MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  itg2i1fseq Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem itg2i1fseq 26081
Description: Subject to the conditions coming from mbfi1fseq 26047, 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.
StepHypRef Expression
1 fveq2 6885 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑚 → (𝑃‘𝑛) = (𝑃‘𝑚))
21fveq1d 6887 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑥))
32cbvmptv 5208 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑥))
4 fveq2 6885 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑃‘𝑚)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
54mpteq2dv 5198 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
63, 5eqtrid 2807 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
76rneqd 5919 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
87supeq1d 9441 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < ))
98cbvmptv 5208 . . 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)
1110ffvelcdmda 7084 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1)
12 i1fmbf 26001 . . . 4 ((𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1 → (𝑃‘𝑚) ∈ MblFn)
1311, 12syl 18 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∈ MblFn)
14 i1ff 26002 . . . . 5 ((𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1 → (𝑃‘𝑚):ℝ⟶ℝ)
1511, 14syl 18 . . . 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))))
171breq2d 5114 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑚 → (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑛) ↔ 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚)))
18 fvoveq1 7443 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑚 → (𝑃‘(𝑛 + 1)) = (𝑃‘(𝑚 + 1)))
191, 18breq12d 5115 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑛 + 1)) ↔ (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1))))
2017, 19anbi12d 644 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑚 → ((0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑛) ∧ (𝑃‘𝑛) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑛 + 1))) ↔ (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚) ∧ (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1)))))
2120rspccva 3575 . . . . . 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))))
2216, 21sylan 592 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚) ∧ (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1))))
2322simpld 500 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚))
24 0plef 25998 . . . 4 ((𝑃‘𝑚):ℝ⟶(0[,)+∞) ↔ ((𝑃‘𝑚):ℝ⟶ℝ ∧ 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚)))
2515, 23, 24sylanbrc 595 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚):ℝ⟶(0[,)+∞))
2622simprd 501 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1)))
27 rge0ssre 13590 . . . . 5 (0[,)+∞) ⊆ ℝ
28 itg2i1fseq.2 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶(0[,)+∞))
2928ffvelcdmda 7084 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) ∈ (0[,)+∞))
3027, 29sselid 3906 . . . 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))
3331, 28, 10, 16, 32itg2i1fseqle 26080 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ 𝐹)
3415ffnd 6710 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) Fn ℝ)
3528ffnd 6710 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐹 Fn ℝ)
3635adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝐹 Fn ℝ)
37 reex 11294 . . . . . . . . . 10 ℝ ∈ V
3837a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ℝ ∈ V)
39 inidm 4123 . . . . . . . . 9 (ℝ ∩ ℝ) = ℝ
40 eqidd 2761 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
41 eqidd 2761 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) = (𝐹‘𝑦))
4234, 36, 38, 38, 39, 40, 41ofrfval 7703 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚) ∘r ≤ 𝐹 ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦)))
4333, 42mpbid 235 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ∀𝑦 ∈ ℝ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
4443r19.21bi 3254 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
4544an32s 665 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
4645ralrimiva 3154 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
47 brralrspcev 5164 . . . 4 (((𝐹‘𝑦) ∈ ℝ ∧ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦)) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
4830, 46, 47syl2anc 596 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
491fveq2d 6889 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑚 → (∫2‘(𝑃‘𝑛)) = (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
5049cbvmptv 5208 . . . . 5 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
5150rneqi 5918 . . . 4 ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
5251supeq1i 9442 . . 3 sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))), ℝ*, < )
539, 13, 25, 26, 48, 52itg2mono 26079 . 2 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ))) = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ))
5428feqmptd 6953 . . . . 5 (𝜑 → 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝐹‘𝑦)))
551fveq1d 6887 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑦) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
5655cbvmptv 5208 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
5756rneqi 5918 . . . . . . . 8 ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
5857supeq1i 9442 . . . . . . 7 sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )
59 nnuz 13007 . . . . . . . . 9 ℕ = (ℤ≥‘1)
60 1zzd 12730 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 1 ∈ ℤ)
6115ffvelcdmda 7084 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ ℝ)
6261an32s 665 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ ℝ)
6362, 56fmptd 7114 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)):ℕ⟶ℝ)
64 peano2nn 12350 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑚 ∈ ℕ → (𝑚 + 1) ∈ ℕ)
65 ffvelcdm 7081 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑃:ℕ⟶dom ∫1 ∧ (𝑚 + 1) ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)) ∈ dom ∫1)
6610, 64, 65syl2an 608 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)) ∈ dom ∫1)
67 i1ff 26002 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃‘(𝑚 + 1)) ∈ dom ∫1 → (𝑃‘(𝑚 + 1)):ℝ⟶ℝ)
6866, 67syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)):ℝ⟶ℝ)
