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

Theorem itg2i1fseq 26109
Description: Subject to the conditions coming from mbfi1fseq 26075, 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 6911 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑚 → (𝑃‘𝑛) = (𝑃‘𝑚))
21fveq1d 6913 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑥))
32cbvmptv 5213 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑥))
4 fveq2 6911 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑃‘𝑚)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
54mpteq2dv 5203 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
63, 5eqtrid 2810 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
76rneqd 5928 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)))
87supeq1d 9468 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < ))
98cbvmptv 5213 . . 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 7111 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1)
12 i1fmbf 26029 . . . 4 ((𝑃‘𝑚) ∈ dom ∫1 → (𝑃‘𝑚) ∈ MblFn)
1311, 12syl 18 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∈ MblFn)
14 i1ff 26030 . . . . 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 5118 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑚 → (0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑛) ↔ 0𝑝 ∘r ≤ (𝑃‘𝑚)))
18 fvoveq1 7469 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑚 → (𝑃‘(𝑛 + 1)) = (𝑃‘(𝑚 + 1)))
191, 18breq12d 5119 . . . . . . . 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 3579 . . . . . 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 26026 . . . 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 13617 . . . . 5 (0[,)+∞) ⊆ ℝ
28 itg2i1fseq.2 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶(0[,)+∞))
2928ffvelcdmda 7111 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) ∈ (0[,)+∞))
3027, 29sselid 3911 . . . 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 26108 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) ∘r ≤ 𝐹)
3415ffnd 6735 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘𝑚) Fn ℝ)
3528ffnd 6735 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐹 Fn ℝ)
3635adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → 𝐹 Fn ℝ)
37 reex 11321 . . . . . . . . . 10 ℝ ∈ V
3837a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ℝ ∈ V)
39 inidm 4126 . . . . . . . . 9 (ℝ ∩ ℝ) = ℝ
40 eqidd 2764 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
41 eqidd 2764 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑦) = (𝐹‘𝑦))
4234, 36, 38, 38, 39, 40, 41ofrfval 7730 . . . . . . . 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 3258 . . . . . 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 3158 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ (𝐹‘𝑦))
47 brralrspcev 5169 . . . 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 6915 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑚 → (∫2‘(𝑃‘𝑛)) = (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
5049cbvmptv 5213 . . . . 5 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
5150rneqi 5927 . . . 4 ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚)))
5251supeq1i 9469 . . 3 sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))), ℝ*, < )
539, 13, 25, 26, 48, 52itg2mono 26107 . 2 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < ))) = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ))
5428feqmptd 6979 . . . . 5 (𝜑 → 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝐹‘𝑦)))
551fveq1d 6913 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑚 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑦) = ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
5655cbvmptv 5213 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
5756rneqi 5927 . . . . . . . 8 ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦))
5857supeq1i 9469 . . . . . . 7 sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ) = sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )
59 nnuz 13034 . . . . . . . . 9 ℕ = (ℤ≥‘1)
60 1zzd 12757 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 1 ∈ ℤ)
6115ffvelcdmda 7111 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ ℝ)
6261an32s 665 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ ℝ)
6362, 56fmptd 7141 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)):ℕ⟶ℝ)
64 peano2nn 12377 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑚 ∈ ℕ → (𝑚 + 1) ∈ ℕ)
65 ffvelcdm 7108 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 26030 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃‘(𝑚 + 1)) ∈ dom ∫1 → (𝑃‘(𝑚 + 1)):ℝ⟶ℝ)
6866, 67syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)):ℝ⟶ℝ)
6968ffnd 6735 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑃‘(𝑚 + 1)) Fn ℝ)
70 eqidd 2764 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
7134, 69, 38, 38, 39, 40, 70ofrfval 7730 . . . . . . . . . . . . 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 3258 . . . . . . . . . . 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 2763 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))
