MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  itgss3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem itgss3 25179
Description: Expand the set of an integral by a nullset. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 2-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
itgss3.1 (𝜑𝐴𝐵)
itgss3.2 (𝜑𝐵 ⊆ ℝ)
itgss3.3 (𝜑 → (vol*‘(𝐵𝐴)) = 0)
itgss3.4 ((𝜑𝑥𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
itgss3 (𝜑 → (((𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1 ↔ (𝑥𝐵𝐶) ∈ 𝐿1) ∧ ∫𝐴𝐶 d𝑥 = ∫𝐵𝐶 d𝑥))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝜑,𝑥
Allowed substitution hint:   𝐶(𝑥)

Proof of Theorem itgss3
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfcv 2907 . . . . . 6 𝑦if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)
2 nfv 1917 . . . . . . 7 𝑥 𝑦𝐴
3 nfcsb1v 3880 . . . . . . 7 𝑥𝑦 / 𝑥𝐶
4 nfcv 2907 . . . . . . 7 𝑥0
52, 3, 4nfif 4516 . . . . . 6 𝑥if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)
6 eleq1w 2820 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥𝐴𝑦𝐴))
7 csbeq1a 3869 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦𝐶 = 𝑦 / 𝑥𝐶)
86, 7ifbieq1d 4510 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → if(𝑥𝐴, 𝐶, 0) = if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0))
91, 5, 8cbvmpt 5216 . . . . 5 (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) = (𝑦𝐵 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0))
10 itgss3.1 . . . . . . 7 (𝜑𝐴𝐵)
1110adantr 481 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) → 𝐴𝐵)
12 nfcv 2907 . . . . . . . . . . . 12 𝑦𝐶
1312, 3, 7cbvmpt 5216 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐴𝐶) = (𝑦𝐴𝑦 / 𝑥𝐶)
14 iftrue 4492 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦𝐴 → if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0) = 𝑦 / 𝑥𝐶)
1514mpteq2ia 5208 . . . . . . . . . . 11 (𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) = (𝑦𝐴𝑦 / 𝑥𝐶)
1613, 15eqtr4i 2767 . . . . . . . . . 10 (𝑥𝐴𝐶) = (𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0))
17 simpr 485 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) → (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1)
1816, 17eqeltrrid 2843 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) → (𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) ∈ 𝐿1)
19 iblmbf 25132 . . . . . . . . 9 ((𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) ∈ 𝐿1 → (𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) ∈ MblFn)
2018, 19syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) → (𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) ∈ MblFn)
2110sselda 3944 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥𝐵)
22 itgss3.4 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝐵) → 𝐶 ∈ ℂ)
2321, 22syldan 591 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
2423fmpttd 7063 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐶):𝐴⟶ℂ)
2524adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) → (𝑥𝐴𝐶):𝐴⟶ℂ)
2616feq1i 6659 . . . . . . . . . 10 ((𝑥𝐴𝐶):𝐴⟶ℂ ↔ (𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)):𝐴⟶ℂ)
2725, 26sylib 217 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) → (𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)):𝐴⟶ℂ)
2827fvmptelcdm 7061 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) ∧ 𝑦𝐴) → if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0) ∈ ℂ)
2920, 28mbfdm2 25001 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) → 𝐴 ∈ dom vol)
30 undif 4441 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝐵 ↔ (𝐴 ∪ (𝐵𝐴)) = 𝐵)
3110, 30sylib 217 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴 ∪ (𝐵𝐴)) = 𝐵)
3231adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 ∈ dom vol) → (𝐴 ∪ (𝐵𝐴)) = 𝐵)
