Theorem itgpowd 39306

Description: The integral of a monomial on a closed bounded interval of the real line. Co-authors TA and MC. (Contributed by Jon Pennant, 31-May-2019.) (Revised by Thierry Arnoux, 14-Jun-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
itgpowd.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
itgpowd.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
itgpowd.3	⊢ (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
itgpowd.4	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)

Assertion

Ref	Expression
itgpowd	⊢ (𝜑 → ∫(𝐴[,]𝐵)(𝑥↑𝑁) d𝑥 = (((𝐵↑(𝑁 + 1)) − (𝐴↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝑁   𝜑,𝑥

Proof of Theorem itgpowd

Dummy variable 𝑡 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		itgpowd.4	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
2		nn0p1nn 11784	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
3	1, 2	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
4	3	nncnd 11502	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
5		itgpowd.1	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
6		itgpowd.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
7		iccssre 12668	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
8	5, 6, 7	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
9		ax-resscn 10440	. . . . . 6 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
10	8, 9	syl6ss 3901	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℂ)
11	10	sselda 3889	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ∈ ℂ)
12	1	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
13	11, 12	expcld 13360	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝑥↑𝑁) ∈ ℂ)
14	10	resmptd 5789	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ↾ (𝐴[,]𝐵)) = (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑥↑𝑁)))
15		expcncf 23213	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
16	1, 15	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
17		rescncf 23188	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴[,]𝐵) ⊆ ℂ → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ∈ (ℂ–cn→ℂ) → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ↾ (𝐴[,]𝐵)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)))
18	10, 16, 17	sylc 65	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑𝑁)) ↾ (𝐴[,]𝐵)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
19	14, 18	eqeltrrd 2884	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑥↑𝑁)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
20		cniccibl 24124	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑥↑𝑁)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)) → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑥↑𝑁)) ∈ 𝐿1)
21	5, 6, 19, 20	syl3anc 1364	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑥↑𝑁)) ∈ 𝐿1)
22	13, 21	itgcl 24067	. 2 ⊢ (𝜑 → ∫(𝐴[,]𝐵)(𝑥↑𝑁) d𝑥 ∈ ℂ)
23	3	nnne0d 11535	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑁 + 1) ≠ 0)
24	4, 13, 21	itgmulc2 24117	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 + 1) · ∫(𝐴[,]𝐵)(𝑥↑𝑁) d𝑥) = ∫(𝐴[,]𝐵)((𝑁 + 1) · (𝑥↑𝑁)) d𝑥)
25		eqidd 2796	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) = (𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))))
26		oveq1 7023	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑡 = 𝑥 → (𝑡↑𝑁) = (𝑥↑𝑁))
27	26	oveq2d 7032	. . . . . . 7 ⊢ (𝑡 = 𝑥 → ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)) = ((𝑁 + 1) · (𝑥↑𝑁)))
28	27	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) ∧ 𝑡 = 𝑥) → ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)) = ((𝑁 + 1) · (𝑥↑𝑁)))
29		simpr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵))
30	4	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
31		ioossicc 12672	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵)
32	31	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵))
33	32	sselda 3889	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
34	33, 13	syldan 591	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → (𝑥↑𝑁) ∈ ℂ)
35	30, 34	mulcld 10507	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((𝑁 + 1) · (𝑥↑𝑁)) ∈ ℂ)
36	25, 28, 29, 35	fvmptd 6641	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)))‘𝑥) = ((𝑁 + 1) · (𝑥↑𝑁)))
37	36	itgeq2dv 24065	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∫(𝐴(,)𝐵)((𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)))‘𝑥) d𝑥 = ∫(𝐴(,)𝐵)((𝑁 + 1) · (𝑥↑𝑁)) d𝑥)
38		itgpowd.3	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ≤ 𝐵)
39		reelprrecn 10475	. . . . . . . . 9 ⊢ ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
40	39	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
41	9	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
42	41	sselda 3889	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → 𝑡 ∈ ℂ)
43		1nn0 11761	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 ∈ ℕ0
44	43	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
