Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  vonioolem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem vonioolem2 46637
Description: The n-dimensional Lebesgue measure of open intervals. This is the first statement in Proposition 115G (d) of [Fremlin1] p. 32. (Contributed by Glauco Siliprandi, 8-Apr-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
vonioolem2.x (𝜑𝑋 ∈ Fin)
vonioolem2.a (𝜑𝐴:𝑋⟶ℝ)
vonioolem2.b (𝜑𝐵:𝑋⟶ℝ)
vonioolem2.n (𝜑𝑋 ≠ ∅)
vonioolem2.t ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) < (𝐵𝑘))
vonioolem2.i 𝐼 = X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘))
vonioolem2.c 𝐶 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))))
vonioolem2.d 𝐷 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
Assertion
Ref Expression
vonioolem2 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘,𝑛   𝐵,𝑘,𝑛   𝐶,𝑘,𝑛   𝐷,𝑛   𝑛,𝐼   𝑘,𝑋,𝑛   𝜑,𝑘,𝑛
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑘)   𝐼(𝑘)

Proof of Theorem vonioolem2
Dummy variables 𝑗 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 vonioolem2.x . . . . 5 (𝜑𝑋 ∈ Fin)
21vonmea 46530 . . . 4 (𝜑 → (voln‘𝑋) ∈ Meas)
3 1zzd 12646 . . . 4 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
4 nnuz 12919 . . . 4 ℕ = (ℤ‘1)
51adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ Fin)
6 eqid 2735 . . . . . 6 dom (voln‘𝑋) = dom (voln‘𝑋)
7 vonioolem2.a . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐴:𝑋⟶ℝ)
87adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐴:𝑋⟶ℝ)
98ffvelcdmda 7104 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
10 nnrecre 12306 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
1110ad2antlr 727 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
129, 11readdcld 11288 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
1312fmpttd 7135 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))):𝑋⟶ℝ)
14 vonioolem2.c . . . . . . . . . 10 𝐶 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))))
1514a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐶 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))))
161mptexd 7244 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))) ∈ V)
1716adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))) ∈ V)
1815, 17fvmpt2d 7029 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶𝑛) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))))
1918feq1d 6721 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐶𝑛):𝑋⟶ℝ ↔ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))):𝑋⟶ℝ))
2013, 19mpbird 257 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶𝑛):𝑋⟶ℝ)
21 vonioolem2.b . . . . . . 7 (𝜑𝐵:𝑋⟶ℝ)
2221adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐵:𝑋⟶ℝ)
235, 6, 20, 22hoimbl 46587 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom (voln‘𝑋))
24 vonioolem2.d . . . . 5 𝐷 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
2523, 24fmptd 7134 . . . 4 (𝜑𝐷:ℕ⟶dom (voln‘𝑋))
26 nfv 1912 . . . . . 6 𝑘(𝜑𝑛 ∈ ℕ)
27 oveq2 7439 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 = 𝑚 → (1 / 𝑛) = (1 / 𝑚))
2827oveq2d 7447 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = 𝑚 → ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)) = ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚)))
2928mpteq2dv 5250 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑚 → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚))))
3029cbvmptv 5261 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚))))
3114, 30eqtri 2763 . . . . . . . . . . 11 𝐶 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚))))
32 oveq2 7439 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = (𝑛 + 1) → (1 / 𝑚) = (1 / (𝑛 + 1)))
3332oveq2d 7447 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 = (𝑛 + 1) → ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚)) = ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))))
3433mpteq2dv 5250 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 = (𝑛 + 1) → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑚))) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1)))))
35 simpr 484 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ)
3635peano2nnd 12281 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑛 + 1) ∈ ℕ)
375mptexd 7244 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1)))) ∈ V)
3831, 34, 36, 37fvmptd3 7039 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶‘(𝑛 + 1)) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1)))))
39 ovexd 7466 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))) ∈ V)
4038, 39fvmpt2d 7029 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) = ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))))
41 1red 11260 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ)
42 nnre 12271 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ)
4342, 41readdcld 11288 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ∈ ℝ)
44 peano2nn 12276 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ∈ ℕ)
45 nnne0 12298 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 + 1) ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ≠ 0)
4644, 45syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ≠ 0)
4741, 43, 46redivcld 12093 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / (𝑛 + 1)) ∈ ℝ)
