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

Theorem itgcnlem 26143
Description: Expand out the sum in dfitg 26123. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
itgcnlem.r 𝑅 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘𝐵)), (ℜ‘𝐵), 0)))
itgcnlem.s 𝑆 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℜ‘𝐵)), -(ℜ‘𝐵), 0)))
itgcnlem.t 𝑇 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℑ‘𝐵)), (ℑ‘𝐵), 0)))
itgcnlem.u 𝑈 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℑ‘𝐵)), -(ℑ‘𝐵), 0)))
itgcnlem.v ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ 𝑉)
itgcnlem.i (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ 𝐿1)
Assertion
Ref Expression
itgcnlem (𝜑 → ∫𝐴𝐵 d𝑥 = ((𝑅 − 𝑆) + (i · (𝑇 − 𝑈))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝜑,𝑥   𝑥,𝑉
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝑅(𝑥)   𝑆(𝑥)   𝑇(𝑥)   𝑈(𝑥)

Proof of Theorem itgcnlem
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2763 . . . 4 (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))) = (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))
21dfitg 26123 . . 3 ∫𝐴𝐵 d𝑥 = Σ𝑘 ∈ (0...3)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))))
3 nn0uz 13033 . . . . 5 ℕ0 = (ℤ≥‘0)
4 df-3 12436 . . . . 5 3 = (2 + 1)
5 oveq2 7454 . . . . . . 7 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = (i↑3))
6 i3 14377 . . . . . . 7 (i↑3) = -i
75, 6eqtrdi 2814 . . . . . 6 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = -i)
86itgvallem 26138 . . . . . 6 (𝑘 = 3 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0))))
97, 8oveq12d 7464 . . . . 5 (𝑘 = 3 → ((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = ( -i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0)))))
10 ax-icn 11289 . . . . . . . 8 i ∈ ℂ
1110a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → i ∈ ℂ)
12 expcl 14252 . . . . . . 7 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
1311, 12sylan 592 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
14 nn0z 12747 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ ℕ0 → 𝑘 ∈ ℤ)
15 eqidd 2764 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))
16 eqidd 2764 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))) = (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))))
17 itgcnlem.i . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ 𝐿1)
18 itgcnlem.v . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ 𝑉)
1915, 16, 17, 18iblitg 26122 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) ∈ ℝ)
2019recnd 11367 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) ∈ ℂ)
2114, 20sylan2 605 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) ∈ ℂ)
2213, 21mulcld 11359 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) ∈ ℂ)
23 df-2 12435 . . . . . 6 2 = (1 + 1)
24 oveq2 7454 . . . . . . . 8 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = (i↑2))
25 i2 14376 . . . . . . . 8 (i↑2) = -1
2624, 25eqtrdi 2814 . . . . . . 7 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = -1)
2725itgvallem 26138 . . . . . . 7 (𝑘 = 2 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))))
2826, 27oveq12d 7464 . . . . . 6 (𝑘 = 2 → ((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = ( -1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0)))))
29 1e0p1 12891 . . . . . . 7 1 = (0 + 1)
30 oveq2 7454 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = (i↑1))
31 exp1 14240 . . . . . . . . . 10 (i ∈ ℂ → (i↑1) = i)
3210, 31ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (i↑1) = i
3330, 32eqtrdi 2814 . . . . . . . 8 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = i)
3432itgvallem 26138 . . . . . . . 8 (𝑘 = 1 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0))))
3533, 34oveq12d 7464 . . . . . . 7 (𝑘 = 1 → ((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0)))))
36 0z 12734 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℤ
37 itgcnlem.r . . . . . . . . . . . . . 14 𝑅 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘𝐵)), (ℜ‘𝐵), 0)))
38 iblmbf 26121 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ 𝐿1 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn)
3917, 38syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn)
4039, 18mbfmptcl 25990 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
4140div1d 12115 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐵 / 1) = 𝐵)
4241fveq2d 6915 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ℜ‘(𝐵 / 1)) = (ℜ‘𝐵))
