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

Theorem itgparts 24034
Description: Integration by parts. If 𝐵(𝑥) is the derivative of 𝐴(𝑥) and 𝐷(𝑥) is the derivative of 𝐶(𝑥), and 𝐸 = (𝐴 · 𝐵)(𝑋) and 𝐹 = (𝐴 · 𝐵)(𝑌), then under suitable integrability and differentiability assumptions, the integral of 𝐴 · 𝐷 from 𝑋 to 𝑌 is equal to 𝐹𝐸 minus the integral of 𝐵 · 𝐶. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
itgparts.x (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
itgparts.y (𝜑𝑌 ∈ ℝ)
itgparts.le (𝜑𝑋𝑌)
itgparts.a (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴) ∈ ((𝑋[,]𝑌)–cn→ℂ))
itgparts.c (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶) ∈ ((𝑋[,]𝑌)–cn→ℂ))
itgparts.b (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
itgparts.d (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
itgparts.ad (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐷)) ∈ 𝐿1)
itgparts.bc (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ (𝐵 · 𝐶)) ∈ 𝐿1)
itgparts.da (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴)) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵))
itgparts.dc (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶)) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷))
itgparts.e ((𝜑𝑥 = 𝑋) → (𝐴 · 𝐶) = 𝐸)
itgparts.f ((𝜑𝑥 = 𝑌) → (𝐴 · 𝐶) = 𝐹)
Assertion
Ref Expression
itgparts (𝜑 → ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐴 · 𝐷) d𝑥 = ((𝐹𝐸) − ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐵 · 𝐶) d𝑥))
Distinct variable groups:   𝜑,𝑥   𝑥,𝑋   𝑥,𝑌   𝑥,𝐸   𝑥,𝐹
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑥)   𝐷(𝑥)

Proof of Theorem itgparts
Dummy variable 𝑡 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 itgparts.b . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
2 cncff 22917 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ) → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵):(𝑋(,)𝑌)⟶ℂ)
31, 2syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵):(𝑋(,)𝑌)⟶ℂ)
4 eqid 2817 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵)
54fmpt 6609 . . . . . . 7 (∀𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)𝐵 ∈ ℂ ↔ (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵):(𝑋(,)𝑌)⟶ℂ)
63, 5sylibr 225 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)𝐵 ∈ ℂ)
76r19.21bi 3131 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → 𝐵 ∈ ℂ)
8 ioossicc 12484 . . . . . . 7 (𝑋(,)𝑌) ⊆ (𝑋[,]𝑌)
98sseli 3805 . . . . . 6 (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) → 𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌))
10 itgparts.c . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶) ∈ ((𝑋[,]𝑌)–cn→ℂ))
11 cncff 22917 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶) ∈ ((𝑋[,]𝑌)–cn→ℂ) → (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶):(𝑋[,]𝑌)⟶ℂ)
1210, 11syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶):(𝑋[,]𝑌)⟶ℂ)
13 eqid 2817 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶) = (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶)
1413fmpt 6609 . . . . . . . 8 (∀𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌)𝐶 ∈ ℂ ↔ (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶):(𝑋[,]𝑌)⟶ℂ)
1512, 14sylibr 225 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌)𝐶 ∈ ℂ)
1615r19.21bi 3131 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌)) → 𝐶 ∈ ℂ)
179, 16sylan2 582 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → 𝐶 ∈ ℂ)
187, 17mulcld 10352 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → (𝐵 · 𝐶) ∈ ℂ)
19 itgparts.bc . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ (𝐵 · 𝐶)) ∈ 𝐿1)
2018, 19itgcl 23774 . . 3 (𝜑 → ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐵 · 𝐶) d𝑥 ∈ ℂ)
21 itgparts.a . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴) ∈ ((𝑋[,]𝑌)–cn→ℂ))
22 cncff 22917 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴) ∈ ((𝑋[,]𝑌)–cn→ℂ) → (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴):(𝑋[,]𝑌)⟶ℂ)
2321, 22syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴):(𝑋[,]𝑌)⟶ℂ)
24 eqid 2817 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴) = (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴)
2524fmpt 6609 . . . . . . . 8 (∀𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌)𝐴 ∈ ℂ ↔ (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴):(𝑋[,]𝑌)⟶ℂ)
