Theorem ovolfs2 25711

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 25606	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((1st ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ ∧ (2nd ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ ∧ (1st ‘(𝐹‘𝑛)) ≤ (2nd ‘(𝐹‘𝑛))))
2		ovolioo 25708	. . . . 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 4191	. . . . . . . . . 10 ⊢ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ⊆ (ℝ × ℝ)
5		rexpssxrxp 11255	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℝ × ℝ) ⊆ (ℝ* × ℝ*)
6	4, 5	sstri 3947	. . . . . . . . 9 ⊢ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ⊆ (ℝ* × ℝ*)
7		ffvelcdm 7078	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑛) ∈ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)))
8	6, 7	sselid 3936	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑛) ∈ (ℝ* × ℝ*))
9		1st2nd2 8026	. . . . . . . 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 7415	. . . . . 6 ⊢ ((1st ‘(𝐹‘𝑛))(,)(2nd ‘(𝐹‘𝑛))) = ((,)‘⟨(1st ‘(𝐹‘𝑛)), (2nd ‘(𝐹‘𝑛))⟩)
13	11, 12	eqtr4di 2816	. . . . 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 25610	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑛) = ((2nd ‘(𝐹‘𝑛)) − (1st ‘(𝐹‘𝑛))))
17	3, 14, 16	3eqtr4rd 2809	. . 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 25611	. . 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 13475	. . . . . 6 ⊢ (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ
24	23	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ)
25	24	ffvelcdmda 7081	. . . 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 25622	. . . . . 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 7127	. . 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 7127	. 2 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → ((vol* ∘ (,)) ∘ 𝐹) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛)))))
34	18, 20, 33	3eqtr4d 2808	1 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐺 = ((vol* ∘ (,)) ∘ 𝐹))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2143   ∩ cin 3905  𝒫 cpw 4563  ⟨cop 4596   class class class wbr 5110   ↦ cmpt 5193   × cxp 5661   ∘ ccom 5667  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7412  1^st c1st 7985  2^nd c2nd 7986  ℝcr 11100  0cc0 11101  +∞cpnf 11241  ℝ^*cxr 11243   ≤ cle 11245   − cmin 11442  ℕcn 12234  (,)cioo 13373  [,)cico 13375  [,]cicc 13376  abscabs 15287  vol*covol 25602

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-inf2 9611  ax-cnex 11157  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178  ax-pre-sup 11179

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-op 4597  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7676  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-1o 8454  df-2o 8455  df-er 8695  df-map 8827  df-pm 8828  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-fin 8948  df-fi 9372  df-sup 9403  df-inf 9404  df-oi 9473  df-dju 9888  df-card 9926  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445  df-div 11873  df-nn 12235  df-2 12304  df-3 12305  df-n0 12506  df-z 12593  df-uz 12864  df-q 12974  df-rp 13018  df-xneg 13138  df-xadd 13139  df-xmul 13140  df-ioo 13377  df-ico 13379  df-icc 13380  df-fz 13537  df-fzo 13685  df-fl 13827  df-seq 14040  df-exp 14100  df-hash 14369  df-cj 15152  df-re 15153  df-im 15154  df-sqrt 15288  df-abs 15289  df-clim 15541  df-rlim 15542  df-sum 15740  df-rest 17476  df-topgen 17497  df-psmet 21495  df-xmet 21496  df-met 21497  df-bl 21498  df-mopn 21499  df-top 23032  df-topon 23049  df-bases 23084  df-cmp 23525  df-ovol 25604  df-vol 25605

This theorem is referenced by:  uniioombllem2  25723