4847ad2antlr 727 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (1 / (𝑛 + 1)) ∈ ℝ)
499, 48readdcld 11288 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))) ∈ ℝ)
5040, 49eqeltrd 2839 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ∈ ℝ)
5150rexrd 11309 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ∈ ℝ*)
52 ressxr 11303 . . . . . . . . 9 ℝ ⊆ ℝ*
5321ffvelcdmda 7104 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ)
5452, 53sselid 3993 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ*)
5554adantlr 715 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ*)
5642ltp1d 12196 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 < (𝑛 + 1))
57 nnrp 13044 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ+)
5844nnrpd 13073 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ∈ ℝ+)
5957, 58ltrecd 13093 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 < (𝑛 + 1) ↔ (1 / (𝑛 + 1)) < (1 / 𝑛)))
6056, 59mpbid 232 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / (𝑛 + 1)) < (1 / 𝑛))
6147, 10, 60ltled 11407 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / (𝑛 + 1)) ≤ (1 / 𝑛))
6261ad2antlr 727 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (1 / (𝑛 + 1)) ≤ (1 / 𝑛))
6348, 11, 9, 62leadd2dd 11876 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))) ≤ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))
64 ovexd 7466 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)) ∈ V)
6518, 64fvmpt2d 7029 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))
6640, 65breq12d 5161 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ≤ ((𝐶𝑛)‘𝑘) ↔ ((𝐴𝑘) + (1 / (𝑛 + 1))) ≤ ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))))
6763, 66mpbird 257 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ≤ ((𝐶𝑛)‘𝑘))
6853adantlr 715 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ∈ ℝ)
69 eqidd 2736 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) = (𝐵𝑘))
7068, 69eqled 11362 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐵𝑘) ≤ (𝐵𝑘))
71 icossico 13454 . . . . . . 7 (((((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ∈ ℝ* ∧ (𝐵𝑘) ∈ ℝ*) ∧ (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘) ≤ ((𝐶𝑛)‘𝑘) ∧ (𝐵𝑘) ≤ (𝐵𝑘))) → (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
7251, 55, 67, 70, 71syl22anc 839 . . . . . 6 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
7326, 72ixpssixp 45032 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
7424a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑𝐷 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
7523elexd 3502 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V)
7674, 75fvmpt2d 7029 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) = X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
77 fveq2 6907 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑚 → (𝐶𝑛) = (𝐶𝑚))
7877fveq1d 6909 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑚 → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘))
7978oveq1d 7446 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑚 → (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
8079ixpeq2dv 8952 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑚X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = X𝑘𝑋 (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
8180cbvmptv 5261 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
8224, 81eqtri 2763 . . . . . . 7 𝐷 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
83 fveq2 6907 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = (𝑛 + 1) → (𝐶𝑚) = (𝐶‘(𝑛 + 1)))
8483fveq1d 6909 . . . . . . . . 9 (𝑚 = (𝑛 + 1) → ((𝐶𝑚)‘𝑘) = ((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘))
8584oveq1d 7446 . . . . . . . 8 (𝑚 = (𝑛 + 1) → (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
8685ixpeq2dv 8952 . . . . . . 7 (𝑚 = (𝑛 + 1) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑚)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
87 ovex 7464 . . . . . . . . . 10 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V
8887rgenw 3063 . . . . . . . . 9 𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V
89 ixpexg 8961 . . . . . . . . 9 (∀𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V → X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V)
9088, 89ax-mp 5 . . . . . . . 8 X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V
9190a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ V)
9282, 86, 36, 91fvmptd3 7039 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷‘(𝑛 + 1)) = X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
9376, 92sseq12d 4029 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐷𝑛) ⊆ (𝐷‘(𝑛 + 1)) ↔ X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 (((𝐶‘(𝑛 + 1))‘𝑘)[,)(𝐵𝑘))))
9473, 93mpbird 257 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) ⊆ (𝐷‘(𝑛 + 1)))
951, 6, 7, 21hoimbl 46587 . . . . 5 (𝜑X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)) ∈ dom (voln‘𝑋))
96 nfv 1912 . . . . . 6 𝑘𝜑
977ffvelcdmda 7104 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ)
9896, 1, 97, 53vonhoire 46628 . . . . 5 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))) ∈ ℝ)
99 vonioolem2.i . . . . . . 7 𝐼 = X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘))
10099a1i 11 . . . . . 6 (𝜑𝐼 = X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