2623, 25sylibr 225 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌)𝐴 ∈ ℂ)
2726r19.21bi 3131 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌)) → 𝐴 ∈ ℂ)
289, 27sylan2 582 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → 𝐴 ∈ ℂ)
29 itgparts.d . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
30 cncff 22917 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ) → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷):(𝑋(,)𝑌)⟶ℂ)
3129, 30syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷):(𝑋(,)𝑌)⟶ℂ)
32 eqid 2817 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷)
3332fmpt 6609 . . . . . . 7 (∀𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)𝐷 ∈ ℂ ↔ (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷):(𝑋(,)𝑌)⟶ℂ)
3431, 33sylibr 225 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)𝐷 ∈ ℂ)
3534r19.21bi 3131 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → 𝐷 ∈ ℂ)
3628, 35mulcld 10352 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → (𝐴 · 𝐷) ∈ ℂ)
37 itgparts.ad . . . 4 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐷)) ∈ 𝐿1)
3836, 37itgcl 23774 . . 3 (𝜑 → ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐴 · 𝐷) d𝑥 ∈ ℂ)
3920, 38pncan2d 10686 . 2 (𝜑 → ((∫(𝑋(,)𝑌)(𝐵 · 𝐶) d𝑥 + ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐴 · 𝐷) d𝑥) − ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐵 · 𝐶) d𝑥) = ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐴 · 𝐷) d𝑥)
4018, 19, 36, 37itgadd 23815 . . . 4 (𝜑 → ∫(𝑋(,)𝑌)((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)) d𝑥 = (∫(𝑋(,)𝑌)(𝐵 · 𝐶) d𝑥 + ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐴 · 𝐷) d𝑥))
41 fveq2 6415 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑡 → ((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑥) = ((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑡))
42 nfcv 2959 . . . . . . 7 𝑡((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑥)
43 nfcv 2959 . . . . . . . . 9 𝑥
44 nfcv 2959 . . . . . . . . 9 𝑥 D
45 nfmpt1 4952 . . . . . . . . 9 𝑥(𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))
4643, 44, 45nfov 6911 . . . . . . . 8 𝑥(ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))
47 nfcv 2959 . . . . . . . 8 𝑥𝑡
4846, 47nffv 6425 . . . . . . 7 𝑥((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑡)
4941, 42, 48cbvitg 23766 . . . . . 6 ∫(𝑋(,)𝑌)((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑥) d𝑥 = ∫(𝑋(,)𝑌)((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑡) d𝑡
50 itgparts.x . . . . . . 7 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
51 itgparts.y . . . . . . 7 (𝜑𝑌 ∈ ℝ)
52 itgparts.le . . . . . . 7 (𝜑𝑋𝑌)
53 ax-resscn 10285 . . . . . . . . . . 11 ℝ ⊆ ℂ
5453a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
55 iccssre 12480 . . . . . . . . . . 11 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑌 ∈ ℝ) → (𝑋[,]𝑌) ⊆ ℝ)
5650, 51, 55syl2anc 575 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑋[,]𝑌) ⊆ ℝ)
5727, 16mulcld 10352 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌)) → (𝐴 · 𝐶) ∈ ℂ)
58 eqid 2817 . . . . . . . . . . 11 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
5958tgioo2 22827 . . . . . . . . . 10 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
60 iccntr 22845 . . . . . . . . . . 11 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑌 ∈ ℝ) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝑋[,]𝑌)) = (𝑋(,)𝑌))
6150, 51, 60syl2anc 575 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝑋[,]𝑌)) = (𝑋(,)𝑌))
6254, 56, 57, 59, 58, 61dvmptntr 23958 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))) = (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))))
63 reelprrecn 10320 . . . . . . . . . . 11 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
6463a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
6554, 56, 27, 59, 58, 61dvmptntr 23958 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴)) = (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐴)))
66 itgparts.da . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴)) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵))
6765, 66eqtr3d 2853 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐴)) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐵))