33 id 22 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ dom vol → 𝐴 ∈ dom vol)
34 itgss3.2 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐵 ⊆ ℝ)
3534ssdifssd 4102 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐵𝐴) ⊆ ℝ)
36 itgss3.3 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (vol*‘(𝐵𝐴)) = 0)
37 nulmbl 24899 . . . . . . . . . 10 (((𝐵𝐴) ⊆ ℝ ∧ (vol*‘(𝐵𝐴)) = 0) → (𝐵𝐴) ∈ dom vol)
3835, 36, 37syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵𝐴) ∈ dom vol)
39 unmbl 24901 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (𝐵𝐴) ∈ dom vol) → (𝐴 ∪ (𝐵𝐴)) ∈ dom vol)
4033, 38, 39syl2anr 597 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 ∈ dom vol) → (𝐴 ∪ (𝐵𝐴)) ∈ dom vol)
4132, 40eqeltrrd 2839 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 ∈ dom vol) → 𝐵 ∈ dom vol)
4229, 41syldan 591 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) → 𝐵 ∈ dom vol)
43 eldifn 4087 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ (𝐵𝐴) → ¬ 𝑦𝐴)
4443adantl 482 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) ∧ 𝑦 ∈ (𝐵𝐴)) → ¬ 𝑦𝐴)
4544iffalsed 4497 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) ∧ 𝑦 ∈ (𝐵𝐴)) → if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0) = 0)
4611, 42, 28, 45, 18iblss2 25170 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) → (𝑦𝐵 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) ∈ 𝐿1)
479, 46eqeltrid 2842 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1) → (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1)
48 iftrue 4492 . . . . . . 7 (𝑥𝐴 → if(𝑥𝐴, 𝐶, 0) = 𝐶)
4948mpteq2ia 5208 . . . . . 6 (𝑥𝐴 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) = (𝑥𝐴𝐶)
501, 5, 8cbvmpt 5216 . . . . . 6 (𝑥𝐴 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) = (𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0))
5149, 50eqtr3i 2766 . . . . 5 (𝑥𝐴𝐶) = (𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0))
5210adantr 481 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1) → 𝐴𝐵)
53 simpr 485 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1) → (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1)
549, 53eqeltrrid 2843 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1) → (𝑦𝐵 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) ∈ 𝐿1)
55 iblmbf 25132 . . . . . . . . 9 ((𝑦𝐵 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) ∈ 𝐿1 → (𝑦𝐵 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) ∈ MblFn)
5654, 55syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1) → (𝑦𝐵 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) ∈ MblFn)
57 0cn 11147 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℂ
58 ifcl 4531 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → if(𝑥𝐴, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
5922, 57, 58sylancl 586 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐵) → if(𝑥𝐴, 𝐶, 0) ∈ ℂ)
6059fmpttd 7063 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)):𝐵⟶ℂ)
619feq1i 6659 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)):𝐵⟶ℂ ↔ (𝑦𝐵 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)):𝐵⟶ℂ)
6260, 61sylib 217 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑦𝐵 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)):𝐵⟶ℂ)
6362adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1) → (𝑦𝐵 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)):𝐵⟶ℂ)
6463fvmptelcdm 7061 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1) ∧ 𝑦𝐵) → if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0) ∈ ℂ)
6556, 64mbfdm2 25001 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1) → 𝐵 ∈ dom vol)
66 dfss4 4218 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝐵 ↔ (𝐵 ∖ (𝐵𝐴)) = 𝐴)