6968ffnd 6710 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)) Fn ℝ)
70 eqidd 2761 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
7134, 69, 38, 38, 39, 40, 70ofrfval 7703 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚) ∘r ≤ (𝑃‘(𝑚 + 1)) ↔ ∀𝑦 ∈ ℝ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦)))
7226, 71mpbid 235 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ∀𝑦 ∈ ℝ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
7372r19.21bi 3254 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
7473an32s 665 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
75 eqid 2760 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))
76 fvex 6898 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ V
7755, 75, 76fvmpt 6993 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
7877adantl 487 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
79 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = (𝑚 + 1) → (𝑃‘𝑛) = (𝑃‘(𝑚 + 1)))
8079fveq1d 6887 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = (𝑚 + 1) → ((𝑃‘𝑛)‘𝑦) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
81 fvex 6898 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦) ∈ V
8280, 75, 81fvmpt 6993 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑚 + 1) ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘(𝑚 + 1)) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
8364, 82syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘(𝑚 + 1)) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
8483adantl 487 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘(𝑚 + 1)) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
8574, 78, 843brtr4d 5136 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘(𝑚 + 1)))
8677breq1d 5112 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 ∈ ℕ → (((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧 ↔ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧))
8786ralbiia 3106 . . . . . . . . . . 11 (∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧 ↔ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
8887rexbii 3109 . . . . . . . . . 10 (∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
8948, 88sylibr 237 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∃𝑧 ∈ ℝ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧)
9059, 60, 63, 85, 89climsup 15842 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ))
91 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))
9291mpteq2dv 5198 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)))
93 fveq2 6885 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦))
9492, 93breq12d 5115 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) ⇝ (𝐹‘𝑥) ↔ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦)))
9594rspccva 3575 . . . . . . . . 9 ((∀𝑥 ∈ ℝ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) ⇝ (𝐹‘𝑥) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦))
9632, 95sylan 592 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦))
97 climuni 15724 . . . . . . . 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))
9890, 96, 97syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ) = (𝐹‘𝑦))
9958, 98eqtr3id 2809 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < ) = (𝐹‘𝑦))
10099mpteq2dva 5197 . . . . 5 (𝜑 → (𝑦 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )) = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝐹‘𝑦)))
10154, 100eqtr4d 2798 . . . 4 (𝜑 → 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )))
102101, 9eqtr4di 2813 . . 3 (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < )))
103102fveq2d 6889 . 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 26062 . . . . . . . 8 (((𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1 ∧ 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚)) → (∫2‘(𝑃‘𝑚)) = (∫1‘(𝑃‘𝑚)))
10611, 23, 105syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (∫2‘(𝑃‘𝑚)) = (∫1‘(𝑃‘𝑚)))
107106mpteq2dva 5197 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫1‘(𝑃‘𝑚))))
108104, 107eqtr4id 2814 . . . . 5 (𝜑 → 𝑆 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))))
109108, 50eqtr4di 2813 . . . 4 (𝜑 → 𝑆 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))))
110109rneqd 5919 . . 3 (𝜑 → ran 𝑆 = ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))))
111110supeq1d 9441 . 2 (𝜑 → sup(ran 𝑆, ℝ*, < ) = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ))
11253, 103, 1113eqtr4d 2805 1 (𝜑 → (∫2‘𝐹) = sup(ran 𝑆, ℝ*, < ))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  Vcvv 3450   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  dom cdm 5650  ran crn 5651   Fn wfn 6533  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ∘r cofr 7692  supcsup 9435  ℝcr 11202  0cc0 11203  1c1 11204   + caddc 11206  +∞cpnf 11343  ℝ*cxr 11345   < clt 11346   ≤ cle 11347  ℕcn 12338  [,)cico 13481   ⇝ cli 15656  MblFncmbf 25940  ∫1citg1 25941  ∫2citg2 25942  0𝑝c0p 25995
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9645  ax-cc 10516  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281  ax-addf 11282
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-disj 5070  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-ofr 7694  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-2o 8480  df-oadd 8483  df-omul 8484  df-er 8720  df-map 8852  df-pm 8853  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-fi 9406  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9507  df-dju 9985  df-card 10023  df-acn 10026  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-n0 12610  df-z 12697  df-uz 12969  df-q 13079  df-rp 13124  df-xneg 13244  df-xadd 13245  df-xmul 13246  df-ioo 13483  df-ioc 13484  df-ico 13485  df-icc 13486  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-fl 13935  df-seq 14148  df-exp 14208  df-hash 14478  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-clim 15660  df-rlim 15661  df-sum 15859  df-rest 17598  df-topgen 17619  df-psmet 21675  df-xmet 21676  df-met 21677  df-bl 21678  df-mopn 21679  df-top 23217  df-topon 23234  df-bases 23269  df-cmp 23710  df-ovol 25790  df-vol 25791  df-mbf 25945  df-itg1 25946  df-itg2 25947  df-0p 25996
This theorem is used by:  itg2i1fseq2  26082
  Copyright terms: Public domain W3C validator