Theorem itg2i1fseq 25804

Description: Subject to the conditions coming from mbfi1fseq 25770, 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 6906	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (𝑃‘𝑛) = (𝑃‘𝑚))
2	1	fveq1d 6908	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑥))
3	2	cbvmptv 5260	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑥))
4		fveq2 6906	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑃‘𝑚)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
5	4	mpteq2dv 5249	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
6	3, 5	eqtrid 2786	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
7	6	rneqd 5951	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
8	7	supeq1d 9483	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < ))
9	8	cbvmptv 5260	. . 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 7103	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1)
12		i1fmbf 25723	. . . 4 ⊢ ((𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1 → (𝑃‘𝑚) ∈ MblFn)
13	11, 12	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∈ MblFn)
14		i1ff 25724	. . . . 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 5159	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑛) ↔ 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚)))
18		fvoveq1 7453	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (𝑃‘(𝑛 + 1)) = (𝑃‘(𝑚 + 1)))
19	1, 18	breq12d 5160	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑛 + 1)) ↔ (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1))))
20	17, 19	anbi12d 632	. . . . . . 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 3620	. . . . . 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 580	. . . . 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 25720	. . . 4 ⊢ ((𝑃‘𝑚):ℝ⟶(0[,)+∞) ↔ ((𝑃‘𝑚):ℝ⟶ℝ ∧ 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚)))
25	15, 23, 24	sylanbrc 583	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚):ℝ⟶(0[,)+∞))
26	22	simprd 495	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1)))
27		rge0ssre 13492	. . . . 5 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ
28		itg2i1fseq.2	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶(0[,)+∞))
29	28	ffvelcdmda 7103	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) ∈ (0[,)+∞))
30	27, 29	sselid 3992	. . . 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 25803	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ 𝐹)
34	15	ffnd 6737	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) Fn ℝ)
35	28	ffnd 6737	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Fn ℝ)
36	35	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝐹 Fn ℝ)
37		reex 11243	. . . . . . . . . 10 ⊢ ℝ ∈ V
38	37	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ℝ ∈ V)
39		inidm 4234	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℝ ∩ ℝ) = ℝ
40		eqidd 2735	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
41		eqidd 2735	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) = (𝐹‘𝑦))
42	34, 36, 38, 38, 39, 40, 41	ofrfval 7706	. . . . . . . 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 3248	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
45	44	an32s 652	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
46	45	ralrimiva 3143	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
47		brralrspcev 5207	. . . 4 ⊢ (((𝐹‘𝑦) ∈ ℝ ∧ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦)) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
48	30, 46, 47	syl2anc 584	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
49	1	fveq2d 6910	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (∫2‘(𝑃‘𝑛)) = (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
50	49	cbvmptv 5260	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
51	50	rneqi 5950	. . . 4 ⊢ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
52	51	supeq1i 9484	. . 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 25802	. 2 ⊢ (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ))) = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ))
54	28	feqmptd 6976	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝐹‘𝑦)))
55	1	fveq1d 6908	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑦) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
56	55	cbvmptv 5260	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
57	56	rneqi 5950	. . . . . . . 8 ⊢ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
58	57	supeq1i 9484	. . . . . . 7 ⊢ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )
59		nnuz 12918	. . . . . . . . 9 ⊢ ℕ = (ℤ≥‘1)
60		1zzd 12645	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 1 ∈ ℤ)
61	15	ffvelcdmda 7103	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ ℝ)
62	61	an32s 652	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ ℝ)
63	62, 56	fmptd 7133	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)):ℕ⟶ℝ)
64		peano2nn 12275	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → (𝑚 + 1) ∈ ℕ)
65		ffvelcdm 7100	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑃:ℕ⟶dom ∫1 ∧ (𝑚 + 1) ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)) ∈ dom ∫1)
66	10, 64, 65	syl2an 596	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)) ∈ dom ∫1)
67		i1ff 25724	. . . . . . . . . . . . . . . 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 6737	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)) Fn ℝ)
70		eqidd 2735	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
71	34, 69, 38, 38, 39, 40, 70	ofrfval 7706	. . . . . . . . . . . . 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 3248	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
74	73	an32s 652	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
75		eqid 2734	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))
76		fvex 6919	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ V
77	55, 75, 76	fvmpt 7015	. . . . . . . . . . 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 6906	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑛 = (𝑚 + 1) → (𝑃‘𝑛) = (𝑃‘(𝑚 + 1)))
80	79	fveq1d 6908	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑛 = (𝑚 + 1) → ((𝑃‘𝑛)‘𝑦) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
81		fvex 6919	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦) ∈ V
82	80, 75, 81	fvmpt 7015	. . . . . . . . . . . 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 5179	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘(𝑚 + 1)))
86	77	breq1d 5157	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → (((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧 ↔ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧))
87	86	ralbiia 3088	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧 ↔ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
88	87	rexbii 3091	. . . . . . . . . 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 15702	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ))
91		fveq2 6906	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))
92	91	mpteq2dv 5249	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)))
93		fveq2 6906	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦))
94	92, 93	breq12d 5160	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) ⇝ (𝐹‘𝑥) ↔ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦)))
95	94	rspccva 3620	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑥 ∈ ℝ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) ⇝ (𝐹‘𝑥) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦))
96	32, 95	sylan 580	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦))
97		climuni 15584	. . . . . . . 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 584	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ) = (𝐹‘𝑦))
99	58, 98	eqtr3id 2788	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < ) = (𝐹‘𝑦))
100	99	mpteq2dva 5247	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )) = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝐹‘𝑦)))
101	54, 100	eqtr4d 2777	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )))
102	101, 9	eqtr4di 2792	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < )))
103	102	fveq2d 6910	. 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 25785	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1 ∧ 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚)) → (∫2‘(𝑃‘𝑚)) = (∫1‘(𝑃‘𝑚)))
106	11, 23, 105	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (∫2‘(𝑃‘𝑚)) = (∫1‘(𝑃‘𝑚)))
107	106	mpteq2dva 5247	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫1‘(𝑃‘𝑚))))
108	104, 107	eqtr4id 2793	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑆 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))))
109	108, 50	eqtr4di 2792	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑆 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))))
110	109	rneqd 5951	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran 𝑆 = ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))))
111	110	supeq1d 9483	. 2 ⊢ (𝜑 → sup(ran 𝑆, ℝ*, < ) = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ))
112	53, 103, 111	3eqtr4d 2784	1 ⊢ (𝜑 → (∫2‘𝐹) = sup(ran 𝑆, ℝ*, < ))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1536   ∈ wcel 2105  ∀wral 3058  ∃wrex 3067  Vcvv 3477   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  dom cdm 5688  ran crn 5689   Fn wfn 6557  ⟶wf 6558  ‘cfv 6562  (class class class)co 7430   ∘_r cofr 7695  supcsup 9477  ℝcr 11151  0cc0 11152  1c1 11153   + caddc 11155  +∞cpnf 11289  ℝ^*cxr 11291   < clt 11292   ≤ cle 11293  ℕcn 12263  [,)cico 13385   ⇝ cli 15516  MblFncmbf 25662  ∫₁citg1 25663  ∫₂citg2 25664  0_𝑝c0p 25717