76 fvex 6924 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ∈ V
7755, 75, 76fvmpt 7019 . . . . . . . . . . 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 6911 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = (𝑚 + 1) → (𝑃‘𝑛) = (𝑃‘(𝑚 + 1)))
8079fveq1d 6913 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = (𝑚 + 1) → ((𝑃‘𝑛)‘𝑦) = ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦))
81 fvex 6924 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃‘(𝑚 + 1))‘𝑦) ∈ V
8280, 75, 81fvmpt 7019 . . . . . . . . . . . 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 5141 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘(𝑚 + 1)))
8677breq1d 5116 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 ∈ ℕ → (((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧 ↔ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧))
8786ralbiia 3110 . . . . . . . . . . 11 (∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))‘𝑚) ≤ 𝑧 ↔ ∀𝑚 ∈ ℕ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦) ≤ 𝑧)
8887rexbii 3113 . . . . . . . . . 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 15869 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)), ℝ, < ))
91 fveq2 6911 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑃‘𝑛)‘𝑥) = ((𝑃‘𝑛)‘𝑦))
9291mpteq2dv 5203 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)))
93 fveq2 6911 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦))
9492, 93breq12d 5119 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)) ⇝ (𝐹‘𝑥) ↔ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑦)) ⇝ (𝐹‘𝑦)))
9594rspccva 3579 . . . . . . . . 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 15751 . . . . . . . 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 2812 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < ) = (𝐹‘𝑦))
10099mpteq2dva 5202 . . . . 5 (𝜑 → (𝑦 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )) = (𝑦 ∈ ℝ ↦ (𝐹‘𝑦)))
10154, 100eqtr4d 2801 . . . 4 (𝜑 → 𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑚)‘𝑦)), ℝ, < )))
102101, 9eqtr4di 2816 . . 3 (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((𝑃‘𝑛)‘𝑥)), ℝ, < )))
103102fveq2d 6915 . 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 26090 . . . . . . . 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 5202 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫1‘(𝑃‘𝑚))))
108104, 107eqtr4id 2817 . . . . 5 (𝜑 → 𝑆 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑚))))
109108, 50eqtr4di 2816 . . . 4 (𝜑 → 𝑆 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))))
110109rneqd 5928 . . 3 (𝜑 → ran 𝑆 = ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))))
111110supeq1d 9468 . 2 (𝜑 → sup(ran 𝑆, ℝ*, < ) = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫2‘(𝑃‘𝑛))), ℝ*, < ))
11253, 103, 1113eqtr4d 2808 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 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  Vcvv 3454   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5190  dom cdm 5656  ran crn 5657   Fn wfn 6556  ⟶wf 6557  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446   ∘r cofr 7719  supcsup 9462  ℝcr 11229  0cc0 11230  1c1 11231   + caddc 11233  +∞cpnf 11370  ℝ*cxr 11372   < clt 11373   ≤ cle 11374  ℕcn 12365  [,)cico 13508   ⇝ cli 15683  MblFncmbf 25968  ∫1citg1 25969  ∫2citg2 25970  0𝑝c0p 26023
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-inf2 9672  ax-cc 10543  ax-cnex 11286  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307  ax-pre-sup 11308  ax-addf 11309
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-disj 5074  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-se 5610  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-of 7720  df-ofr 7721  df-om 7905  df-1st 8028  df-2nd 8029  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8507  df-2o 8508  df-oadd 8511  df-omul 8512  df-er 8748  df-map 8880  df-pm 8881  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-fin 9008  df-fi 9433  df-sup 9464  df-inf 9465  df-oi 9534  df-dju 10012  df-card 10050  df-acn 10053  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-div 12004  df-nn 12366  df-2 12435  df-3 12436  df-n0 12637  df-z 12724  df-uz 12996  df-q 13106  df-rp 13151  df-xneg 13271  df-xadd 13272  df-xmul 13273  df-ioo 13510  df-ioc 13511  df-ico 13512  df-icc 13513  df-fz 13670  df-fzo 13819  df-fl 13962  df-seq 14175  df-exp 14235  df-hash 14505  df-cj 15298  df-re 15299  df-im 15300  df-sqrt 15434  df-abs 15435  df-clim 15687  df-rlim 15688  df-sum 15886  df-rest 17625  df-topgen 17646  df-psmet 21703  df-xmet 21704  df-met 21705  df-bl 21706  df-mopn 21707  df-top 23245  df-topon 23262  df-bases 23297  df-cmp 23738  df-ovol 25818  df-vol 25819  df-mbf 25973  df-itg1 25974  df-itg2 25975  df-0p 26024
This theorem is used by:  itg2i1fseq2  26110
  Copyright terms: Public domain W3C validator