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

Theorem itgpowd 25558
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 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ)
itgpowd.2 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ℝ)
itgpowd.3 (πœ‘ β†’ 𝐴 ≀ 𝐡)
itgpowd.4 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„•0)
Assertion
Ref Expression
itgpowd (πœ‘ β†’ ∫(𝐴[,]𝐡)(π‘₯↑𝑁) dπ‘₯ = (((𝐡↑(𝑁 + 1)) βˆ’ (𝐴↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)))
Distinct variable groups:   π‘₯,𝐴   π‘₯,𝐡   π‘₯,𝑁   πœ‘,π‘₯

Proof of Theorem itgpowd
Dummy variable 𝑑 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 itgpowd.4 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„•0)
2 nn0p1nn 12507 . . . 4 (𝑁 ∈ β„•0 β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„•)
31, 2syl 17 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„•)
43nncnd 12224 . 2 (πœ‘ β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„‚)
5 itgpowd.1 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ)
6 itgpowd.2 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ℝ)
7 iccssre 13402 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐡 ∈ ℝ) β†’ (𝐴[,]𝐡) βŠ† ℝ)
85, 6, 7syl2anc 584 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐴[,]𝐡) βŠ† ℝ)
9 ax-resscn 11163 . . . . . 6 ℝ βŠ† β„‚
108, 9sstrdi 3993 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝐴[,]𝐡) βŠ† β„‚)
1110sselda 3981 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ π‘₯ ∈ β„‚)
121adantr 481 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ 𝑁 ∈ β„•0)
1311, 12expcld 14107 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ (π‘₯↑𝑁) ∈ β„‚)
1410resmptd 6038 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((π‘₯ ∈ β„‚ ↦ (π‘₯↑𝑁)) β†Ύ (𝐴[,]𝐡)) = (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (π‘₯↑𝑁)))
15 expcncf 24433 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ β„•0 β†’ (π‘₯ ∈ β„‚ ↦ (π‘₯↑𝑁)) ∈ (ℂ–cnβ†’β„‚))
161, 15syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ β„‚ ↦ (π‘₯↑𝑁)) ∈ (ℂ–cnβ†’β„‚))
17 rescncf 24404 . . . . . 6 ((𝐴[,]𝐡) βŠ† β„‚ β†’ ((π‘₯ ∈ β„‚ ↦ (π‘₯↑𝑁)) ∈ (ℂ–cnβ†’β„‚) β†’ ((π‘₯ ∈ β„‚ ↦ (π‘₯↑𝑁)) β†Ύ (𝐴[,]𝐡)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚)))
1810, 16, 17sylc 65 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((π‘₯ ∈ β„‚ ↦ (π‘₯↑𝑁)) β†Ύ (𝐴[,]𝐡)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚))
1914, 18eqeltrrd 2834 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (π‘₯↑𝑁)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚))
20 cnicciblnc 25351 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐡 ∈ ℝ ∧ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (π‘₯↑𝑁)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚)) β†’ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (π‘₯↑𝑁)) ∈ 𝐿1)
215, 6, 19, 20syl3anc 1371 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (π‘₯↑𝑁)) ∈ 𝐿1)
2213, 21itgcl 25292 . 2 (πœ‘ β†’ ∫(𝐴[,]𝐡)(π‘₯↑𝑁) dπ‘₯ ∈ β„‚)
233nnne0d 12258 . 2 (πœ‘ β†’ (𝑁 + 1) β‰  0)
244, 13, 21itgmulc2 25342 . . 3 (πœ‘ β†’ ((𝑁 + 1) Β· ∫(𝐴[,]𝐡)(π‘₯↑𝑁) dπ‘₯) = ∫(𝐴[,]𝐡)((𝑁 + 1) Β· (π‘₯↑𝑁)) dπ‘₯)
25 eqidd 2733 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ (𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) = (𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))))
26 oveq1 7412 . . . . . . . 8 (𝑑 = π‘₯ β†’ (𝑑↑𝑁) = (π‘₯↑𝑁))
2726oveq2d 7421 . . . . . . 7 (𝑑 = π‘₯ β†’ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)) = ((𝑁 + 1) Β· (π‘₯↑𝑁)))
2827adantl 482 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) ∧ 𝑑 = π‘₯) β†’ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)) = ((𝑁 + 1) Β· (π‘₯↑𝑁)))
29 simpr 485 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡))
304adantr 481 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„‚)
31 ioossicc 13406 . . . . . . . . . 10 (𝐴(,)𝐡) βŠ† (𝐴[,]𝐡)
