Theorem ovolfs2 25898

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 25793	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((1st ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ ∧ (2nd ‘(𝐹‘𝑛)) ∈ ℝ ∧ (1st ‘(𝐹‘𝑛)) ≤ (2nd ‘(𝐹‘𝑛))))
2		ovolioo 25895	. . . . 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 4134	. . . . . . . . . 10 ⊢ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ⊆ (ℝ × ℝ)
5		rexpssxrxp 11358	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℝ × ℝ) ⊆ (ℝ* × ℝ*)
6	4, 5	sstri 3917	. . . . . . . . 9 ⊢ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ⊆ (ℝ* × ℝ*)
7		ffvelcdm 7082	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑛) ∈ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)))
8	6, 7	sselid 3906	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑛) ∈ (ℝ* × ℝ*))
9		1st2nd2 8041	. . . . . . . 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 6890	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((,)‘(𝐹‘𝑛)) = ((,)‘⟨(1st ‘(𝐹‘𝑛)), (2nd ‘(𝐹‘𝑛))⟩))
12		df-ov 7424	. . . . . 6 ⊢ ((1st ‘(𝐹‘𝑛))(,)(2nd ‘(𝐹‘𝑛))) = ((,)‘⟨(1st ‘(𝐹‘𝑛)), (2nd ‘(𝐹‘𝑛))⟩)
13	11, 12	eqtr4di 2813	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((,)‘(𝐹‘𝑛)) = ((1st ‘(𝐹‘𝑛))(,)(2nd ‘(𝐹‘𝑛))))
14	13	fveq2d 6890	. . . 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 25797	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑛) = ((2nd ‘(𝐹‘𝑛)) − (1st ‘(𝐹‘𝑛))))
17	3, 14, 16	3eqtr4rd 2806	. . 3 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐺‘𝑛) = (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛))))
18	17	mpteq2dva 5197	. 2 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐺‘𝑛)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛)))))
19	15	ovolfsf 25798	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐺:ℕ⟶(0[,)+∞))
20	19	feqmptd 6954	. 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 6954	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐹 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝐹‘𝑛)))
23		ioof 13582	. . . . . 6 ⊢ (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ
24	23	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ)
25	24	ffvelcdmda 7085	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∧ 𝑥 ∈ (ℝ* × ℝ*)) → ((,)‘𝑥) ∈ 𝒫 ℝ)
26	24	feqmptd 6954	. . . 4 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (,) = (𝑥 ∈ (ℝ* × ℝ*) ↦ ((,)‘𝑥)))
27		ovolf 25809	. . . . . 6 ⊢ vol*:𝒫 ℝ⟶(0[,]+∞)
28	27	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → vol*:𝒫 ℝ⟶(0[,]+∞))
29	28	feqmptd 6954	. . . 4 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → vol* = (𝑦 ∈ 𝒫 ℝ ↦ (vol*‘𝑦)))
30		fveq2 6886	. . . 4 ⊢ (𝑦 = ((,)‘𝑥) → (vol*‘𝑦) = (vol*‘((,)‘𝑥)))
31	25, 26, 29, 30	fmptco 7131	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → (vol* ∘ (,)) = (𝑥 ∈ (ℝ* × ℝ*) ↦ (vol*‘((,)‘𝑥))))
32		2fveq3 6891	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝐹‘𝑛) → (vol*‘((,)‘𝑥)) = (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛))))
33	8, 22, 31, 32	fmptco 7131	. 2 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → ((vol* ∘ (,)) ∘ 𝐹) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (vol*‘((,)‘(𝐹‘𝑛)))))
34	18, 20, 33	3eqtr4d 2805	1 ⊢ (𝐹:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → 𝐺 = ((vol* ∘ (,)) ∘ 𝐹))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ∩ cin 4089  𝒫 cpw 4556  ⟨cop 4834   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185   × cxp 5648   ∘ ccom 5654  ⟶wf 6535  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421  1^st c1st 8000  2^nd c2nd 8001  ℝcr 11203  0cc0 11204  +∞cpnf 11344  ℝ^*cxr 11346   ≤ cle 11348   − cmin 11545  ℕcn 12339  (,)cioo 13480  [,)cico 13482  [,]cicc 13483  abscabs 15407  vol*covol 25789

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-inf2 9646  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281  ax-pre-sup 11282

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-isom 6548  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-of 7694  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8480  df-2o 8481  df-er 8721  df-map 8853  df-pm 8854  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-fin 8981  df-fi 9407  df-sup 9438  df-inf 9439  df-oi 9508  df-dju 9986  df-card 10024  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-div 11978  df-nn 12340  df-2 12409  df-3 12410  df-n0 12611  df-z 12698  df-uz 12970  df-q 13080  df-rp 13125  df-xneg 13245  df-xadd 13246  df-xmul 13247  df-ioo 13484  df-ico 13486  df-icc 13487  df-fz 13644  df-fzo 13793  df-fl 13936  df-seq 14149  df-exp 14209  df-hash 14479  df-cj 15272  df-re 15273  df-im 15274  df-sqrt 15408  df-abs 15409  df-clim 15661  df-rlim 15662  df-sum 15860  df-rest 17599  df-topgen 17620  df-psmet 21676  df-xmet 21677  df-met 21678  df-bl 21679  df-mopn 21680  df-top 23218  df-topon 23235  df-bases 23270  df-cmp 23711  df-ovol 25791  df-vol 25792

This theorem is used by:  uniioombllem2  25910