101 nftru 1801 . . . . . . . . 9 𝑘
102 ioossico 13475 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))
103102a1i 11 . . . . . . . . 9 ((⊤ ∧ 𝑘𝑋) → ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
104101, 103ixpssixp 45032 . . . . . . . 8 (⊤ → X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
105104mptru 1544 . . . . . . 7 X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘))
106105a1i 11 . . . . . 6 (𝜑X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
107100, 106eqsstrd 4034 . . . . 5 (𝜑𝐼X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)[,)(𝐵𝑘)))
10852a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ ⊆ ℝ*)
1097, 108fssd 6754 . . . . . . 7 (𝜑𝐴:𝑋⟶ℝ*)
11021, 108fssd 6754 . . . . . . 7 (𝜑𝐵:𝑋⟶ℝ*)
1111, 6, 109, 110ioovonmbl 46633 . . . . . 6 (𝜑X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)) ∈ dom (voln‘𝑋))
11299, 111eqeltrid 2843 . . . . 5 (𝜑𝐼 ∈ dom (voln‘𝑋))
1132, 95, 98, 107, 112meassre 46433 . . . 4 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) ∈ ℝ)
1142adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (voln‘𝑋) ∈ Meas)
11576, 23eqeltrd 2839 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) ∈ dom (voln‘𝑋))
116112adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐼 ∈ dom (voln‘𝑋))
11752, 97sselid 3993 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ*)
118117adantlr 715 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) ∈ ℝ*)
11957rpreccld 13085 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / 𝑛) ∈ ℝ+)
120119ad2antlr 727 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ+)
1219, 120ltaddrpd 13108 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) < ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)))
122 icossioo 13477 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝑘) ∈ ℝ* ∧ (𝐵𝑘) ∈ ℝ*) ∧ ((𝐴𝑘) < ((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛)) ∧ (𝐵𝑘) ≤ (𝐵𝑘))) → (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
123118, 55, 121, 70, 122syl22anc 839 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)) ⊆ ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
12426, 123ixpssixp 45032 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
12565oveq1d 7446 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘𝑋) → (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)))
126125ixpeq2dva 8951 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → X𝑘𝑋 (((𝐶𝑛)‘𝑘)[,)(𝐵𝑘)) = X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)))
12776, 126eqtrd 2775 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) = X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)))
12899a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐼 = X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
129127, 128sseq12d 4029 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐷𝑛) ⊆ 𝐼X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)) ⊆ X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘))))
130124, 129mpbird 257 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐷𝑛) ⊆ 𝐼)
131114, 6, 115, 116, 130meassle 46419 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛)) ≤ ((voln‘𝑋)‘𝐼))
132 eqid 2735 . . . 4 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛)))
1332, 3, 4, 25, 94, 113, 131, 132meaiuninc2 46438 . . 3 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) ⇝ ((voln‘𝑋)‘ 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛)))
13496, 1, 97, 54iunhoiioo 46632 . . . . . . 7 (𝜑 𝑛 ∈ ℕ X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)) = X𝑘𝑋 ((𝐴𝑘)(,)(𝐵𝑘)))
135127iuneq2dv 5021 . . . . . . 7 (𝜑 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛) = 𝑛 ∈ ℕ X𝑘𝑋 (((𝐴𝑘) + (1 / 𝑛))[,)(𝐵𝑘)))
136134, 135, 1003eqtr4d 2785 . . . . . 6 (𝜑 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛) = 𝐼)
137136eqcomd 2741 . . . . 5 (𝜑𝐼 = 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛))
138137fveq2d 6911 . . . 4 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ((voln‘𝑋)‘ 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛)))
139138eqcomd 2741 . . 3 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘ 𝑛 ∈ ℕ (𝐷𝑛)) = ((voln‘𝑋)‘𝐼))
140133, 139breqtrd 5174 . 2 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) ⇝ ((voln‘𝑋)‘𝐼))
141 2fveq3 6912 . . . . 5 (𝑛 = 𝑚 → ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛)) = ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑚)))
142141cbvmptv 5261 . . . 4 (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑚)))
143142a1i 11 . . 3 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑚))))
144 vonioolem2.n . . . 4 (𝜑𝑋 ≠ ∅)
145 vonioolem2.t . . . 4 ((𝜑𝑘𝑋) → (𝐴𝑘) < (𝐵𝑘))
146142eqcomi 2744 . . . 4 (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑚))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛)))
147 eqcom 2742 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑚𝑚 = 𝑛)
148147imbi1i 349 . . . . . . . . 9 ((𝑛 = 𝑚 → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘)) ↔ (𝑚 = 𝑛 → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘)))
149 eqcom 2742 . . . . . . . . . 10 (((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘) ↔ ((𝐶𝑚)‘𝑘) = ((𝐶𝑛)‘𝑘))
150149imbi2i 336 . . . . . . . . 9 ((𝑚 = 𝑛 → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘)) ↔ (𝑚 = 𝑛 → ((𝐶𝑚)‘𝑘) = ((𝐶𝑛)‘𝑘)))
