Theorem itg2i1fseq 25810

Description: Subject to the conditions coming from mbfi1fseq 25776, the integral of the sequence of simple functions converges to the integral of the target function. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Aug-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
itg2i1fseq.1	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ MblFn)
itg2i1fseq.2	⊢ (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶(0[,)+∞))
itg2i1fseq.3	⊢ (𝜑 → 𝑃:ℕ⟶dom ∫1)
itg2i1fseq.4	⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑛) ∧ (𝑃‘𝑛) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑛 + 1))))
itg2i1fseq.5	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) ⇝ (𝐹‘𝑥))
itg2i1fseq.6	⊢ 𝑆 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫1‘(𝑃‘𝑚)))

Assertion

Ref	Expression
itg2i1fseq	⊢ (𝜑 → (∫2‘𝐹) = sup(ran 𝑆, ℝ*, < ))

Distinct variable groups:   𝑚,𝑛,𝑥,𝐹   𝑃,𝑚,𝑛,𝑥   𝜑,𝑚

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑛)   𝑆(𝑥,𝑚,𝑛)

Proof of Theorem itg2i1fseq

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fveq2 6920	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (𝑃‘𝑛) = (𝑃‘𝑚))
2	1	fveq1d 6922	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑥))
3	2	cbvmptv 5279	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑥))
4		fveq2 6920	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑃‘𝑚)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
5	4	mpteq2dv 5268	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
6	3, 5	eqtrid 2792	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
7	6	rneqd 5963	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
8	7	supeq1d 9515	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < ))
9	8	cbvmptv 5279	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < )) = (𝑦 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < ))
10		itg2i1fseq.3	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑃:ℕ⟶dom ∫1)
11	10	ffvelcdmda 7118	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1)
12		i1fmbf 25729	. . . 4 ⊢ ((𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1 → (𝑃‘𝑚) ∈ MblFn)
13	11, 12	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∈ MblFn)
14		i1ff 25730	. . . . 5 ⊢ ((𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1 → (𝑃‘𝑚):ℝ⟶ℝ)
15	11, 14	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚):ℝ⟶ℝ)
16		itg2i1fseq.4	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑛) ∧ (𝑃‘𝑛) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑛 + 1))))
17	1	breq2d 5178	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑛) ↔ 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚)))
18		fvoveq1 7471	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (𝑃‘(𝑛 + 1)) = (𝑃‘(𝑚 + 1)))
19	1, 18	breq12d 5179	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑛 + 1)) ↔ (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1))))
20	17, 19	anbi12d 631	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → ((0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑛) ∧ (𝑃‘𝑛) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑛 + 1))) ↔ (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚) ∧ (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1)))))
21	20	rspccva 3634	. . . . . 6 ⊢ ((∀𝑛 ∈ ℕ (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑛) ∧ (𝑃‘𝑛) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑛 + 1))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚) ∧ (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1))))
22	16, 21	sylan 579	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚) ∧ (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1))))
23	22	simpld 494	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚))
24		0plef 25726	. . . 4 ⊢ ((𝑃‘𝑚):ℝ⟶(0[,)+∞) ↔ ((𝑃‘𝑚):ℝ⟶ℝ ∧ 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚)))
25	15, 23, 24	sylanbrc 582	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚):ℝ⟶(0[,)+∞))
26	22	simprd 495	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1)))
27		rge0ssre 13516	. . . . 5 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ
28		itg2i1fseq.2	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶(0[,)+∞))
29	28	ffvelcdmda 7118	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) ∈ (0[,)+∞))
30	27, 29	sselid 4006	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) ∈ ℝ)
31		itg2i1fseq.1	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ MblFn)
32		itg2i1fseq.5	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) ⇝ (𝐹‘𝑥))
33	31, 28, 10, 16, 32	itg2i1fseqle 25809	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ 𝐹)
34	15	ffnd 6748	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) Fn ℝ)
35	28	ffnd 6748	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Fn ℝ)
36	35	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝐹 Fn ℝ)
37		reex 11275	. . . . . . . . . 10 ⊢ ℝ ∈ V
38	37	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ℝ ∈ V)
39		inidm 4248	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℝ ∩ ℝ) = ℝ
40		eqidd 2741	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
41		eqidd 2741	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) = (𝐹‘𝑦))
42	34, 36, 38, 38, 39, 40, 41	ofrfval 7724	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚) ∘r ≤ 𝐹 ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦)))
43	33, 42	mpbid 232	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ∀𝑦 ∈ ℝ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
44	43	r19.21bi 3257	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
45	44	an32s 651	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
46	45	ralrimiva 3152	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
47		brralrspcev 5226	. . . 4 ⊢ (((𝐹‘𝑦) ∈ ℝ ∧ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦)) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
48	30, 46, 47	syl2anc 583	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
49	1	fveq2d 6924	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (∫2‘(𝑃‘𝑛)) = (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
50	49	cbvmptv 5279	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
51	50	rneqi 5962	. . . 4 ⊢ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
52	51	supeq1i 9516	. . 3 ⊢ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))), ℝ*, < )
53	9, 13, 25, 26, 48, 52	itg2mono 25808	. 2 ⊢ (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ))) = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ))
54	28	feqmptd 6990	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝐹‘𝑦)))