45	1, 44	nn0addcld 11807	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
46	45	adantr 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
47	42, 46	expcld 13360	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (𝑡↑(𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
48	1	nn0cnd 11805	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
49	48	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → 𝑁 ∈ ℂ)
50		1cnd 10482	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → 1 ∈ ℂ)
51	49, 50	addcld 10506	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
52	1	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → 𝑁 ∈ ℕ0)
53	42, 52	expcld 13360	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (𝑡↑𝑁) ∈ ℂ)
54	51, 53	mulcld 10507	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)) ∈ ℂ)
55		simpr 485	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℂ) → 𝑡 ∈ ℂ)
56	45	adantr 481	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℂ) → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
57	55, 56	expcld 13360	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℂ) → (𝑡↑(𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
58	57	fmpttd 6742	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))):ℂ⟶ℂ)
59		ssidd 3911	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
60	4	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℂ) → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
61	1	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℕ0)
62	55, 61	expcld 13360	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℂ) → (𝑡↑𝑁) ∈ ℂ)
63	60, 62	mulcld 10507	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℂ) → ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)) ∈ ℂ)
64	63	fmpttd 6742	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))):ℂ⟶ℂ)
65		dvexp 24233	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 + 1) ∈ ℕ → (ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) = (𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑((𝑁 + 1) − 1)))))
66	3, 65	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) = (𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑((𝑁 + 1) − 1)))))
67		1cnd 10482	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
68	48, 67	pncand 10846	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
69	68	oveq2d 7032	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → (𝑡↑((𝑁 + 1) − 1)) = (𝑡↑𝑁))
70	69	oveq2d 7032	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 + 1) · (𝑡↑((𝑁 + 1) − 1))) = ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)))
71	70	mpteq2dv 5056	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑((𝑁 + 1) − 1)))) = (𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))))
72	66, 71	eqtrd 2831	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) = (𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))))
73	72	feq1d 6367	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))):ℂ⟶ℂ ↔ (𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))):ℂ⟶ℂ))
74	64, 73	mpbird 258	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))):ℂ⟶ℂ)
75	74	fdmd 6391	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → dom (ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) = ℂ)
76	9, 75	sseqtrrid 3941	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ℝ ⊆ dom (ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))))
77		dvres3 24194	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((ℝ ∈ {ℝ, ℂ} ∧ (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))):ℂ⟶ℂ) ∧ (ℂ ⊆ ℂ ∧ ℝ ⊆ dom (ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))))) → (ℝ D ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ↾ ℝ)) = ((ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) ↾ ℝ))
78	40, 58, 59, 76, 77	syl22anc 835	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (ℝ D ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ↾ ℝ)) = ((ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) ↾ ℝ))
79	72	reseq1d 5733	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((ℂ D (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) ↾ ℝ) = ((𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) ↾ ℝ))
80	78, 79	eqtrd 2831	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (ℝ D ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ↾ ℝ)) = ((𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) ↾ ℝ))
81		resmpt 5786	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℝ ⊆ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ↾ ℝ) = (𝑡 ∈ ℝ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))))
82	9, 81	mp1i 13	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ↾ ℝ) = (𝑡 ∈ ℝ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))))
83	82	oveq2d 7032	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (ℝ D ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ↾ ℝ)) = (ℝ D (𝑡 ∈ ℝ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))))