6854, 56, 16, 59, 58, 61dvmptntr 23958 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶)) = (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐶)))
69 itgparts.dc . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶)) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷))
7068, 69eqtr3d 2853 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐶)) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐷))
7164, 28, 7, 67, 17, 35, 70dvmptmul 23948 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐴))))
7235, 28mulcomd 10353 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → (𝐷 · 𝐴) = (𝐴 · 𝐷))
7372oveq2d 6897 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → ((𝐵 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐴)) = ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)))
7473mpteq2dva 4949 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐴))) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷))))
7562, 71, 743eqtrd 2855 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷))))
7658addcn 22889 . . . . . . . . . 10 + ∈ (((TopOpen‘ℂfld) ×t (TopOpen‘ℂfld)) Cn (TopOpen‘ℂfld))
7776a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → + ∈ (((TopOpen‘ℂfld) ×t (TopOpen‘ℂfld)) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
78 resmpt 5665 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑋(,)𝑌) ⊆ (𝑋[,]𝑌) → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶) ↾ (𝑋(,)𝑌)) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐶))
798, 78ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶) ↾ (𝑋(,)𝑌)) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐶)
80 rescncf 22921 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑋(,)𝑌) ⊆ (𝑋[,]𝑌) → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶) ∈ ((𝑋[,]𝑌)–cn→ℂ) → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶) ↾ (𝑋(,)𝑌)) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ)))
818, 10, 80mpsyl 68 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐶) ↾ (𝑋(,)𝑌)) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
8279, 81syl5eqelr 2901 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐶) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
831, 82mulcncf 23437 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ (𝐵 · 𝐶)) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
84 resmpt 5665 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑋(,)𝑌) ⊆ (𝑋[,]𝑌) → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴) ↾ (𝑋(,)𝑌)) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐴))
858, 84ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴) ↾ (𝑋(,)𝑌)) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐴)
86 rescncf 22921 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑋(,)𝑌) ⊆ (𝑋[,]𝑌) → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴) ∈ ((𝑋[,]𝑌)–cn→ℂ) → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴) ↾ (𝑋(,)𝑌)) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ)))
878, 21, 86mpsyl 68 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ 𝐴) ↾ (𝑋(,)𝑌)) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
8885, 87syl5eqelr 2901 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ 𝐴) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
8988, 29mulcncf 23437 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐷)) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
9058, 77, 83, 89cncfmpt2f 22938 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷))) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
9175, 90eqeltrd 2896 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))) ∈ ((𝑋(,)𝑌)–cn→ℂ))
9218, 19, 36, 37ibladd 23811 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷))) ∈ 𝐿1)
9375, 92eqeltrd 2896 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))) ∈ 𝐿1)
9421, 10mulcncf 23437 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)) ∈ ((𝑋[,]𝑌)–cn→ℂ))
9550, 51, 52, 91, 93, 94ftc2 24031 . . . . . 6 (𝜑 → ∫(𝑋(,)𝑌)((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑡) d𝑡 = (((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑌) − ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑋)))
9649, 95syl5eq 2863 . . . . 5 (𝜑 → ∫(𝑋(,)𝑌)((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑥) d𝑥 = (((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑌) − ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑋)))