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-rep 5284  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-inf2 9678  ax-cc 10472  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-pre-sup 11230  ax-addf 11231

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4912  df-int 4951  df-iun 4997  df-disj 5115  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-se 5641  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-isom 6571  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-of 7696  df-ofr 7697  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-1o 8504  df-2o 8505  df-oadd 8508  df-omul 8509  df-er 8743  df-map 8866  df-pm 8867  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-fin 8987  df-fi 9448  df-sup 9479  df-inf 9480  df-oi 9547  df-dju 9938  df-card 9976  df-acn 9979  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-n0 12524  df-z 12611  df-uz 12876  df-q 12988  df-rp 13032  df-xneg 13151  df-xadd 13152  df-xmul 13153  df-ioo 13387  df-ioc 13388  df-ico 13389  df-icc 13390  df-fz 13544  df-fzo 13691  df-fl 13828  df-seq 14039  df-exp 14099  df-hash 14366  df-cj 15134  df-re 15135  df-im 15136  df-sqrt 15270  df-abs 15271  df-clim 15520  df-rlim 15521  df-sum 15719  df-rest 17468  df-topgen 17489  df-psmet 21373  df-xmet 21374  df-met 21375  df-bl 21376  df-mopn 21377  df-top 22915  df-topon 22932  df-bases 22968  df-cmp 23410  df-ovol 25512  df-vol 25513  df-mbf 25667  df-itg1 25668  df-itg2 25669  df-0p 25718

This theorem is referenced by:  itg2i1fseq2  25805