6710, 66sylib 217 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵 ∖ (𝐵𝐴)) = 𝐴)
6867adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐵 ∈ dom vol) → (𝐵 ∖ (𝐵𝐴)) = 𝐴)
69 id 22 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ dom vol → 𝐵 ∈ dom vol)
70 difmbl 24907 . . . . . . . . 9 ((𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐵𝐴) ∈ dom vol) → (𝐵 ∖ (𝐵𝐴)) ∈ dom vol)
7169, 38, 70syl2anr 597 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐵 ∈ dom vol) → (𝐵 ∖ (𝐵𝐴)) ∈ dom vol)
7268, 71eqeltrrd 2839 . . . . . . 7 ((𝜑𝐵 ∈ dom vol) → 𝐴 ∈ dom vol)
7365, 72syldan 591 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1) → 𝐴 ∈ dom vol)
7452, 73, 64, 54iblss 25169 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1) → (𝑦𝐴 ↦ if(𝑦𝐴, 𝑦 / 𝑥𝐶, 0)) ∈ 𝐿1)
7551, 74eqeltrid 2842 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1) → (𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1)
7647, 75impbida 799 . . 3 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1 ↔ (𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1))
7767eleq2d 2823 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐵 ∖ (𝐵𝐴)) ↔ 𝑥𝐴))
7877biimpa 477 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐵 ∖ (𝐵𝐴))) → 𝑥𝐴)
7978, 48syl 17 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐵 ∖ (𝐵𝐴))) → if(𝑥𝐴, 𝐶, 0) = 𝐶)
8059, 22, 35, 36, 79itgeqa 25178 . . . 4 (𝜑 → (((𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1 ↔ (𝑥𝐵𝐶) ∈ 𝐿1) ∧ ∫𝐵if(𝑥𝐴, 𝐶, 0) d𝑥 = ∫𝐵𝐶 d𝑥))
8180simpld 495 . . 3 (𝜑 → ((𝑥𝐵 ↦ if(𝑥𝐴, 𝐶, 0)) ∈ 𝐿1 ↔ (𝑥𝐵𝐶) ∈ 𝐿1))
8276, 81bitrd 278 . 2 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1 ↔ (𝑥𝐵𝐶) ∈ 𝐿1))
83 itgss2 25177 . . . 4 (𝐴𝐵 → ∫𝐴𝐶 d𝑥 = ∫𝐵if(𝑥𝐴, 𝐶, 0) d𝑥)
8410, 83syl 17 . . 3 (𝜑 → ∫𝐴𝐶 d𝑥 = ∫𝐵if(𝑥𝐴, 𝐶, 0) d𝑥)
8580simprd 496 . . 3 (𝜑 → ∫𝐵if(𝑥𝐴, 𝐶, 0) d𝑥 = ∫𝐵𝐶 d𝑥)
8684, 85eqtrd 2776 . 2 (𝜑 → ∫𝐴𝐶 d𝑥 = ∫𝐵𝐶 d𝑥)
8782, 86jca 512 1 (𝜑 → (((𝑥𝐴𝐶) ∈ 𝐿1 ↔ (𝑥𝐵𝐶) ∈ 𝐿1) ∧ ∫𝐴𝐶 d𝑥 = ∫𝐵𝐶 d𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 396   = wceq 1541  wcel 2106  csb 3855  cdif 3907  cun 3908  wss 3910  ifcif 4486  cmpt 5188  dom cdm 5633  wf 6492  cfv 6496  cc 11049  cr 11050  0cc0 11051  vol*covol 24826  volcvol 24827  MblFncmbf 24978  𝐿1cibl 24981  citg 24982
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 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-inf2 9577  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129  ax-addf 11130
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 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-symdif 4202  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-disj 5071  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-of 7617  df-ofr 7618  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-2o 8413  df-er 8648  df-map 8767  df-pm 8768  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fi 9347  df-sup 9378  df-inf 9379  df-oi 9446  df-dju 9837  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12916  df-xneg 13033  df-xadd 13034  df-xmul 13035  df-ioo 13268  df-ico 13270  df-icc 13271  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-fl 13697  df-mod 13775  df-seq 13907  df-exp 13968  df-hash 14231  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-clim 15370  df-sum 15571  df-rest 17304  df-topgen 17325  df-psmet 20788  df-xmet 20789  df-met 20790  df-bl 20791  df-mopn 20792  df-top 22243  df-topon 22260  df-bases 22296  df-cmp 22738  df-ovol 24828  df-vol 24829  df-mbf 24983  df-itg1 24984  df-itg2 24985  df-ibl 24986  df-itg 24987
This theorem is referenced by:  itgioo  25180  itgsplitioo  25202  itgvol0  44199  ibliooicc  44202
  Copyright terms: Public domain W3C validator