9775fveq1d 6417 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑥) = ((𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)))‘𝑥))
9897adantr 468 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → ((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑥) = ((𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)))‘𝑥))
99 simpr 473 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → 𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌))
100 ovex 6913 . . . . . . . 8 ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)) ∈ V
101 eqid 2817 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷))) = (𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)))
102101fvmpt2 6519 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ∧ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)) ∈ V) → ((𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)))‘𝑥) = ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)))
10399, 100, 102sylancl 576 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → ((𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌) ↦ ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)))‘𝑥) = ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)))
10498, 103eqtrd 2851 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑋(,)𝑌)) → ((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑥) = ((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)))
105104itgeq2dv 23772 . . . . 5 (𝜑 → ∫(𝑋(,)𝑌)((ℝ D (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)))‘𝑥) d𝑥 = ∫(𝑋(,)𝑌)((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)) d𝑥)
10650rexrd 10381 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑋 ∈ ℝ*)
10751rexrd 10381 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑌 ∈ ℝ*)
108 ubicc2 12516 . . . . . . . . 9 ((𝑋 ∈ ℝ*𝑌 ∈ ℝ*𝑋𝑌) → 𝑌 ∈ (𝑋[,]𝑌))
109106, 107, 52, 108syl3anc 1483 . . . . . . . 8 (𝜑𝑌 ∈ (𝑋[,]𝑌))
110 ovex 6913 . . . . . . . . 9 (𝐴 · 𝐶) ∈ V
111110csbex 4999 . . . . . . . 8 𝑌 / 𝑥(𝐴 · 𝐶) ∈ V
112 eqid 2817 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶)) = (𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))
113112fvmpts 6513 . . . . . . . 8 ((𝑌 ∈ (𝑋[,]𝑌) ∧ 𝑌 / 𝑥(𝐴 · 𝐶) ∈ V) → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑌) = 𝑌 / 𝑥(𝐴 · 𝐶))
114109, 111, 113sylancl 576 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑌) = 𝑌 / 𝑥(𝐴 · 𝐶))
115 itgparts.f . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 𝑌) → (𝐴 · 𝐶) = 𝐹)
11651, 115csbied 3766 . . . . . . 7 (𝜑𝑌 / 𝑥(𝐴 · 𝐶) = 𝐹)
117114, 116eqtrd 2851 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑌) = 𝐹)
118 lbicc2 12515 . . . . . . . . 9 ((𝑋 ∈ ℝ*𝑌 ∈ ℝ*𝑋𝑌) → 𝑋 ∈ (𝑋[,]𝑌))
119106, 107, 52, 118syl3anc 1483 . . . . . . . 8 (𝜑𝑋 ∈ (𝑋[,]𝑌))
120110csbex 4999 . . . . . . . 8 𝑋 / 𝑥(𝐴 · 𝐶) ∈ V
121112fvmpts 6513 . . . . . . . 8 ((𝑋 ∈ (𝑋[,]𝑌) ∧ 𝑋 / 𝑥(𝐴 · 𝐶) ∈ V) → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑋) = 𝑋 / 𝑥(𝐴 · 𝐶))
122119, 120, 121sylancl 576 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑋) = 𝑋 / 𝑥(𝐴 · 𝐶))
123 itgparts.e . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 𝑋) → (𝐴 · 𝐶) = 𝐸)
12450, 123csbied 3766 . . . . . . 7 (𝜑𝑋 / 𝑥(𝐴 · 𝐶) = 𝐸)
125122, 124eqtrd 2851 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑋) = 𝐸)
126117, 125oveq12d 6899 . . . . 5 (𝜑 → (((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑌) − ((𝑥 ∈ (𝑋[,]𝑌) ↦ (𝐴 · 𝐶))‘𝑋)) = (𝐹𝐸))
12796, 105, 1263eqtr3d 2859 . . . 4 (𝜑 → ∫(𝑋(,)𝑌)((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · 𝐷)) d𝑥 = (𝐹𝐸))
12840, 127eqtr3d 2853 . . 3 (𝜑 → (∫(𝑋(,)𝑌)(𝐵 · 𝐶) d𝑥 + ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐴 · 𝐷) d𝑥) = (𝐹𝐸))
129128oveq1d 6896 . 2 (𝜑 → ((∫(𝑋(,)𝑌)(𝐵 · 𝐶) d𝑥 + ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐴 · 𝐷) d𝑥) − ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐵 · 𝐶) d𝑥) = ((𝐹𝐸) − ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐵 · 𝐶) d𝑥))
13039, 129eqtr3d 2853 1 (𝜑 → ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐴 · 𝐷) d𝑥 = ((𝐹𝐸) − ∫(𝑋(,)𝑌)(𝐵 · 𝐶) d𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1637  wcel 2157  wral 3107  Vcvv 3402  csb 3739  wss 3780  {cpr 4383   class class class wbr 4855  cmpt 4934  ran crn 5323  cres 5324  wf 6104  cfv 6108  (class class class)co 6881  cc 10226  cr 10227   + caddc 10231   · cmul 10233  *cxr 10365  cle 10367  cmin 10558  (,)cioo 12400  [,]cicc 12403  TopOpenctopn 16294  topGenctg 16310  fldccnfld 19961  intcnt 21043   Cn ccn 21250   ×t ctx 21585  cnccncf 22900  𝐿1cibl 23608  citg 23609   D cdv 23851