4342ibllem 26118 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0) = if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘𝐵)), (ℜ‘𝐵), 0))
4443mpteq2dv 5203 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘𝐵)), (ℜ‘𝐵), 0)))
4544fveq2d 6915 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘𝐵)), (ℜ‘𝐵), 0))))
4637, 45eqtr4id 2817 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑅 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0))))
4746oveq2d 7462 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (1 · 𝑅) = (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))))
48 itgcnlem.s . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑆 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℜ‘𝐵)), -(ℜ‘𝐵), 0)))
49 itgcnlem.t . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑇 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℑ‘𝐵)), (ℑ‘𝐵), 0)))
50 itgcnlem.u . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑈 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℑ‘𝐵)), -(ℑ‘𝐵), 0)))
5137, 48, 49, 50, 18iblcnlem 26142 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ 𝐿1 ↔ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn ∧ (𝑅 ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ (𝑇 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ))))
5217, 51mpbid 235 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn ∧ (𝑅 ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ (𝑇 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ)))
5352simp2d 1161 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑅 ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ))
5453simpld 500 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ)
5554recnd 11367 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℂ)
5655mullidd 11357 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (1 · 𝑅) = 𝑅)
5747, 56eqtr3d 2800 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))) = 𝑅)
5857, 55eqeltrd 2864 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))) ∈ ℂ)
59 oveq2 7454 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 0 → (i↑𝑘) = (i↑0))
60 exp0 14238 . . . . . . . . . . . . . 14 (i ∈ ℂ → (i↑0) = 1)
6110, 60ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (i↑0) = 1
6259, 61eqtrdi 2814 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 0 → (i↑𝑘) = 1)
6361itgvallem 26138 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 0 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0))))
6462, 63oveq12d 7464 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 0 → ((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))))
6564fsum1 15945 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ ℤ ∧ (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...0)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))))
6636, 58, 65sylancr 599 . . . . . . . . 9 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...0)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / 1))), (ℜ‘(𝐵 / 1)), 0)))))
6766, 57eqtrd 2798 . . . . . . . 8 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...0)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = 𝑅)
68 0nn0 12651 . . . . . . . 8 0 ∈ ℕ0
6967, 68jctil 529 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 ∈ ℕ0 ∧ Σ𝑘 ∈ (0...0)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = 𝑅))
70 imval 15306 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐵 ∈ ℂ → (ℑ‘𝐵) = (ℜ‘(𝐵 / i)))
7140, 70syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ℑ‘𝐵) = (ℜ‘(𝐵 / i)))
7271ibllem 26118 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℑ‘𝐵)), (ℑ‘𝐵), 0) = if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0))
7372mpteq2dv 5203 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℑ‘𝐵)), (ℑ‘𝐵), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0)))
7473fveq2d 6915 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℑ‘𝐵)), (ℑ‘𝐵), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0))))
7549, 74eqtr2id 2811 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0))) = 𝑇)
7675oveq2d 7462 . . . . . . . 8 (𝜑 → (i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0)))) = (i · 𝑇))
7776oveq2d 7462 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 + (i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / i))), (ℜ‘(𝐵 / i)), 0))))) = (𝑅 + (i · 𝑇)))
783, 29, 35, 22, 69, 77fsump1i 15967 . . . . . 6 (𝜑 → (1 ∈ ℕ0 ∧ Σ𝑘 ∈ (0...1)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (𝑅 + (i · 𝑇))))