84		resmpt 5786	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℝ ⊆ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) ↾ ℝ) = (𝑡 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))))
85	9, 84	mp1i 13	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) ↾ ℝ) = (𝑡 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))))
86	80, 83, 85	3eqtr3d 2839	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (ℝ D (𝑡 ∈ ℝ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) = (𝑡 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))))
87		eqid 2795	. . . . . . . . 9 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
88	87	tgioo2 23094	. . . . . . . 8 ⊢ (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
89		iccntr 23112	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
90	5, 6, 89	syl2anc 584	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(𝐴[,]𝐵)) = (𝐴(,)𝐵))
91	40, 47, 54, 86, 8, 88, 87, 90	dvmptres2 24242	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (ℝ D (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) = (𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))))
92		ioossre 12648	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ
93	92, 9	sstri 3898	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ
94	93	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ)
95		cncfmptc 23202	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 + 1) ∈ ℂ ∧ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (𝑁 + 1)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
96	4, 94, 59, 95	syl3anc 1364	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (𝑁 + 1)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
97		resmpt 5786	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ↾ (𝐴(,)𝐵)) = (𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (𝑡↑𝑁)))
98	93, 97	mp1i 13	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ↾ (𝐴(,)𝐵)) = (𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (𝑡↑𝑁)))
99		expcncf 23213	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
100	1, 99	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
101		rescncf 23188	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ⊆ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ∈ (ℂ–cn→ℂ) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ↾ (𝐴(,)𝐵)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ)))
102	94, 100, 101	sylc 65	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ↾ (𝐴(,)𝐵)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
103	98, 102	eqeltrrd 2884	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ (𝑡↑𝑁)) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
104	96, 103	mulcncf 23730	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
105	91, 104	eqeltrd 2883	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℝ D (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) ∈ ((𝐴(,)𝐵)–cn→ℂ))
106		ioombl 23849	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ∈ dom vol
107	106	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ∈ dom vol)
108	48	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑁 ∈ ℂ)
109		1cnd 10482	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 1 ∈ ℂ)
110	108, 109	addcld 10506	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
111	10	sselda 3889	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑡 ∈ ℂ)
112	1	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
113	111, 112	expcld 13360	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝑡↑𝑁) ∈ ℂ)
114	110, 113	mulcld 10507	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)) ∈ ℂ)
115		cncfmptc 23202	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 + 1) ∈ ℂ ∧ (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑁 + 1)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
116	4, 10, 59, 115	syl3anc 1364	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑁 + 1)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
117	10	resmptd 5789	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ↾ (𝐴[,]𝐵)) = (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑𝑁)))
118		rescncf 23188	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴[,]𝐵) ⊆ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ∈ (ℂ–cn→ℂ) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ↾ (𝐴[,]𝐵)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)))
119	10, 100, 118	sylc 65	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑𝑁)) ↾ (𝐴[,]𝐵)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
120	117, 119	eqeltrrd 2884	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑𝑁)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
121	116, 120	mulcncf 23730	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
122		cniccibl 24124	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)) → (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) ∈ 𝐿1)
