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

Theorem uniioovol 25095
Description: A disjoint union of open intervals has volume equal to the sum of the volume of the intervals. (This proof does not use countable choice, unlike voliun 25070.) Lemma 565Ca of [Fremlin5] p. 213. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Mar-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
uniioombl.1 (πœ‘ β†’ 𝐹:β„•βŸΆ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)))
uniioombl.2 (πœ‘ β†’ Disj π‘₯ ∈ β„• ((,)β€˜(πΉβ€˜π‘₯)))
uniioombl.3 𝑆 = seq1( + , ((abs ∘ βˆ’ ) ∘ 𝐹))
Assertion
Ref Expression
uniioovol (πœ‘ β†’ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) = sup(ran 𝑆, ℝ*, < ))
Distinct variable groups:   π‘₯,𝐹   πœ‘,π‘₯
Allowed substitution hint:   𝑆(π‘₯)

Proof of Theorem uniioovol
Dummy variables 𝑛 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ioof 13423 . . . . . 6 (,):(ℝ* Γ— ℝ*)βŸΆπ’« ℝ
2 uniioombl.1 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐹:β„•βŸΆ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)))
3 inss2 4229 . . . . . . . 8 ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)) βŠ† (ℝ Γ— ℝ)
4 rexpssxrxp 11258 . . . . . . . 8 (ℝ Γ— ℝ) βŠ† (ℝ* Γ— ℝ*)
53, 4sstri 3991 . . . . . . 7 ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)) βŠ† (ℝ* Γ— ℝ*)
6 fss 6734 . . . . . . 7 ((𝐹:β„•βŸΆ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)) ∧ ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)) βŠ† (ℝ* Γ— ℝ*)) β†’ 𝐹:β„•βŸΆ(ℝ* Γ— ℝ*))
72, 5, 6sylancl 586 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐹:β„•βŸΆ(ℝ* Γ— ℝ*))
8 fco 6741 . . . . . 6 (((,):(ℝ* Γ— ℝ*)βŸΆπ’« ℝ ∧ 𝐹:β„•βŸΆ(ℝ* Γ— ℝ*)) β†’ ((,) ∘ 𝐹):β„•βŸΆπ’« ℝ)
91, 7, 8sylancr 587 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((,) ∘ 𝐹):β„•βŸΆπ’« ℝ)
109frnd 6725 . . . 4 (πœ‘ β†’ ran ((,) ∘ 𝐹) βŠ† 𝒫 ℝ)
11 sspwuni 5103 . . . 4 (ran ((,) ∘ 𝐹) βŠ† 𝒫 ℝ ↔ βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹) βŠ† ℝ)
1210, 11sylib 217 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹) βŠ† ℝ)
13 ovolcl 24994 . . 3 (βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹) βŠ† ℝ β†’ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) ∈ ℝ*)
1412, 13syl 17 . 2 (πœ‘ β†’ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) ∈ ℝ*)
15 eqid 2732 . . . . . 6 ((abs ∘ βˆ’ ) ∘ 𝐹) = ((abs ∘ βˆ’ ) ∘ 𝐹)
16 uniioombl.3 . . . . . 6 𝑆 = seq1( + , ((abs ∘ βˆ’ ) ∘ 𝐹))
1715, 16ovolsf 24988 . . . . 5 (𝐹:β„•βŸΆ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)) β†’ 𝑆:β„•βŸΆ(0[,)+∞))
18 frn 6724 . . . . 5 (𝑆:β„•βŸΆ(0[,)+∞) β†’ ran 𝑆 βŠ† (0[,)+∞))
192, 17, 183syl 18 . . . 4 (πœ‘ β†’ ran 𝑆 βŠ† (0[,)+∞))
20 icossxr 13408 . . . 4 (0[,)+∞) βŠ† ℝ*
2119, 20sstrdi 3994 . . 3 (πœ‘ β†’ ran 𝑆 βŠ† ℝ*)
22 supxrcl 13293 . . 3 (ran 𝑆 βŠ† ℝ* β†’ sup(ran 𝑆, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
2321, 22syl 17 . 2 (πœ‘ β†’ sup(ran 𝑆, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
24 ssid 4004 . . 3 βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹) βŠ† βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)
2516ovollb 24995 . . 3 ((𝐹:β„•βŸΆ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)) ∧ βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹) βŠ† βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) β†’ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) ≀ sup(ran 𝑆, ℝ*, < ))
262, 24, 25sylancl 586 . 2 (πœ‘ β†’ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) ≀ sup(ran 𝑆, ℝ*, < ))
2716fveq1i 6892 . . . . . . . 8 (π‘†β€˜π‘›) = (seq1( + , ((abs ∘ βˆ’ ) ∘ 𝐹))β€˜π‘›)
282adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ 𝐹:β„•βŸΆ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)))
29 elfznn 13529 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ ∈ (1...𝑛) β†’ π‘₯ ∈ β„•)
3015ovolfsval 24986 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹:β„•βŸΆ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)) ∧ π‘₯ ∈ β„•) β†’ (((abs ∘ βˆ’ ) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) = ((2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) βˆ’ (1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))))
3128, 29, 30syl2an 596 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (((abs ∘ βˆ’ ) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) = ((2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) βˆ’ (1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))))
32 fvco3 6990 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹:β„•βŸΆ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)) ∧ π‘₯ ∈ β„•) β†’ (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) = ((,)β€˜(πΉβ€˜π‘₯)))
3328, 29, 32syl2an 596 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) = ((,)β€˜(πΉβ€˜π‘₯)))