7940renegd 15408 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ℜ‘ -𝐵) = -(ℜ‘𝐵))
80 ax-1cn 11288 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1 ∈ ℂ
8180negnegi 11658 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 - -1 = 1
8281oveq2i 7457 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ( -𝐵 / - -1) = ( -𝐵 / 1)
8340negcld 11686 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → -𝐵 ∈ ℂ)
8483div1d 12115 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ( -𝐵 / 1) = -𝐵)
8582, 84eqtrid 2810 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ( -𝐵 / - -1) = -𝐵)
8680negcli 11656 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 -1 ∈ ℂ
87 neg1ne0 12337 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 -1 ≠ 0
88 div2neg 12070 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ -1 ∈ ℂ ∧ -1 ≠ 0) → ( -𝐵 / - -1) = (𝐵 / -1))
8986, 87, 88mp3an23 1483 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐵 ∈ ℂ → ( -𝐵 / - -1) = (𝐵 / -1))
9040, 89syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ( -𝐵 / - -1) = (𝐵 / -1))
9185, 90eqtr3d 2800 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → -𝐵 = (𝐵 / -1))
9291fveq2d 6915 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ℜ‘ -𝐵) = (ℜ‘(𝐵 / -1)))
9379, 92eqtr3d 2800 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → -(ℜ‘𝐵) = (ℜ‘(𝐵 / -1)))
9493ibllem 26118 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℜ‘𝐵)), -(ℜ‘𝐵), 0) = if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))
9594mpteq2dv 5203 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℜ‘𝐵)), -(ℜ‘𝐵), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0)))
9695fveq2d 6915 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℜ‘𝐵)), -(ℜ‘𝐵), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))))
9748, 96eqtrid 2810 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑆 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))))
9897oveq2d 7462 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ( -1 · 𝑆) = ( -1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0)))))
9953simprd 501 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑆 ∈ ℝ)
10099recnd 11367 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑆 ∈ ℂ)
101100mulm1d 11798 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ( -1 · 𝑆) = -𝑆)
10298, 101eqtr3d 2800 . . . . . . . 8 (𝜑 → ( -1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0)))) = -𝑆)
103102oveq2d 7462 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑅 + (i · 𝑇)) + ( -1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))))) = ((𝑅 + (i · 𝑇)) + -𝑆))
10452simp3d 1162 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑇 ∈ ℝ ∧ 𝑈 ∈ ℝ))
105104simpld 500 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑇 ∈ ℝ)
106105recnd 11367 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑇 ∈ ℂ)
107 mulcl 11314 . . . . . . . . . 10 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ ℂ) → (i · 𝑇) ∈ ℂ)
10810, 106, 107sylancr 599 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (i · 𝑇) ∈ ℂ)
10955, 108addcld 11358 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅 + (i · 𝑇)) ∈ ℂ)
110109, 100negsubd 11705 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑅 + (i · 𝑇)) + -𝑆) = ((𝑅 + (i · 𝑇)) − 𝑆))
11155, 108, 100addsubd 11720 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑅 + (i · 𝑇)) − 𝑆) = ((𝑅 − 𝑆) + (i · 𝑇)))
112103, 110, 1113eqtrd 2802 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑅 + (i · 𝑇)) + ( -1 · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -1))), (ℜ‘(𝐵 / -1)), 0))))) = ((𝑅 − 𝑆) + (i · 𝑇)))
1133, 23, 28, 22, 78, 112fsump1i 15967 . . . . 5 (𝜑 → (2 ∈ ℕ0 ∧ Σ𝑘 ∈ (0...2)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = ((𝑅 − 𝑆) + (i · 𝑇))))
114 imval 15306 . . . . . . . . . . . . . 14 ( -𝐵 ∈ ℂ → (ℑ‘ -𝐵) = (ℜ‘( -𝐵 / i)))
11583, 114syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ℑ‘ -𝐵) = (ℜ‘( -𝐵 / i)))
11640imnegd 15409 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ℑ‘ -𝐵) = -(ℑ‘𝐵))
11710negnegi 11658 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 - -i = i
118117eqcomi 2772 . . . . . . . . . . . . . . . 16 i = - -i
119118oveq2i 7457 . . . . . . . . . . . . . . 15 ( -𝐵 / i) = ( -𝐵 / - -i)
12010negcli 11656 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 -i ∈ ℂ
121 ine0 11781 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 i ≠ 0
12210, 121negne0i 11663 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 -i ≠ 0
