Theorem itg2val 25956

Description: Value of the integral on nonnegative real functions. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Jun-2014.)

Hypothesis

Ref	Expression
itg2val.1	⊢ 𝐿 = {𝑥 ∣ ∃𝑔 ∈ dom ∫1(𝑔 ∘r ≤ 𝐹 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔))}

Assertion

Ref	Expression
itg2val	⊢ (𝐹:ℝ⟶(0[,]+∞) → (∫2‘𝐹) = sup(𝐿, ℝ*, < ))

Distinct variable group:   𝑥,𝑔,𝐹

Allowed substitution hints:   𝐿(𝑥, 𝑔)

Proof of Theorem itg2val

Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		xrltso 13192	. . 3 ⊢ < Or ℝ*
2	1	supex 9434	. 2 ⊢ sup(𝐿, ℝ*, < ) ∈ V
3		reex 11215	. 2 ⊢ ℝ ∈ V
4		ovex 7446	. 2 ⊢ (0[,]+∞) ∈ V
5		breq2 5107	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (𝑔 ∘r ≤ 𝑓 ↔ 𝑔 ∘r ≤ 𝐹))
6	5	anbi1d 643	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → ((𝑔 ∘r ≤ 𝑓 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔)) ↔ (𝑔 ∘r ≤ 𝐹 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔))))
7	6	rexbidv 3186	. . . . 5 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (∃𝑔 ∈ dom ∫1(𝑔 ∘r ≤ 𝑓 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔)) ↔ ∃𝑔 ∈ dom ∫1(𝑔 ∘r ≤ 𝐹 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔))))
8	7	abbidv 2826	. . . 4 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → {𝑥 ∣ ∃𝑔 ∈ dom ∫1(𝑔 ∘r ≤ 𝑓 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔))} = {𝑥 ∣ ∃𝑔 ∈ dom ∫1(𝑔 ∘r ≤ 𝐹 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔))})
9		itg2val.1	. . . 4 ⊢ 𝐿 = {𝑥 ∣ ∃𝑔 ∈ dom ∫1(𝑔 ∘r ≤ 𝐹 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔))}
10	8, 9	eqtr4di 2813	. . 3 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → {𝑥 ∣ ∃𝑔 ∈ dom ∫1(𝑔 ∘r ≤ 𝑓 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔))} = 𝐿)
11	10	supeq1d 9416	. 2 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → sup({𝑥 ∣ ∃𝑔 ∈ dom ∫1(𝑔 ∘r ≤ 𝑓 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔))}, ℝ*, < ) = sup(𝐿, ℝ*, < ))
12		df-itg2 25849	. 2 ⊢ ∫2 = (𝑓 ∈ ((0[,]+∞) ↑m ℝ) ↦ sup({𝑥 ∣ ∃𝑔 ∈ dom ∫1(𝑔 ∘r ≤ 𝑓 ∧ 𝑥 = (∫1‘𝑔))}, ℝ*, < ))
13	2, 3, 4, 11, 12	fvmptmap 8888	1 ⊢ (𝐹:ℝ⟶(0[,]+∞) → (∫2‘𝐹) = sup(𝐿, ℝ*, < ))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570  {cab 2738  ∃wrex 3086   class class class wbr 5103  dom cdm 5655  ⟶wf 6529  ‘cfv 6533  (class class class)co 7413   ∘_r cofr 7677  supcsup 9410  ℝcr 11123  0cc0 11124  +∞cpnf 11264  ℝ^*cxr 11266   < clt 11267   ≤ cle 11268  [,]cicc 13401  ∫₁citg1 25843  ∫₂citg2 25844

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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199

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 2100  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-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-id 5550  df-po 5563  df-so 5564  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-er 8696  df-map 8828  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-sup 9412  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-itg2 25849

This theorem is used by:  itg2cl  25960  itg2ub  25961  itg2leub  25962  itg2addnclem  38420