3231a1i 11 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (𝐴(,)𝐡) βŠ† (𝐴[,]𝐡))
3332sselda 3981 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡))
3433, 13syldan 591 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ (π‘₯↑𝑁) ∈ β„‚)
3530, 34mulcld 11230 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ ((𝑁 + 1) Β· (π‘₯↑𝑁)) ∈ β„‚)
3625, 28, 29, 35fvmptd 7002 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ ((𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)))β€˜π‘₯) = ((𝑁 + 1) Β· (π‘₯↑𝑁)))
3736itgeq2dv 25290 . . . 4 (πœ‘ β†’ ∫(𝐴(,)𝐡)((𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)))β€˜π‘₯) dπ‘₯ = ∫(𝐴(,)𝐡)((𝑁 + 1) Β· (π‘₯↑𝑁)) dπ‘₯)
38 itgpowd.3 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐴 ≀ 𝐡)
39 reelprrecn 11198 . . . . . . . . 9 ℝ ∈ {ℝ, β„‚}
4039a1i 11 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ℝ ∈ {ℝ, β„‚})
419a1i 11 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ ℝ βŠ† β„‚)
4241sselda 3981 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ ℝ) β†’ 𝑑 ∈ β„‚)
43 1nn0 12484 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ β„•0
4443a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 1 ∈ β„•0)
451, 44nn0addcld 12532 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„•0)
4645adantr 481 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ ℝ) β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„•0)
4742, 46expcld 14107 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ ℝ) β†’ (𝑑↑(𝑁 + 1)) ∈ β„‚)
481nn0cnd 12530 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„‚)
4948adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ ℝ) β†’ 𝑁 ∈ β„‚)
50 1cnd 11205 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ ℝ) β†’ 1 ∈ β„‚)
5149, 50addcld 11229 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ ℝ) β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„‚)
521adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ ℝ) β†’ 𝑁 ∈ β„•0)
5342, 52expcld 14107 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ ℝ) β†’ (𝑑↑𝑁) ∈ β„‚)
5451, 53mulcld 11230 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ ℝ) β†’ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)) ∈ β„‚)
55 simpr 485 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ β„‚) β†’ 𝑑 ∈ β„‚)
5645adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ β„‚) β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„•0)
5755, 56expcld 14107 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ β„‚) β†’ (𝑑↑(𝑁 + 1)) ∈ β„‚)
5857fmpttd 7111 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))):β„‚βŸΆβ„‚)
59 ssidd 4004 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ β„‚ βŠ† β„‚)
604adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ β„‚) β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„‚)
611adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ β„‚) β†’ 𝑁 ∈ β„•0)
6255, 61expcld 14107 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ β„‚) β†’ (𝑑↑𝑁) ∈ β„‚)
6360, 62mulcld 11230 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ β„‚) β†’ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)) ∈ β„‚)
6463fmpttd 7111 . . . . . . . . . . . . . 14 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))):β„‚βŸΆβ„‚)
65 dvexp 25461 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 + 1) ∈ β„• β†’ (β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) = (𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑((𝑁 + 1) βˆ’ 1)))))
663, 65syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (πœ‘ β†’ (β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) = (𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑((𝑁 + 1) βˆ’ 1)))))
67 1cnd 11205 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (πœ‘ β†’ 1 ∈ β„‚)
6848, 67pncand 11568 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (πœ‘ β†’ ((𝑁 + 1) βˆ’ 1) = 𝑁)
