Theorem ovolfs2 25885

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 25780	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((1st ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ ∧ (2nd ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ ∧ (1st ‘(𝐹‘𝑛)) ≤ (2nd ‘(𝐹‘𝑛))))
2		ovolioo 25882	. . . . 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 4183	. . . . . . . . . 10 ⊢ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ⊆ (ℝ × ℝ)
5		rexpssxrxp 11347	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℝ × ℝ) ⊆ (ℝ* × ℝ*)
6	4, 5	sstri 3940	. . . . . . . . 9 ⊢ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ⊆ (ℝ* × ℝ*)
7		ffvelcdm 7079	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑛) ∈ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)))
8	6, 7	sselid 3929	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑛) ∈ (ℝ* × ℝ*))
9		1st2nd2 8038	. . . . . . . 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 6887	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((,)‘(𝐹‘𝑛)) = ((,)‘⟨(1st ‘(𝐹‘𝑛)), (2nd ‘(𝐹‘𝑛))⟩))
12		df-ov 7421	. . . . . 6 ⊢ ((1st ‘(𝐹‘𝑛))(,)(2nd ‘(𝐹‘𝑛))) = ((,)‘⟨(1st ‘(𝐹‘𝑛)), (2nd ‘(𝐹‘𝑛))⟩)
13	11, 12	eqtr4di 2814	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((,)‘(𝐹‘𝑛)) = ((1st ‘(𝐹‘𝑛))(,)(2nd ‘(𝐹‘𝑛))))
14	13	fveq2d 6887	. . . 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 25784	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑛) = ((2nd ‘(𝐹‘𝑛)) − (1st ‘(𝐹‘𝑛))))
17	3, 14, 16	3eqtr4rd 2807	. . 3 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑛) = (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛))))
18	17	mpteq2dva 5198	. 2 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐺‘𝑛)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛)))))
19	15	ovolfsf 25785	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐺:ℕ⟶(0[,)+∞))
20	19	feqmptd 6951	. 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 6951	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐹‘𝑛)))
23		ioof 13571	. . . . . 6 ⊢ (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ
24	23	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ)
25	24	ffvelcdmda 7082	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ (ℝ* × ℝ*)) → ((,)‘𝑥) ∈ 𝒫 ℝ)
26	24	feqmptd 6951	. . . 4 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (,) = (𝑥 ∈ (ℝ* × ℝ*) ↦ ((,)‘𝑥)))
27		ovolf 25796	. . . . . 6 ⊢ vol*:𝒫 ℝ⟶(0[,]+∞)
28	27	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → vol*:𝒫 ℝ⟶(0[,]+∞))
29	28	feqmptd 6951	. . . 4 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → vol* = (𝑦 ∈ 𝒫 ℝ ↦ (vol*‘𝑦)))
30		fveq2 6883	. . . 4 ⊢ (𝑦 = ((,)‘𝑥) → (vol*‘𝑦) = (vol*‘((,)‘𝑥)))
31	25, 26, 29, 30	fmptco 7128	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (vol* ∘ (,)) = (𝑥 ∈ (ℝ* × ℝ*) ↦ (vol*‘((,)‘𝑥))))
32		2fveq3 6888	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝐹‘𝑛) → (vol*‘((,)‘𝑥)) = (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛))))
33	8, 22, 31, 32	fmptco 7128	. 2 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → ((vol* ∘ (,)) ∘ 𝐹) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛)))))
34	18, 20, 33	3eqtr4d 2806	1 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐺 = ((vol* ∘ (,)) ∘ 𝐹))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ∩ cin 3898  𝒫 cpw 4557  ⟨cop 4590   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186   × cxp 5649   ∘ ccom 5655  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  1^st c1st 7997  2^nd c2nd 7998  ℝcr 11192  0cc0 11193  +∞cpnf 11333  ℝ^*cxr 11335   ≤ cle 11337   − cmin 11534  ℕcn 12328  (,)cioo 13469  [,)cico 13471  [,]cicc 13472  abscabs 15394  vol*covol 25776

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-inf2 9635  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270  ax-pre-sup 11271

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-of 7691  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-2o 8470  df-er 8710  df-map 8842  df-pm 8843  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-fi 9396  df-sup 9427  df-inf 9428  df-oi 9497  df-dju 9975  df-card 10013  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-div 11967  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-n0 12600  df-z 12687  df-uz 12959  df-q 13069  df-rp 13114  df-xneg 13234  df-xadd 13235  df-xmul 13236  df-ioo 13473  df-ico 13475  df-icc 13476  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-fl 13925  df-seq 14138  df-exp 14198  df-hash 14468  df-cj 15259  df-re 15260  df-im 15261  df-sqrt 15395  df-abs 15396  df-clim 15648  df-rlim 15649  df-sum 15847  df-rest 17586  df-topgen 17607  df-psmet 21663  df-xmet 21664  df-met 21665  df-bl 21666  df-mopn 21667  df-top 23205  df-topon 23222  df-bases 23257  df-cmp 23698  df-ovol 25778  df-vol 25779

This theorem is used by:  uniioombllem2  25897