34 ffvelcdm 7083 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐹:β„•βŸΆ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)) ∧ π‘₯ ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) ∈ ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)))
3528, 29, 34syl2an 596 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) ∈ ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)))
3635elin2d 4199 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) ∈ (ℝ Γ— ℝ))
37 1st2nd2 8013 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((πΉβ€˜π‘₯) ∈ (ℝ Γ— ℝ) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) = ⟨(1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)), (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))⟩)
3836, 37syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) = ⟨(1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)), (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))⟩)
3938fveq2d 6895 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ ((,)β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) = ((,)β€˜βŸ¨(1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)), (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))⟩))
40 df-ov 7411 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))(,)(2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))) = ((,)β€˜βŸ¨(1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)), (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))⟩)
4139, 40eqtr4di 2790 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ ((,)β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) = ((1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))(,)(2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))))
4233, 41eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) = ((1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))(,)(2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))))
43 ioombl 25081 . . . . . . . . . . . . 13 ((1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))(,)(2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))) ∈ dom vol
4442, 43eqeltrdi 2841 . . . . . . . . . . . 12 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ∈ dom vol)
45 mblvol 25046 . . . . . . . . . . . 12 ((((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ∈ dom vol β†’ (volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) = (vol*β€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)))
4644, 45syl 17 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) = (vol*β€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)))
4742fveq2d 6895 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (vol*β€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) = (vol*β€˜((1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))(,)(2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)))))
48 ovolfcl 24982 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹:β„•βŸΆ( ≀ ∩ (ℝ Γ— ℝ)) ∧ π‘₯ ∈ β„•) β†’ ((1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ ∧ (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ ∧ (1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ≀ (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))))
4928, 29, 48syl2an 596 . . . . . . . . . . . 12 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ ((1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ ∧ (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ ∧ (1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ≀ (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))))
50 ovolioo 25084 . . . . . . . . . . . 12 (((1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ ∧ (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ ∧ (1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ≀ (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯))) β†’ (vol*β€˜((1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))(,)(2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)))) = ((2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) βˆ’ (1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))))
5149, 50syl 17 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (vol*β€˜((1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))(,)(2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)))) = ((2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) βˆ’ (1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))))
5246, 47, 513eqtrd 2776 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) = ((2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) βˆ’ (1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))))
5331, 52eqtr4d 2775 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (((abs ∘ βˆ’ ) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) = (volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)))
54 simpr 485 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ 𝑛 ∈ β„•)
55 nnuz 12864 . . . . . . . . . 10 β„• = (β„€β‰₯β€˜1)
