Theorem ovolfs2 25695

Description: Alternative expression for the interval length function. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Mar-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
ovolfs2.1	⊢ 𝐺 = ((abs ∘ − ) ∘ 𝐹)

Assertion

Ref	Expression
ovolfs2	⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐺 = ((vol* ∘ (,)) ∘ 𝐹))

Proof of Theorem ovolfs2

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ovolfcl 25590	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((1st ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ ∧ (2nd ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ ∧ (1st ‘(𝐹‘𝑛)) ≤ (2nd ‘(𝐹‘𝑛))))
2		ovolioo 25692	. . . . 5 ⊢ (((1st ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ ∧ (2nd ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ ∧ (1st ‘(𝐹‘𝑛)) ≤ (2nd ‘(𝐹‘𝑛))) → (vol*‘((1st ‘(𝐹‘𝑛))(,)(2nd ‘(𝐹‘𝑛)))) = ((2nd ‘(𝐹‘𝑛)) − (1st ‘(𝐹‘𝑛))))
3	1, 2	syl 18	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (vol*‘((1st ‘(𝐹‘𝑛))(,)(2nd ‘(𝐹‘𝑛)))) = ((2nd ‘(𝐹‘𝑛)) − (1st ‘(𝐹‘𝑛))))
4		inss2 4198	. . . . . . . . . 10 ⊢ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ⊆ (ℝ × ℝ)
5		rexpssxrxp 11250	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℝ × ℝ) ⊆ (ℝ* × ℝ*)
6	4, 5	sstri 3954	. . . . . . . . 9 ⊢ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ⊆ (ℝ* × ℝ*)
7		ffvelcdm 7074	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑛) ∈ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)))
8	6, 7	sselid 3943	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑛) ∈ (ℝ* × ℝ*))
9		1st2nd2 8021	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹‘𝑛) ∈ (ℝ* × ℝ*) → (𝐹‘𝑛) = ⟨(1st ‘(𝐹‘𝑛)), (2nd ‘(𝐹‘𝑛))⟩)
10	8, 9	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑛) = ⟨(1st ‘(𝐹‘𝑛)), (2nd ‘(𝐹‘𝑛))⟩)
11	10	fveq2d 6883	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((,)‘(𝐹‘𝑛)) = ((,)‘⟨(1st ‘(𝐹‘𝑛)), (2nd ‘(𝐹‘𝑛))⟩))
12		df-ov 7411	. . . . . 6 ⊢ ((1st ‘(𝐹‘𝑛))(,)(2nd ‘(𝐹‘𝑛))) = ((,)‘⟨(1st ‘(𝐹‘𝑛)), (2nd ‘(𝐹‘𝑛))⟩)
13	11, 12	eqtr4di 2822	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((,)‘(𝐹‘𝑛)) = ((1st ‘(𝐹‘𝑛))(,)(2nd ‘(𝐹‘𝑛))))
14	13	fveq2d 6883	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛))) = (vol*‘((1st ‘(𝐹‘𝑛))(,)(2nd ‘(𝐹‘𝑛)))))
15		ovolfs2.1	. . . . 5 ⊢ 𝐺 = ((abs ∘ − ) ∘ 𝐹)
16	15	ovolfsval 25594	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑛) = ((2nd ‘(𝐹‘𝑛)) − (1st ‘(𝐹‘𝑛))))
17	3, 14, 16	3eqtr4rd 2815	. . 3 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑛) = (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛))))
18	17	mpteq2dva 5205	. 2 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐺‘𝑛)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛)))))
19	15	ovolfsf 25595	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐺:ℕ⟶(0[,)+∞))
20	19	feqmptd 6947	. 2 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐺 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐺‘𝑛)))
21		id 23	. . . 4 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)))
22	21	feqmptd 6947	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐹‘𝑛)))
23		ioof 13470	. . . . . 6 ⊢ (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ
24	23	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ)
25	24	ffvelcdmda 7077	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ (ℝ* × ℝ*)) → ((,)‘𝑥) ∈ 𝒫 ℝ)
26	24	feqmptd 6947	. . . 4 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (,) = (𝑥 ∈ (ℝ* × ℝ*) ↦ ((,)‘𝑥)))
27		ovolf 25606	. . . . . 6 ⊢ vol*:𝒫 ℝ⟶(0[,]+∞)
28	27	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → vol*:𝒫 ℝ⟶(0[,]+∞))
29	28	feqmptd 6947	. . . 4 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → vol* = (𝑦 ∈ 𝒫 ℝ ↦ (vol*‘𝑦)))
30		fveq2 6879	. . . 4 ⊢ (𝑦 = ((,)‘𝑥) → (vol*‘𝑦) = (vol*‘((,)‘𝑥)))
31	25, 26, 29, 30	fmptco 7123	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (vol* ∘ (,)) = (𝑥 ∈ (ℝ* × ℝ*) ↦ (vol*‘((,)‘𝑥))))
32		2fveq3 6884	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝐹‘𝑛) → (vol*‘((,)‘𝑥)) = (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛))))
33	8, 22, 31, 32	fmptco 7123	. 2 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → ((vol* ∘ (,)) ∘ 𝐹) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛)))))
34	18, 20, 33	3eqtr4d 2814	1 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐺 = ((vol* ∘ (,)) ∘ 𝐹))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1101   = wceq 1567   ∈ wcel 2149   ∩ cin 3912  𝒫 cpw 4564  ⟨cop 4597   class class class wbr 5110   ↦ cmpt 5193   × cxp 5657   ∘ ccom 5663  ⟶wf 6529  ‘cfv 6533  (class class class)co 7408  1^st c1st 7980  2^nd c2nd 7981  ℝcr 11095  0cc0 11096  +∞cpnf 11236  ℝ^*cxr 11238   ≤ cle 11240   − cmin 11437  ℕcn 12229  (,)cioo 13368  [,)cico 13370  [,]cicc 13371  abscabs 15281  vol*covol 25586