55	1	fveq1d 6922	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑦) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
56	55	cbvmptv 5279	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
57	56	rneqi 5962	. . . . . . . 8 ⊢ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
58	57	supeq1i 9516	. . . . . . 7 ⊢ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )
59		nnuz 12946	. . . . . . . . 9 ⊢ ℕ = (ℤ≥‘1)
60		1zzd 12674	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 1 ∈ ℤ)
61	15	ffvelcdmda 7118	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ ℝ)
62	61	an32s 651	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ ℝ)
63	62, 56	fmptd 7148	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)):ℕ⟶ℝ)
64		peano2nn 12305	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → (𝑚 + 1) ∈ ℕ)
65		ffvelcdm 7115	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑃:ℕ⟶dom ∫1 ∧ (𝑚 + 1) ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)) ∈ dom ∫1)
66	10, 64, 65	syl2an 595	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)) ∈ dom ∫1)
67		i1ff 25730	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑃‘(𝑚 + 1)) ∈ dom ∫1 → (𝑃‘(𝑚 + 1)):ℝ⟶ℝ)
68	66, 67	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)):ℝ⟶ℝ)
69	68	ffnd 6748	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)) Fn ℝ)
70		eqidd 2741	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
71	34, 69, 38, 38, 39, 40, 70	ofrfval 7724	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1)) ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦)))
72	26, 71	mpbid 232	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ∀𝑦 ∈ ℝ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
73	72	r19.21bi 3257	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
74	73	an32s 651	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
75		eqid 2740	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))
76		fvex 6933	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ V
77	55, 75, 76	fvmpt 7029	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
78	77	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
79		fveq2 6920	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑛 = (𝑚 + 1) → (𝑃‘𝑛) = (𝑃‘(𝑚 + 1)))
80	79	fveq1d 6922	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑛 = (𝑚 + 1) → ((𝑃‘𝑛)‘𝑦) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
81		fvex 6933	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦) ∈ V
82	80, 75, 81	fvmpt 7029	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑚 + 1) ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘(𝑚 + 1)) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
83	64, 82	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘(𝑚 + 1)) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
84	83	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘(𝑚 + 1)) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
85	74, 78, 84	3brtr4d 5198	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘(𝑚 + 1)))
86	77	breq1d 5176	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → (((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧 ↔ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧))
87	86	ralbiia 3097	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧 ↔ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
88	87	rexbii 3100	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
89	48, 88	sylibr 234	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧)
90	59, 60, 63, 85, 89	climsup 15718	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ))
91		fveq2 6920	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))
92	91	mpteq2dv 5268	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)))
93		fveq2 6920	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦))
94	92, 93	breq12d 5179	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) ⇝ (𝐹‘𝑥) ↔ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦)))
95	94	rspccva 3634	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑥 ∈ ℝ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) ⇝ (𝐹‘𝑥) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦))
96	32, 95	sylan 579	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦))
97		climuni 15598	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ) ∧ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦)) → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ) = (𝐹‘𝑦))
98	90, 96, 97	syl2anc 583	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ) = (𝐹‘𝑦))
99	58, 98	eqtr3id 2794	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < ) = (𝐹‘𝑦))
100	99	mpteq2dva 5266	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )) = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝐹‘𝑦)))
101	54, 100	eqtr4d 2783	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )))
102	101, 9	eqtr4di 2798	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < )))
103	102	fveq2d 6924	. 2 ⊢ (𝜑 → (∫2‘𝐹) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ))))
104		itg2i1fseq.6	. . . . . 6 ⊢ 𝑆 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫1‘(𝑃‘𝑚)))
105		itg2itg1 25791	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1 ∧ 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚)) → (∫2‘(𝑃‘𝑚)) = (∫1‘(𝑃‘𝑚)))
106	11, 23, 105	syl2anc 583	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (∫2‘(𝑃‘𝑚)) = (∫1‘(𝑃‘𝑚)))
107	106	mpteq2dva 5266	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫1‘(𝑃‘𝑚))))
108	104, 107	eqtr4id 2799	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑆 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))))
109	108, 50	eqtr4di 2798	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑆 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))))
110	109	rneqd 5963	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran 𝑆 = ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))))
111	110	supeq1d 9515	. 2 ⊢ (𝜑 → sup(ran 𝑆, ℝ*, < ) = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ))
112	53, 103, 111	3eqtr4d 2790	1 ⊢ (𝜑 → (∫2‘𝐹) = sup(ran 𝑆, ℝ*, < ))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1537   ∈ wcel 2108  ∀wral 3067  ∃wrex 3076  Vcvv 3488   class class class wbr 5166   ↦ cmpt 5249  dom cdm 5700  ran crn 5701   Fn wfn 6568  ⟶wf 6569  ‘cfv 6573  (class class class)co 7448   ∘_r cofr 7713  supcsup 9509  ℝcr 11183  0cc0 11184  1c1 11185   + caddc 11187  +∞cpnf 11321  ℝ^*cxr 11323   < clt 11324   ≤ cle 11325  ℕcn 12293  [,)cico 13409   ⇝ cli 15530  MblFncmbf 25668  ∫₁citg1 25669  ∫₂citg2 25670  0_𝑝c0p 25723