5654, 55eleqtrdi 2843 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ 𝑛 ∈ (β„€β‰₯β€˜1))
5749simp2d 1143 . . . . . . . . . . . 12 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ)
5849simp1d 1142 . . . . . . . . . . . 12 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) ∈ ℝ)
5957, 58resubcld 11641 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ ((2nd β€˜(πΉβ€˜π‘₯)) βˆ’ (1st β€˜(πΉβ€˜π‘₯))) ∈ ℝ)
6052, 59eqeltrd 2833 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) ∈ ℝ)
6160recnd 11241 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ (volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) ∈ β„‚)
6253, 56, 61fsumser 15675 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ Ξ£π‘₯ ∈ (1...𝑛)(volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) = (seq1( + , ((abs ∘ βˆ’ ) ∘ 𝐹))β€˜π‘›))
6327, 62eqtr4id 2791 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ (π‘†β€˜π‘›) = Ξ£π‘₯ ∈ (1...𝑛)(volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)))
64 fzfid 13937 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ (1...𝑛) ∈ Fin)
6544, 60jca 512 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ (1...𝑛)) β†’ ((((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ∈ dom vol ∧ (volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) ∈ ℝ))
6665ralrimiva 3146 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ (1...𝑛)((((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ∈ dom vol ∧ (volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) ∈ ℝ))
67 fz1ssnn 13531 . . . . . . . . 9 (1...𝑛) βŠ† β„•
68 uniioombl.2 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ Disj π‘₯ ∈ β„• ((,)β€˜(πΉβ€˜π‘₯)))
692, 32sylan 580 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ β„•) β†’ (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) = ((,)β€˜(πΉβ€˜π‘₯)))
7069disjeq2dv 5118 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (Disj π‘₯ ∈ β„• (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ↔ Disj π‘₯ ∈ β„• ((,)β€˜(πΉβ€˜π‘₯))))
7168, 70mpbird 256 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ Disj π‘₯ ∈ β„• (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯))
7271adantr 481 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ Disj π‘₯ ∈ β„• (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯))
73 disjss1 5119 . . . . . . . . 9 ((1...𝑛) βŠ† β„• β†’ (Disj π‘₯ ∈ β„• (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) β†’ Disj π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)))
7467, 72, 73mpsyl 68 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ Disj π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯))
75 volfiniun 25063 . . . . . . . 8 (((1...𝑛) ∈ Fin ∧ βˆ€π‘₯ ∈ (1...𝑛)((((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ∈ dom vol ∧ (volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) ∈ ℝ) ∧ Disj π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) β†’ (volβ€˜βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) = Ξ£π‘₯ ∈ (1...𝑛)(volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)))
7664, 66, 74, 75syl3anc 1371 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ (volβ€˜βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) = Ξ£π‘₯ ∈ (1...𝑛)(volβ€˜(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)))
7744ralrimiva 3146 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ∈ dom vol)
78 finiunmbl 25060 . . . . . . . . 9 (((1...𝑛) ∈ Fin ∧ βˆ€π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ∈ dom vol) β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ∈ dom vol)
7964, 77, 78syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ∈ dom vol)
80 mblvol 25046 . . . . . . . 8 (βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) ∈ dom vol β†’ (volβ€˜βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) = (vol*β€˜βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)))
8179, 80syl 17 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ (volβ€˜βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) = (vol*β€˜βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)))
8263, 76, 813eqtr2d 2778 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ (π‘†β€˜π‘›) = (vol*β€˜βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)))
83 iunss1 5011 . . . . . . . . 9 ((1...𝑛) βŠ† β„• β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) βŠ† βˆͺ π‘₯ ∈ β„• (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯))
8467, 83mp1i 13 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) βŠ† βˆͺ π‘₯ ∈ β„• (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯))
859adantr 481 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ ((,) ∘ 𝐹):β„•βŸΆπ’« ℝ)
86 ffn 6717 . . . . . . . . 9 (((,) ∘ 𝐹):β„•βŸΆπ’« ℝ β†’ ((,) ∘ 𝐹) Fn β„•)
87 fniunfv 7245 . . . . . . . . 9 (((,) ∘ 𝐹) Fn β„• β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ β„• (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) = βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹))