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5268  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7730  ax-inf2 9606  ax-cnex 11152  ax-resscn 11153  ax-1cn 11154  ax-icn 11155  ax-addcl 11156  ax-addrcl 11157  ax-mulcl 11158  ax-mulrcl 11159  ax-mulcom 11160  ax-addass 11161  ax-mulass 11162  ax-distr 11163  ax-i2m1 11164  ax-1ne0 11165  ax-1rid 11166  ax-rnegex 11167  ax-rrecex 11168  ax-cnre 11169  ax-pre-lttri 11170  ax-pre-lttrn 11171  ax-pre-ltadd 11172  ax-pre-mulgt0 11173  ax-pre-sup 11174

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7672  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-er 8690  df-map 8822  df-pm 8823  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fi 9367  df-sup 9398  df-inf 9399  df-oi 9468  df-dju 9883  df-card 9921  df-pnf 11241  df-mnf 11242  df-xr 11243  df-ltxr 11244  df-le 11245  df-sub 11439  df-neg 11440  df-div 11868  df-nn 12230  df-2 12299  df-3 12300  df-n0 12501  df-z 12588  df-uz 12859  df-q 12969  df-rp 13013  df-xneg 13133  df-xadd 13134  df-xmul 13135  df-ioo 13372  df-ico 13374  df-icc 13375  df-fz 13532  df-fzo 13679  df-fl 13821  df-seq 14034  df-exp 14094  df-hash 14363  df-cj 15146  df-re 15147  df-im 15148  df-sqrt 15282  df-abs 15283  df-clim 15535  df-rlim 15536  df-sum 15734  df-rest 17471  df-topgen 17492  df-psmet 21479  df-xmet 21480  df-met 21481  df-bl 21482  df-mopn 21483  df-top 23016  df-topon 23033  df-bases 23068  df-cmp 23509  df-ovol 25588  df-vol 25589

This theorem is referenced by:  uniioombllem2  25707