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-rep 5303  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-inf2 9710  ax-cc 10504  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261  ax-pre-sup 11262  ax-addf 11263

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-pss 3996  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-int 4971  df-iun 5017  df-disj 5134  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-tr 5284  df-id 5593  df-eprel 5599  df-po 5607  df-so 5608  df-fr 5652  df-se 5653  df-we 5654  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-pred 6332  df-ord 6398  df-on 6399  df-lim 6400  df-suc 6401  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-isom 6582  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-of 7714  df-ofr 7715  df-om 7904  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-frecs 8322  df-wrecs 8353  df-recs 8427  df-rdg 8466  df-1o 8522  df-2o 8523  df-oadd 8526  df-omul 8527  df-er 8763  df-map 8886  df-pm 8887  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-fin 9007  df-fi 9480  df-sup 9511  df-inf 9512  df-oi 9579  df-dju 9970  df-card 10008  df-acn 10011  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-div 11948  df-nn 12294  df-2 12356  df-3 12357  df-n0 12554  df-z 12640  df-uz 12904  df-q 13014  df-rp 13058  df-xneg 13175  df-xadd 13176  df-xmul 13177  df-ioo 13411  df-ioc 13412  df-ico 13413  df-icc 13414  df-fz 13568  df-fzo 13712  df-fl 13843  df-seq 14053  df-exp 14113  df-hash 14380  df-cj 15148  df-re 15149  df-im 15150  df-sqrt 15284  df-abs 15285  df-clim 15534  df-rlim 15535  df-sum 15735  df-rest 17482  df-topgen 17503  df-psmet 21379  df-xmet 21380  df-met 21381  df-bl 21382  df-mopn 21383  df-top 22921  df-topon 22938  df-bases 22974  df-cmp 23416  df-ovol 25518  df-vol 25519  df-mbf 25673  df-itg1 25674  df-itg2 25675  df-0p 25724

This theorem is referenced by:  itg2i1fseq2  25811