8885, 86, 873syl 18 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ β„• (((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) = βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹))
8984, 88sseqtrd 4022 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) βŠ† βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹))
9012adantr 481 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹) βŠ† ℝ)
91 ovolss 25001 . . . . . . 7 ((βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯) βŠ† βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹) ∧ βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹) βŠ† ℝ) β†’ (vol*β€˜βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)))
9289, 90, 91syl2anc 584 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ (vol*β€˜βˆͺ π‘₯ ∈ (1...𝑛)(((,) ∘ 𝐹)β€˜π‘₯)) ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)))
9382, 92eqbrtrd 5170 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ (π‘†β€˜π‘›) ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)))
9493ralrimiva 3146 . . . 4 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘› ∈ β„• (π‘†β€˜π‘›) ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)))
952, 17syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑆:β„•βŸΆ(0[,)+∞))
96 ffn 6717 . . . . 5 (𝑆:β„•βŸΆ(0[,)+∞) β†’ 𝑆 Fn β„•)
97 breq1 5151 . . . . . 6 (𝑦 = (π‘†β€˜π‘›) β†’ (𝑦 ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) ↔ (π‘†β€˜π‘›) ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹))))
9897ralrn 7089 . . . . 5 (𝑆 Fn β„• β†’ (βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝑆 𝑦 ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) ↔ βˆ€π‘› ∈ β„• (π‘†β€˜π‘›) ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹))))
9995, 96, 983syl 18 . . . 4 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝑆 𝑦 ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) ↔ βˆ€π‘› ∈ β„• (π‘†β€˜π‘›) ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹))))
10094, 99mpbird 256 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝑆 𝑦 ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)))
101 supxrleub 13304 . . . 4 ((ran 𝑆 βŠ† ℝ* ∧ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) ∈ ℝ*) β†’ (sup(ran 𝑆, ℝ*, < ) ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) ↔ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝑆 𝑦 ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹))))
10221, 14, 101syl2anc 584 . . 3 (πœ‘ β†’ (sup(ran 𝑆, ℝ*, < ) ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) ↔ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝑆 𝑦 ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹))))
103100, 102mpbird 256 . 2 (πœ‘ β†’ sup(ran 𝑆, ℝ*, < ) ≀ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)))
10414, 23, 26, 103xrletrid 13133 1 (πœ‘ β†’ (vol*β€˜βˆͺ ran ((,) ∘ 𝐹)) = sup(ran 𝑆, ℝ*, < ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061   ∩ cin 3947   βŠ† wss 3948  π’« cpw 4602  βŸ¨cop 4634  βˆͺ cuni 4908  βˆͺ ciun 4997  Disj wdisj 5113   class class class wbr 5148   Γ— cxp 5674  dom cdm 5676  ran crn 5677   ∘ ccom 5680   Fn wfn 6538  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7408  1st c1st 7972  2nd c2nd 7973  Fincfn 8938  supcsup 9434  β„cr 11108  0cc0 11109  1c1 11110   + caddc 11112  +∞cpnf 11244  β„*cxr 11246   < clt 11247   ≀ cle 11248   βˆ’ cmin 11443  β„•cn 12211  β„€β‰₯cuz 12821  (,)cioo 13323  [,)cico 13325  ...cfz 13483  seqcseq 13965  abscabs 15180  Ξ£csu 15631  vol*covol 24978  volcvol 24979
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 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-inf2 9635  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187
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 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-disj 5114  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7669  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-2o 8466  df-er 8702  df-map 8821  df-pm 8822  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-fi 9405  df-sup 9436  df-inf 9437  df-oi 9504  df-dju 9895  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-q 12932  df-rp 12974  df-xneg 13091  df-xadd 13092  df-xmul 13093  df-ioo 13327  df-ico 13329  df-icc 13330  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-fl 13756  df-seq 13966  df-exp 14027  df-hash 14290  df-cj 15045  df-re 15046  df-im 15047  df-sqrt 15181  df-abs 15182  df-clim 15431  df-rlim 15432  df-sum 15632  df-rest 17367  df-topgen 17388  df-psmet 20935  df-xmet 20936  df-met 20937  df-bl 20938  df-mopn 20939  df-top 22395  df-topon 22412  df-bases 22448  df-cmp 22890  df-ovol 24980  df-vol 24981
This theorem is referenced by:  uniiccvol  25096  uniioombllem2  25099
  Copyright terms: Public domain W3C validator