6968oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (πœ‘ β†’ (𝑑↑((𝑁 + 1) βˆ’ 1)) = (𝑑↑𝑁))
7069oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (πœ‘ β†’ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑((𝑁 + 1) βˆ’ 1))) = ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)))
7170mpteq2dv 5249 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑((𝑁 + 1) βˆ’ 1)))) = (𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))))
7266, 71eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . . . . 15 (πœ‘ β†’ (β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) = (𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))))
7372feq1d 6699 . . . . . . . . . . . . . 14 (πœ‘ β†’ ((β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))):β„‚βŸΆβ„‚ ↔ (𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))):β„‚βŸΆβ„‚))
7464, 73mpbird 256 . . . . . . . . . . . . 13 (πœ‘ β†’ (β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))):β„‚βŸΆβ„‚)
7574fdmd 6725 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ dom (β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) = β„‚)
769, 75sseqtrrid 4034 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ ℝ βŠ† dom (β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))))
77 dvres3 25421 . . . . . . . . . . 11 (((ℝ ∈ {ℝ, β„‚} ∧ (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))):β„‚βŸΆβ„‚) ∧ (β„‚ βŠ† β„‚ ∧ ℝ βŠ† dom (β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))))) β†’ (ℝ D ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) β†Ύ ℝ)) = ((β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) β†Ύ ℝ))
7840, 58, 59, 76, 77syl22anc 837 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (ℝ D ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) β†Ύ ℝ)) = ((β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) β†Ύ ℝ))
7972reseq1d 5978 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ ((β„‚ D (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) β†Ύ ℝ) = ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) β†Ύ ℝ))
8078, 79eqtrd 2772 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (ℝ D ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) β†Ύ ℝ)) = ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) β†Ύ ℝ))
81 resmpt 6035 . . . . . . . . . . 11 (ℝ βŠ† β„‚ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) β†Ύ ℝ) = (𝑑 ∈ ℝ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))))
829, 81mp1i 13 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) β†Ύ ℝ) = (𝑑 ∈ ℝ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))))
8382oveq2d 7421 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (ℝ D ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) β†Ύ ℝ)) = (ℝ D (𝑑 ∈ ℝ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))))
84 resmpt 6035 . . . . . . . . . 10 (ℝ βŠ† β„‚ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) β†Ύ ℝ) = (𝑑 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))))
859, 84mp1i 13 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) β†Ύ ℝ) = (𝑑 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))))
8680, 83, 853eqtr3d 2780 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (ℝ D (𝑑 ∈ ℝ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) = (𝑑 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))))
87 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (TopOpenβ€˜β„‚fld) = (TopOpenβ€˜β„‚fld)
8887tgioo2 24310 . . . . . . . 8 (topGenβ€˜ran (,)) = ((TopOpenβ€˜β„‚fld) β†Ύt ℝ)
89 iccntr 24328 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐡 ∈ ℝ) β†’ ((intβ€˜(topGenβ€˜ran (,)))β€˜(𝐴[,]𝐡)) = (𝐴(,)𝐡))
905, 6, 89syl2anc 584 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ((intβ€˜(topGenβ€˜ran (,)))β€˜(𝐴[,]𝐡)) = (𝐴(,)𝐡))
9140, 47, 54, 86, 8, 88, 87, 90dvmptres2 25470 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (ℝ D (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) = (𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))))