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1877  ax-4 1894  ax-5 2001  ax-6 2069  ax-7 2105  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2186  ax-11 2202  ax-12 2215  ax-13 2422  ax-ext 2795  ax-rep 4975  ax-sep 4986  ax-nul 4994  ax-pow 5046  ax-pr 5107  ax-un 7186  ax-inf2 8792  ax-cc 9549  ax-cnex 10284  ax-resscn 10285  ax-1cn 10286  ax-icn 10287  ax-addcl 10288  ax-addrcl 10289  ax-mulcl 10290  ax-mulrcl 10291  ax-mulcom 10292  ax-addass 10293  ax-mulass 10294  ax-distr 10295  ax-i2m1 10296  ax-1ne0 10297  ax-1rid 10298  ax-rnegex 10299  ax-rrecex 10300  ax-cnre 10301  ax-pre-lttri 10302  ax-pre-lttrn 10303  ax-pre-ltadd 10304  ax-pre-mulgt0 10305  ax-pre-sup 10306  ax-addf 10307  ax-mulf 10308
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 866  df-3or 1101  df-3an 1102  df-tru 1641  df-fal 1651  df-ex 1860  df-nf 1864  df-sb 2062  df-mo 2635  df-eu 2642  df-clab 2804  df-cleq 2810  df-clel 2813  df-nfc 2948  df-ne 2990  df-nel 3093  df-ral 3112  df-rex 3113  df-reu 3114  df-rmo 3115  df-rab 3116  df-v 3404  df-sbc 3645  df-csb 3740  df-dif 3783  df-un 3785  df-in 3787  df-ss 3794  df-pss 3796  df-symdif 4053  df-nul 4128  df-if 4291  df-pw 4364  df-sn 4382  df-pr 4384  df-tp 4386  df-op 4388  df-uni 4642  df-int 4681  df-iun 4725  df-iin 4726  df-disj 4824  df-br 4856  df-opab 4918  df-mpt 4935  df-tr 4958  df-id 5230  df-eprel 5235  df-po 5243  df-so 5244  df-fr 5281  df-se 5282  df-we 5283  df-xp 5328  df-rel 5329  df-cnv 5330  df-co 5331  df-dm 5332  df-rn 5333  df-res 5334  df-ima 5335  df-pred 5904  df-ord 5950  df-on 5951  df-lim 5952  df-suc 5953  df-iota 6071  df-fun 6110  df-fn 6111  df-f 6112  df-f1 6113  df-fo 6114  df-f1o 6115  df-fv 6116  df-isom 6117  df-riota 6842  df-ov 6884  df-oprab 6885  df-mpt2 6886  df-of 7134  df-ofr 7135  df-om 7303  df-1st 7405  df-2nd 7406  df-supp 7537  df-wrecs 7649  df-recs 7711  df-rdg 7749  df-1o 7803  df-2o 7804  df-oadd 7807  df-omul 7808  df-er 7986  df-map 8101  df-pm 8102  df-ixp 8153  df-en 8200  df-dom 8201  df-sdom 8202  df-fin 8203  df-fsupp 8522  df-fi 8563  df-sup 8594  df-inf 8595  df-oi 8661  df-card 9055  df-acn 9058  df-cda 9282  df-pnf 10368  df-mnf 10369  df-xr 10370  df-ltxr 10371  df-le 10372  df-sub 10560  df-neg 10561  df-div 10977  df-nn 11313  df-2 11371  df-3 11372  df-4 11373  df-5 11374  df-6 11375  df-7 11376  df-8 11377  df-9 11378  df-n0 11567  df-z 11651  df-dec 11767  df-uz 11912  df-q 12015  df-rp 12054  df-xneg 12169  df-xadd 12170  df-xmul 12171  df-ioo 12404  df-ioc 12405  df-ico 12406  df-icc 12407  df-fz 12557  df-fzo 12697  df-fl 12824  df-mod 12900  df-seq 13032  df-exp 13091  df-hash 13345  df-cj 14069  df-re 14070  df-im 14071  df-sqrt 14205  df-abs 14206  df-clim 14449  df-rlim 14450  df-sum 14647  df-struct 16077  df-ndx 16078  df-slot 16079  df-base 16081  df-sets 16082  df-ress 16083  df-plusg 16173  df-mulr 16174  df-starv 16175  df-sca 16176  df-vsca 16177  df-ip 16178  df-tset 16179  df-ple 16180  df-ds 16182  df-unif 16183  df-hom 16184  df-cco 16185  df-rest 16295  df-topn 16296  df-0g 16314  df-gsum 16315  df-topgen 16316  df-pt 16317  df-prds 16320  df-xrs 16374  df-qtop 16379  df-imas 16380  df-xps 16382  df-mre 16458  df-mrc 16459  df-acs 16461  df-mgm 17454  df-sgrp 17496  df-mnd 17507  df-submnd 17548  df-mulg 17753  df-cntz 17958  df-cmn 18403  df-psmet 19953  df-xmet 19954  df-met 19955  df-bl 19956  df-mopn 19957  df-fbas 19958  df-fg 19959  df-cnfld 19962  df-top 20920  df-topon 20937  df-topsp 20959  df-bases 20972  df-cld 21045  df-ntr 21046  df-cls 21047  df-nei 21124  df-lp 21162  df-perf 21163  df-cn 21253  df-cnp 21254  df-haus 21341  df-cmp 21412  df-tx 21587  df-hmeo 21780  df-fil 21871  df-fm 21963  df-flim 21964  df-flf 21965  df-xms 22346  df-ms 22347  df-tms 22348  df-cncf 22902  df-ovol 23455  df-vol 23456  df-mbf 23610  df-itg1 23611  df-itg2 23612  df-ibl 23613  df-itg 23614  df-0p 23661  df-limc 23854  df-dv 23855
This theorem is referenced by:  itgsinexplem1  40654  fourierdlem39  40847
  Copyright terms: Public domain W3C validator