123	5, 6, 121, 122	syl3anc 1364	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) ∈ 𝐿1)
124	32, 107, 114, 123	iblss 24088	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁))) ∈ 𝐿1)
125	91, 124	eqeltrd 2883	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℝ D (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))) ∈ 𝐿1)
126	10	resmptd 5789	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ↾ (𝐴[,]𝐵)) = (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))))
127		expcncf 23213	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 + 1) ∈ ℕ0 → (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
128	45, 127	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
129		rescncf 23188	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴[,]𝐵) ⊆ ℂ → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ∈ (ℂ–cn→ℂ) → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ↾ (𝐴[,]𝐵)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ)))
130	10, 128, 129	sylc 65	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝑡 ∈ ℂ ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ↾ (𝐴[,]𝐵)) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
131	126, 130	eqeltrrd 2884	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) ∈ ((𝐴[,]𝐵)–cn→ℂ))
132	5, 6, 38, 105, 125, 131	ftc2 24324	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∫(𝐴(,)𝐵)((ℝ D (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))))‘𝑥) d𝑥 = (((𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))‘𝐵) − ((𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))‘𝐴)))
133	91	fveq1d 6540	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((ℝ D (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))))‘𝑥) = ((𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)))‘𝑥))
134	133	ralrimivw 3150	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))))‘𝑥) = ((𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)))‘𝑥))
135		itgeq2 24061	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)((ℝ D (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))))‘𝑥) = ((𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)))‘𝑥) → ∫(𝐴(,)𝐵)((ℝ D (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))))‘𝑥) d𝑥 = ∫(𝐴(,)𝐵)((𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)))‘𝑥) d𝑥)
136	134, 135	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∫(𝐴(,)𝐵)((ℝ D (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))))‘𝑥) d𝑥 = ∫(𝐴(,)𝐵)((𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)))‘𝑥) d𝑥)
137		eqidd 2796	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))) = (𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1))))
138		simpr 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 = 𝐵) → 𝑡 = 𝐵)
139	138	oveq1d 7031	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 = 𝐵) → (𝑡↑(𝑁 + 1)) = (𝐵↑(𝑁 + 1)))
140	5	rexrd 10537	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
141	6	rexrd 10537	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
142		ubicc2 12703	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵))
143	140, 141, 38, 142	syl3anc 1364	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵))
144	6	recnd 10515	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
145	144, 45	expcld 13360	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐵↑(𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
146	137, 139, 143, 145	fvmptd 6641	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))‘𝐵) = (𝐵↑(𝑁 + 1)))
147		simpr 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 = 𝐴) → 𝑡 = 𝐴)
148	147	oveq1d 7031	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑡 = 𝐴) → (𝑡↑(𝑁 + 1)) = (𝐴↑(𝑁 + 1)))
149		lbicc2 12702	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
150	140, 141, 38, 149	syl3anc 1364	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐵))
151	5	recnd 10515	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
152	151, 45	expcld 13360	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐴↑(𝑁 + 1)) ∈ ℂ)
153	137, 148, 150, 152	fvmptd 6641	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))‘𝐴) = (𝐴↑(𝑁 + 1)))
154	146, 153	oveq12d 7034	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (((𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))‘𝐵) − ((𝑡 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↦ (𝑡↑(𝑁 + 1)))‘𝐴)) = ((𝐵↑(𝑁 + 1)) − (𝐴↑(𝑁 + 1))))
155	132, 136, 154	3eqtr3d 2839	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∫(𝐴(,)𝐵)((𝑡 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↦ ((𝑁 + 1) · (𝑡↑𝑁)))‘𝑥) d𝑥 = ((𝐵↑(𝑁 + 1)) − (𝐴↑(𝑁 + 1))))
156	4	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝑁 + 1) ∈ ℂ)
157	156, 13	mulcld 10507	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → ((𝑁 + 1) · (𝑥↑𝑁)) ∈ ℂ)
158	5, 6, 157	itgioo 24099	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∫(𝐴(,)𝐵)((𝑁 + 1) · (𝑥↑𝑁)) d𝑥 = ∫(𝐴[,]𝐵)((𝑁 + 1) · (𝑥↑𝑁)) d𝑥)