123 div2neg 12070 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ -i ∈ ℂ ∧ -i ≠ 0) → ( -𝐵 / - -i) = (𝐵 / -i))
124120, 122, 123mp3an23 1483 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐵 ∈ ℂ → ( -𝐵 / - -i) = (𝐵 / -i))
12540, 124syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ( -𝐵 / - -i) = (𝐵 / -i))
126119, 125eqtrid 2810 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ( -𝐵 / i) = (𝐵 / -i))
127126fveq2d 6915 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ℜ‘( -𝐵 / i)) = (ℜ‘(𝐵 / -i)))
128115, 116, 1273eqtr3d 2806 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → -(ℑ‘𝐵) = (ℜ‘(𝐵 / -i)))
129128ibllem 26118 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℑ‘𝐵)), -(ℑ‘𝐵), 0) = if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0))
130129mpteq2dv 5203 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℑ‘𝐵)), -(ℑ‘𝐵), 0)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0)))
131130fveq2d 6915 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ -(ℑ‘𝐵)), -(ℑ‘𝐵), 0))) = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0))))
13250, 131eqtrid 2810 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑈 = (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0))))
133132oveq2d 7462 . . . . . . 7 (𝜑 → ( -i · 𝑈) = ( -i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0)))))
134104simprd 501 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ)
135134recnd 11367 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑈 ∈ ℂ)
136 mulneg12 11784 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑈 ∈ ℂ) → ( -i · 𝑈) = (i · -𝑈))
13710, 135, 136sylancr 599 . . . . . . 7 (𝜑 → ( -i · 𝑈) = (i · -𝑈))
138133, 137eqtr3d 2800 . . . . . 6 (𝜑 → ( -i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0)))) = (i · -𝑈))
139138oveq2d 7462 . . . . 5 (𝜑 → (((𝑅 − 𝑆) + (i · 𝑇)) + ( -i · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / -i))), (ℜ‘(𝐵 / -i)), 0))))) = (((𝑅 − 𝑆) + (i · 𝑇)) + (i · -𝑈)))
1403, 4, 9, 22, 113, 139fsump1i 15967 . . . 4 (𝜑 → (3 ∈ ℕ0 ∧ Σ𝑘 ∈ (0...3)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (((𝑅 − 𝑆) + (i · 𝑇)) + (i · -𝑈))))
141140simprd 501 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (0...3)((i↑𝑘) · (∫2‘(𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘)))), (ℜ‘(𝐵 / (i↑𝑘))), 0)))) = (((𝑅 − 𝑆) + (i · 𝑇)) + (i · -𝑈)))
1422, 141eqtrid 2810 . 2 (𝜑 → ∫𝐴𝐵 d𝑥 = (((𝑅 − 𝑆) + (i · 𝑇)) + (i · -𝑈)))
14355, 100subcld 11699 . . 3 (𝜑 → (𝑅 − 𝑆) ∈ ℂ)
144135negcld 11686 . . . 4 (𝜑 → -𝑈 ∈ ℂ)
145 mulcl 11314 . . . 4 ((i ∈ ℂ ∧ -𝑈 ∈ ℂ) → (i · -𝑈) ∈ ℂ)
14610, 144, 145sylancr 599 . . 3 (𝜑 → (i · -𝑈) ∈ ℂ)
147143, 108, 146addassd 11361 . 2 (𝜑 → (((𝑅 − 𝑆) + (i · 𝑇)) + (i · -𝑈)) = ((𝑅 − 𝑆) + ((i · 𝑇) + (i · -𝑈))))
14811, 106, 144adddid 11363 . . . 4 (𝜑 → (i · (𝑇 + -𝑈)) = ((i · 𝑇) + (i · -𝑈)))
149106, 135negsubd 11705 . . . . 5 (𝜑 → (𝑇 + -𝑈) = (𝑇 − 𝑈))
150149oveq2d 7462 . . . 4 (𝜑 → (i · (𝑇 + -𝑈)) = (i · (𝑇 − 𝑈)))
151148, 150eqtr3d 2800 . . 3 (𝜑 → ((i · 𝑇) + (i · -𝑈)) = (i · (𝑇 − 𝑈)))
152151oveq2d 7462 . 2 (𝜑 → ((𝑅 − 𝑆) + ((i · 𝑇) + (i · -𝑈))) = ((𝑅 − 𝑆) + (i · (𝑇 − 𝑈))))
153142, 147, 1523eqtrd 2802 1 (𝜑 → ∫𝐴𝐵 d𝑥 = ((𝑅 − 𝑆) + (i · (𝑇 − 𝑈))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ifcif 4485   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5190  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446  ℂcc 11228  ℝcr 11229  0cc0 11230  1c1 11231  ici 11232   + caddc 11233   · cmul 11235   ≤ cle 11374   − cmin 11571   -cneg 11572   / cdiv 12003  2c2 12427  3c3 12428  ℕ0cn0 12636  ℤcz 12723  ...cfz 13669  ↑cexp 14234  ℜcre 15296  ℑcim 15297  Σcsu 15885  MblFncmbf 25968  ∫2citg2 25970  𝐿1cibl 25971  ∫citg 25972
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-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
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-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-om 7905  df-1st 8028  df-2nd 8029  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8507  df-er 8748  df-pm 8881  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-fin 9008  df-sup 9464  df-inf 9465  df-oi 9534  df-card 10050  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-4 12437  df-n0 12637  df-z 12724  df-uz 12996  df-rp 13151  df-fz 13670  df-fzo 13819  df-fl 13962  df-mod 14040  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-sum 15886  df-mbf 25973  df-ibl 25976  df-itg 25977
This theorem is used by:  itgrevallem1  26148  itgcnval  26153
  Copyright terms: Public domain W3C validator