92 ioossre 13381 . . . . . . . . . . 11 (𝐴(,)𝐡) βŠ† ℝ
9392, 9sstri 3990 . . . . . . . . . 10 (𝐴(,)𝐡) βŠ† β„‚
9493a1i 11 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (𝐴(,)𝐡) βŠ† β„‚)
95 cncfmptc 24419 . . . . . . . . 9 (((𝑁 + 1) ∈ β„‚ ∧ (𝐴(,)𝐡) βŠ† β„‚ ∧ β„‚ βŠ† β„‚) β†’ (𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ (𝑁 + 1)) ∈ ((𝐴(,)𝐡)–cnβ†’β„‚))
964, 94, 59, 95syl3anc 1371 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ (𝑁 + 1)) ∈ ((𝐴(,)𝐡)–cnβ†’β„‚))
97 resmpt 6035 . . . . . . . . . 10 ((𝐴(,)𝐡) βŠ† β„‚ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) β†Ύ (𝐴(,)𝐡)) = (𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ (𝑑↑𝑁)))
9893, 97mp1i 13 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) β†Ύ (𝐴(,)𝐡)) = (𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ (𝑑↑𝑁)))
99 expcncf 24433 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ β„•0 β†’ (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) ∈ (ℂ–cnβ†’β„‚))
1001, 99syl 17 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) ∈ (ℂ–cnβ†’β„‚))
101 rescncf 24404 . . . . . . . . . 10 ((𝐴(,)𝐡) βŠ† β„‚ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) ∈ (ℂ–cnβ†’β„‚) β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) β†Ύ (𝐴(,)𝐡)) ∈ ((𝐴(,)𝐡)–cnβ†’β„‚)))
10294, 100, 101sylc 65 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) β†Ύ (𝐴(,)𝐡)) ∈ ((𝐴(,)𝐡)–cnβ†’β„‚))
10398, 102eqeltrrd 2834 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ (𝑑↑𝑁)) ∈ ((𝐴(,)𝐡)–cnβ†’β„‚))
10496, 103mulcncf 24954 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) ∈ ((𝐴(,)𝐡)–cnβ†’β„‚))
10591, 104eqeltrd 2833 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (ℝ D (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) ∈ ((𝐴(,)𝐡)–cnβ†’β„‚))
106 ioombl 25073 . . . . . . . . 9 (𝐴(,)𝐡) ∈ dom vol
107106a1i 11 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝐴(,)𝐡) ∈ dom vol)
10848adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ 𝑁 ∈ β„‚)
109 1cnd 11205 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ 1 ∈ β„‚)
110108, 109addcld 11229 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„‚)
11110sselda 3981 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ 𝑑 ∈ β„‚)
1121adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ 𝑁 ∈ β„•0)
113111, 112expcld 14107 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ (𝑑↑𝑁) ∈ β„‚)
114110, 113mulcld 11230 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)) ∈ β„‚)
115 cncfmptc 24419 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 + 1) ∈ β„‚ ∧ (𝐴[,]𝐡) βŠ† β„‚ ∧ β„‚ βŠ† β„‚) β†’ (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑁 + 1)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚))
1164, 10, 59, 115syl3anc 1371 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑁 + 1)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚))
11710resmptd 6038 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) β†Ύ (𝐴[,]𝐡)) = (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑𝑁)))
118 rescncf 24404 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴[,]𝐡) βŠ† β„‚ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) ∈ (ℂ–cnβ†’β„‚) β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) β†Ύ (𝐴[,]𝐡)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚)))
11910, 100, 118sylc 65 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑𝑁)) β†Ύ (𝐴[,]𝐡)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚))
120117, 119eqeltrrd 2834 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑𝑁)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚))
121116, 120mulcncf 24954 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚))