159	37, 155, 158	3eqtr3rd 2840	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∫(𝐴[,]𝐵)((𝑁 + 1) · (𝑥↑𝑁)) d𝑥 = ((𝐵↑(𝑁 + 1)) − (𝐴↑(𝑁 + 1))))
160	24, 159	eqtrd 2831	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 + 1) · ∫(𝐴[,]𝐵)(𝑥↑𝑁) d𝑥) = ((𝐵↑(𝑁 + 1)) − (𝐴↑(𝑁 + 1))))
161	4, 22, 23, 160	mvllmuld 11320	1 ⊢ (𝜑 → ∫(𝐴[,]𝐵)(𝑥↑𝑁) d𝑥 = (((𝐵↑(𝑁 + 1)) − (𝐴↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1522   ∈ wcel 2081  ∀wral 3105   ⊆ wss 3859  {cpr 4474   class class class wbr 4962   ↦ cmpt 5041  dom cdm 5443  ran crn 5444   ↾ cres 5445  ⟶wf 6221  ‘cfv 6225  (class class class)co 7016  ℂcc 10381  ℝcr 10382  1c1 10384   + caddc 10386   · cmul 10388  ℝ^*cxr 10520   ≤ cle 10522   − cmin 10717   / cdiv 11145  ℕcn 11486  ℕ₀cn0 11745  (,)cioo 12588  [,]cicc 12591  ↑cexp 13279  TopOpenctopn 16524  topGenctg 16540  ℂ_fldccnfld 20227  intcnt 21309  –cn→ccncf 23167  volcvol 23747  𝐿¹cibl 23901  ∫citg 23902   D cdv 24144

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1777  ax-4 1791  ax-5 1888  ax-6 1947  ax-7 1992  ax-8 2083  ax-9 2091  ax-10 2112  ax-11 2126  ax-12 2141  ax-13 2344  ax-ext 2769  ax-rep 5081  ax-sep 5094  ax-nul 5101  ax-pow 5157  ax-pr 5221  ax-un 7319  ax-inf2 8950  ax-cc 9703  ax-cnex 10439  ax-resscn 10440  ax-1cn 10441  ax-icn 10442  ax-addcl 10443  ax-addrcl 10444  ax-mulcl 10445  ax-mulrcl 10446  ax-mulcom 10447  ax-addass 10448  ax-mulass 10449  ax-distr 10450  ax-i2m1 10451  ax-1ne0 10452  ax-1rid 10453  ax-rnegex 10454  ax-rrecex 10455  ax-cnre 10456  ax-pre-lttri 10457  ax-pre-lttrn 10458  ax-pre-ltadd 10459  ax-pre-mulgt0 10460  ax-pre-sup 10461  ax-addf 10462  ax-mulf 10463

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3or 1081  df-3an 1082  df-tru 1525  df-fal 1535  df-ex 1762  df-nf 1766  df-sb 2043  df-mo 2576  df-eu 2612  df-clab 2776  df-cleq 2788  df-clel 2863  df-nfc 2935  df-ne 2985  df-nel 3091  df-ral 3110  df-rex 3111  df-reu 3112  df-rmo 3113  df-rab 3114  df-v 3439  df-sbc 3707  df-csb 3812  df-dif 3862  df-un 3864  df-in 3866  df-ss 3874  df-pss 3876  df-symdif 4139  df-nul 4212  df-if 4382  df-pw 4455  df-sn 4473  df-pr 4475  df-tp 4477  df-op 4479  df-uni 4746  df-int 4783  df-iun 4827  df-iin 4828  df-disj 4931  df-br 4963  df-opab 5025  df-mpt 5042  df-tr 5064  df-id 5348  df-eprel 5353  df-po 5362  df-so 5363  df-fr 5402  df-se 5403  df-we 5404  df-xp 5449  df-rel 5450  df-cnv 5451  df-co 5452  df-dm 5453  df-rn 5454  df-res 5455  df-ima 5456  df-pred 6023  df-ord 6069  df-on 6070  df-lim 6071  df-suc 6072  df-iota 6189  df-fun 6227  df-fn 6228  df-f 6229  df-f1 6230  df-fo 6231  df-f1o 6232  df-fv 6233  df-isom 6234  df-riota 6977  df-ov 7019  df-oprab 7020  df-mpo 7021  df-of 7267  df-ofr 7268  df-om 7437  df-1st 7545  df-2nd 7546  df-supp 7682  df-wrecs 7798  df-recs 7860  df-rdg 7898  df-1o 7953  df-2o 7954  df-oadd 7957  df-omul 7958  df-er 8139  df-map 8258  df-pm 8259  df-ixp 8311  df-en 8358  df-dom 8359  df-sdom 8360  df-fin 8361  df-fsupp 8680  df-fi 8721  df-sup 8752  df-inf 8753  df-oi 8820  df-dju 9176  df-card 9214  df-acn 9217  df-pnf 10523  df-mnf 10524  df-xr 10525  df-ltxr 10526  df-le 10527  df-sub 10719  df-neg 10720  df-div 11146  df-nn 11487  df-2 11548  df-3 11549  df-4 11550  df-5 11551  df-6 11552  df-7 11553  df-8 11554  df-9 11555  df-n0 11746  df-z 11830  df-dec 11948  df-uz 12094  df-q 12198  df-rp 12240  df-xneg 12357  df-xadd 12358  df-xmul 12359  df-ioo 12592  df-ioc 12593  df-ico 12594  df-icc 12595  df-fz 12743  df-fzo 12884  df-fl 13012  df-mod 13088  df-seq 13220  df-exp 13280  df-hash 13541  df-cj 14292  df-re 14293  df-im 14294  df-sqrt 14428  df-abs 14429  df-limsup 14662  df-clim 14679  df-rlim 14680  df-sum 14877  df-struct 16314  df-ndx 16315  df-slot 16316  df-base 16318  df-sets 16319  df-ress 16320  df-plusg 16407  df-mulr 16408  df-starv 16409  df-sca 16410  df-vsca 16411  df-ip 16412  df-tset 16413  df-ple 16414  df-ds 16416  df-unif 16417  df-hom 16418  df-cco 16419  df-rest 16525  df-topn 16526  df-0g 16544  df-gsum 16545  df-topgen 16546  df-pt 16547  df-prds 16550  df-xrs 16604  df-qtop 16609  df-imas 16610  df-xps 16612  df-mre 16686  df-mrc 16687  df-acs 16689  df-mgm 17681  df-sgrp 17723  df-mnd 17734  df-submnd 17775  df-mulg 17982  df-cntz 18188  df-cmn 18635  df-psmet 20219  df-xmet 20220  df-met 20221  df-bl 20222  df-mopn 20223  df-fbas 20224  df-fg 20225  df-cnfld 20228  df-top 21186  df-topon 21203  df-topsp 21225  df-bases 21238  df-cld 21311  df-ntr 21312  df-cls 21313  df-nei 21390  df-lp 21428  df-perf 21429  df-cn 21519  df-cnp 21520  df-haus 21607  df-cmp 21679  df-tx 21854  df-hmeo 22047  df-fil 22138  df-fm 22230  df-flim 22231  df-flf 22232  df-xms 22613  df-ms 22614  df-tms 22615  df-cncf 23169  df-ovol 23748  df-vol 23749  df-mbf 23903  df-itg1 23904  df-itg2 23905  df-ibl 23906  df-itg 23907  df-0p 23954  df-limc 24147  df-dv 24148

This theorem is referenced by:  areaquad  39308