))) → 𝑘 ∈ ℝ)
146145recnd 10324 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))) → 𝑘 ∈ ℂ)
147 simplr 785 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))) → 𝐴 ≠ 0)
148142, 144, 146, 147divmuld 11079 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))) → ((𝑛 / 𝐴) = 𝑘 ↔ (𝐴 · 𝑘) = 𝑛))
149148bicomd 214 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))) → ((𝐴 · 𝑘) = 𝑛 ↔ (𝑛 / 𝐴) = 𝑘))
150 eqcom 2772 . . . . . . . 8 (𝑛 = (𝐴 · 𝑘) ↔ (𝐴 · 𝑘) = 𝑛)
151 eqcom 2772 . . . . . . . 8 (𝑘 = (𝑛 / 𝐴) ↔ (𝑛 / 𝐴) = 𝑘)
152149, 150, 1513bitr4g 305 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}))) → (𝑛 = (𝐴 · 𝑘) ↔ 𝑘 = (𝑛 / 𝐴)))
15379, 115, 138, 152f1o2d 7087 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ↦ (𝑛 / 𝐴)):(ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})–1-1-onto→(ran 𝐹 ∖ {0}))
154 oveq1 6851 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑚 → (𝑛 / 𝐴) = (𝑚 / 𝐴))
155 ovex 6876 . . . . . . . 8 (𝑚 / 𝐴) ∈ V
156154, 79, 155fvmpt 6473 . . . . . . 7 (𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) → ((𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ↦ (𝑛 / 𝐴))‘𝑚) = (𝑚 / 𝐴))
157156adantl 473 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})) → ((𝑛 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0}) ↦ (𝑛 / 𝐴))‘𝑚) = (𝑚 / 𝐴))
158 i1fima2sn 23741 . . . . . . . . 9 ((𝐹 ∈ dom ∫1𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {𝑘})) ∈ ℝ)
15971, 158sylan 575 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {𝑘})) ∈ ℝ)
160131, 159remulcld 10326 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (𝑘 · (vol‘(𝐹 “ {𝑘}))) ∈ ℝ)
161160recnd 10324 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 ≠ 0) ∧ 𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (𝑘 · (vol‘(𝐹 “ {𝑘}))) ∈ ℂ)
16278, 65, 153, 157, 161fsumf1o 14742 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → Σ𝑘 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})(𝑘 · (vol‘(𝐹 “ {𝑘}))) = Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)}))))
16373, 162eqtrd 2799 . . . 4 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (∫1𝐹) = Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)}))))
164163oveq2d 6860 . . 3 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (𝐴 · (∫1𝐹)) = (𝐴 · Σ𝑚 ∈ (ran ((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹) ∖ {0})((𝑚 / 𝐴) · (vol‘(𝐹 “ {(𝑚 / 𝐴)})))))
16568, 70, 1643eqtr4d 2809 . 2 ((𝜑𝐴 ≠ 0) → (∫1‘((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)) = (𝐴 · (∫1𝐹)))
16626, 165pm2.61dane 3024 1 (𝜑 → (∫1‘((ℝ × {𝐴}) ∘𝑓 · 𝐹)) = (𝐴 · (∫1𝐹)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  wral 3055  Vcvv 3350  cdif 3731  wss 3734  {csn 4336  cmpt 4890   × cxp 5277  ccnv 5278  dom cdm 5279  ran crn 5280  cima 5282   Fn wfn 6065  wf 6066  cfv 6070  (class class class)co 6844  𝑓 cof 7095  Fincfn 8162  cc 10189  cr 10190  0cc0 10191   · cmul 10196   / cdiv 10940  Σcsu 14704  volcvol 23524  1citg1 23676
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7149  ax-inf2 8755  ax-cnex 10247  ax-resscn 10248  ax-1cn 10249  ax-icn 10250  ax-addcl 10251  ax-addrcl 10252  ax-mulcl 10253  ax-mulrcl 10254  ax-mulcom 10255  ax-addass 10256  ax-mulass 10257  ax-distr 10258  ax-i2m1 10259  ax-1ne0 10260  ax-1rid 10261  ax-rnegex 10262  ax-rrecex 10263  ax-cnre 10264  ax-pre-lttri 10265  ax-pre-lttrn 10266  ax-pre-ltadd 10267  ax-pre-mulgt0 10268  ax-pre-sup 10269
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-se 5239  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-isom 6079  df-riota 6805  df-ov 6847  df-oprab 6848  df-mpt2 6849  df-of 7097  df-om 7266  df-1st 7368  df-2nd 7369  df-wrecs 7612  df-recs 7674  df-rdg 7712  df-1o 7766  df-2o 7767  df-oadd 7770  df-er 7949  df-map 8064  df-pm 8065  df-en 8163  df-dom 8164  df-sdom 8165  df-fin 8166  df-sup 8557  df-inf 8558  df-oi 8624  df-card 9018  df-cda 9245  df-pnf 10332  df-mnf 10333  df-xr 10334  df-ltxr 10335  df-le 10336  df-sub 10524  df-neg 10525  df-div 10941  df-nn 11277  df-2 11337  df-3 11338  df-n0 11541  df-z 11627  df-uz 11890  df-q 11993  df-rp 12032  df-xadd 12150  df-ioo 12384  df-ico 12386  df-icc 12387  df-fz 12537  df-fzo 12677  df-fl 12804  df-seq 13012  df-exp 13071  df-hash 13325  df-cj 14127  df-re 14128  df-im 14129  df-sqrt 14263  df-abs 14264  df-clim 14507  df-sum 14705  df-xmet 20015  df-met 20016  df-ovol 23525  df-vol 23526  df-mbf 23680  df-itg1 23681
This theorem is referenced by:  itg1sub  23770  itg2const  23801  itg2mulclem  23807  itg2monolem1  23811  itg2addnclem  33887
  Copyright terms: Public domain W3C validator