122 cnicciblnc 25351 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐡 ∈ ℝ ∧ (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚)) β†’ (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) ∈ 𝐿1)
1235, 6, 121, 122syl3anc 1371 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) ∈ 𝐿1)
12432, 107, 114, 123iblss 25313 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁))) ∈ 𝐿1)
12591, 124eqeltrd 2833 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (ℝ D (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))) ∈ 𝐿1)
12610resmptd 6038 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) β†Ύ (𝐴[,]𝐡)) = (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))))
127 expcncf 24433 . . . . . . . . 9 ((𝑁 + 1) ∈ β„•0 β†’ (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) ∈ (ℂ–cnβ†’β„‚))
12845, 127syl 17 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) ∈ (ℂ–cnβ†’β„‚))
129 rescncf 24404 . . . . . . . 8 ((𝐴[,]𝐡) βŠ† β„‚ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) ∈ (ℂ–cnβ†’β„‚) β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) β†Ύ (𝐴[,]𝐡)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚)))
13010, 128, 129sylc 65 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((𝑑 ∈ β„‚ ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) β†Ύ (𝐴[,]𝐡)) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚))
131126, 130eqeltrrd 2834 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) ∈ ((𝐴[,]𝐡)–cnβ†’β„‚))
1325, 6, 38, 105, 125, 131ftc2 25552 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ∫(𝐴(,)𝐡)((ℝ D (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))))β€˜π‘₯) dπ‘₯ = (((𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))β€˜π΅) βˆ’ ((𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))β€˜π΄)))
13391fveq1d 6890 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((ℝ D (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))))β€˜π‘₯) = ((𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)))β€˜π‘₯))
134133ralrimivw 3150 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)((ℝ D (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))))β€˜π‘₯) = ((𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)))β€˜π‘₯))
135 itgeq2 25286 . . . . . 6 (βˆ€π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)((ℝ D (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))))β€˜π‘₯) = ((𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)))β€˜π‘₯) β†’ ∫(𝐴(,)𝐡)((ℝ D (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))))β€˜π‘₯) dπ‘₯ = ∫(𝐴(,)𝐡)((𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)))β€˜π‘₯) dπ‘₯)
136134, 135syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ∫(𝐴(,)𝐡)((ℝ D (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))))β€˜π‘₯) dπ‘₯ = ∫(𝐴(,)𝐡)((𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)))β€˜π‘₯) dπ‘₯)
137 eqidd 2733 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))) = (𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1))))
138 simpr 485 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑑 = 𝐡) β†’ 𝑑 = 𝐡)
139138oveq1d 7420 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑑 = 𝐡) β†’ (𝑑↑(𝑁 + 1)) = (𝐡↑(𝑁 + 1)))
1405rexrd 11260 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ*)
1416rexrd 11260 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ℝ*)
142 ubicc2 13438 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐡 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≀ 𝐡) β†’ 𝐡 ∈ (𝐴[,]𝐡))
143140, 141, 38, 142syl3anc 1371 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ (𝐴[,]𝐡))
1446recnd 11238 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ β„‚)
145144, 45expcld 14107 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝐡↑(𝑁 + 1)) ∈ β„‚)
146137, 139, 143, 145fvmptd 7002 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))β€˜π΅) = (𝐡↑(𝑁 + 1)))
147 simpr 485 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑑 = 𝐴) β†’ 𝑑 = 𝐴)
148147oveq1d 7420 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑑 = 𝐴) β†’ (𝑑↑(𝑁 + 1)) = (𝐴↑(𝑁 + 1)))
149 lbicc2 13437 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐡 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≀ 𝐡) β†’ 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐡))
150140, 141, 38, 149syl3anc 1371 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ (𝐴[,]𝐡))
1515recnd 11238 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ β„‚)
152151, 45expcld 14107 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝐴↑(𝑁 + 1)) ∈ β„‚)
153137, 148, 150, 152fvmptd 7002 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))β€˜π΄) = (𝐴↑(𝑁 + 1)))
154146, 153oveq12d 7423 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (((𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))β€˜π΅) βˆ’ ((𝑑 ∈ (𝐴[,]𝐡) ↦ (𝑑↑(𝑁 + 1)))β€˜π΄)) = ((𝐡↑(𝑁 + 1)) βˆ’ (𝐴↑(𝑁 + 1))))
155132, 136, 1543eqtr3d 2780 . . . 4 (πœ‘ β†’ ∫(𝐴(,)𝐡)((𝑑 ∈ (𝐴(,)𝐡) ↦ ((𝑁 + 1) Β· (𝑑↑𝑁)))β€˜π‘₯) dπ‘₯ = ((𝐡↑(𝑁 + 1)) βˆ’ (𝐴↑(𝑁 + 1))))
1564adantr 481 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ (𝑁 + 1) ∈ β„‚)
157156, 13mulcld 11230 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴[,]𝐡)) β†’ ((𝑁 + 1) Β· (π‘₯↑𝑁)) ∈ β„‚)
1585, 6, 157itgioo 25324 . . . 4 (πœ‘ β†’ ∫(𝐴(,)𝐡)((𝑁 + 1) Β· (π‘₯↑𝑁)) dπ‘₯ = ∫(𝐴[,]𝐡)((𝑁 + 1) Β· (π‘₯↑𝑁)) dπ‘₯)
15937, 155, 1583eqtr3rd 2781 . . 3 (πœ‘ β†’ ∫(𝐴[,]𝐡)((𝑁 + 1) Β· (π‘₯↑𝑁)) dπ‘₯ = ((𝐡↑(𝑁 + 1)) βˆ’ (𝐴↑(𝑁 + 1))))
16024, 159eqtrd 2772 . 2 (πœ‘ β†’ ((𝑁 + 1) Β· ∫(𝐴[,]𝐡)(π‘₯↑𝑁) dπ‘₯) = ((𝐡↑(𝑁 + 1)) βˆ’ (𝐴↑(𝑁 + 1))))
1614, 22, 23, 160mvllmuld 12042 1 (πœ‘ β†’ ∫(𝐴[,]𝐡)(π‘₯↑𝑁) dπ‘₯ = (((𝐡↑(𝑁 + 1)) βˆ’ (𝐴↑(𝑁 + 1))) / (𝑁 + 1)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061   βŠ† wss 3947  {cpr 4629   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  dom cdm 5675  ran crn 5676   β†Ύ cres 5677  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  β„‚cc 11104  β„cr 11105  1c1 11107   + caddc 11109   Β· cmul 11111  β„*cxr 11243   ≀ cle 11245   βˆ’ cmin 11440   / cdiv 11867  β„•cn 12208  β„•0cn0 12468  (,)cioo 13320  [,]cicc 13323  β†‘cexp 14023  TopOpenctopn 17363  topGenctg 17379  β„‚fldccnfld 20936  intcnt 22512  β€“cnβ†’ccncf 24383  volcvol 24971  πΏ1cibl 25125  βˆ«citg 25126   D cdv 25371
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632  ax-cc 10426  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-symdif 4241  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-disj 5113  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-ofr 7667  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-omul 8467  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-fi 9402  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-dju 9892  df-card 9930  df-acn 9933  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ioo 13324  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-hash 14287  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-sum 15629  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-prds 17389  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-xps 17452  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-submnd 18668  df-mulg 18945  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-fbas 20933  df-fg 20934  df-cnfld 20937  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-cld 22514  df-ntr 22515  df-cls 22516  df-nei 22593  df-lp 22631  df-perf 22632  df-cn 22722  df-cnp 22723  df-haus 22810  df-cmp 22882  df-tx 23057  df-hmeo 23250  df-fil 23341  df-fm 23433  df-flim 23434  df-flf 23435  df-xms 23817  df-ms 23818  df-tms 23819  df-cncf 24385  df-ovol 24972  df-vol 24973  df-mbf 25127  df-itg1 25128  df-itg2 25129  df-ibl 25130  df-itg 25131  df-0p 25178  df-limc 25374  df-dv 25375
This theorem is referenced by:  lcmineqlem3  40884  areaquad  41950
  Copyright terms: Public domain W3C validator