151148, 150bitri 275 . . . . . . . 8 ((𝑛 = 𝑚 → ((𝐶𝑛)‘𝑘) = ((𝐶𝑚)‘𝑘)) ↔ (𝑚 = 𝑛 → ((𝐶𝑚)‘𝑘) = ((𝐶𝑛)‘𝑘)))
15278, 151mpbi 230 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑛 → ((𝐶𝑚)‘𝑘) = ((𝐶𝑛)‘𝑘))
153152oveq2d 7447 . . . . . 6 (𝑚 = 𝑛 → ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑚)‘𝑘)) = ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑛)‘𝑘)))
154153prodeq2ad 45548 . . . . 5 (𝑚 = 𝑛 → ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑚)‘𝑘)) = ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑛)‘𝑘)))
155154cbvmptv 5261 . . . 4 (𝑚 ∈ ℕ ↦ ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑚)‘𝑘))) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − ((𝐶𝑛)‘𝑘)))
156 eqid 2735 . . . 4 inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ) = inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < )
157 eqid 2735 . . . 4 ((⌊‘(1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ))) + 1) = ((⌊‘(1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ))) + 1)
158 fveq2 6907 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 = 𝑘 → (𝐵𝑗) = (𝐵𝑘))
159 fveq2 6907 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 = 𝑘 → (𝐴𝑗) = (𝐴𝑘))
160158, 159oveq12d 7449 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 = 𝑘 → ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗)) = ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
161160cbvmptv 5261 . . . . . . . . . 10 (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))) = (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
162161rneqi 5951 . . . . . . . . 9 ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))) = ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
163162infeq1i 9516 . . . . . . . 8 inf(ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))), ℝ, < ) = inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < )
164163oveq2i 7442 . . . . . . 7 (1 / inf(ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))), ℝ, < )) = (1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ))
165164fveq2i 6910 . . . . . 6 (⌊‘(1 / inf(ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))), ℝ, < ))) = (⌊‘(1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < )))
166165oveq1i 7441 . . . . 5 ((⌊‘(1 / inf(ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))), ℝ, < ))) + 1) = ((⌊‘(1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ))) + 1)
167166fveq2i 6910 . . . 4 (ℤ‘((⌊‘(1 / inf(ran (𝑗𝑋 ↦ ((𝐵𝑗) − (𝐴𝑗))), ℝ, < ))) + 1)) = (ℤ‘((⌊‘(1 / inf(ran (𝑘𝑋 ↦ ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))), ℝ, < ))) + 1))
1681, 7, 21, 144, 145, 14, 24, 146, 155, 156, 157, 167vonioolem1 46636 . . 3 (𝜑 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑚))) ⇝ ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
169143, 168eqbrtrd 5170 . 2 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) ⇝ ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
170 climuni 15585 . 2 (((𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) ⇝ ((voln‘𝑋)‘𝐼) ∧ (𝑛 ∈ ℕ ↦ ((voln‘𝑋)‘(𝐷𝑛))) ⇝ ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘))) → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
171140, 169, 170syl2anc 584 1 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ∏𝑘𝑋 ((𝐵𝑘) − (𝐴𝑘)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1537  wtru 1538  wcel 2106  wne 2938  wral 3059  Vcvv 3478  wss 3963  c0 4339   ciun 4996   class class class wbr 5148  cmpt 5231  dom cdm 5689  ran crn 5690  wf 6559  cfv 6563  (class class class)co 7431  Xcixp 8936  Fincfn 8984  infcinf 9479  cr 11152  0cc0 11153  1c1 11154   + caddc 11156  *cxr 11292   < clt 11293  cle 11294  cmin 11490   / cdiv 11918  cn 12264  cuz 12876  +crp 13032  (,)cioo 13384  [,)cico 13386  cfl 13827  cli 15517  cprod 15936  Meascmea 46405  volncvoln 46494
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-inf2 9679  ax-cc 10473  ax-ac2 10501  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230  ax-pre-sup 11231  ax-addf 11232  ax-mulf 11233
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-iin 4999  df-disj 5116  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-se 5642  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-isom 6572  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-supp 8185  df-tpos 8250  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-2o 8506  df-oadd 8509  df-omul 8510  df-er 8744  df-map 8867  df-pm 8868  df-ixp 8937  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fsupp 9400  df-fi 9449  df-sup 9480  df-inf 9481  df-oi 9548  df-dju 9939  df-card 9977  df-acn 9980  df-ac 10154  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-div 11919  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12525  df-z 12612  df-dec 12732  df-uz 12877  df-q 12989  df-rp 13033  df-xneg 13152  df-xadd 13153  df-xmul 13154  df-ioo 13388  df-ico 13390  df-icc 13391  df-fz 13545  df-fzo 13692  df-fl 13829  df-seq 14040  df-exp 14100  df-hash 14367  df-cj 15135  df-re 15136  df-im 15137  df-sqrt 15271  df-abs 15272  df-clim 15521  df-rlim 15522  df-sum 15720  df-prod 15937  df-struct 17181  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-starv 17313  df-sca 17314  df-vsca 17315  df-ip 17316  df-tset 17317  df-ple 17318  df-ds 17320  df-unif 17321  df-hom 17322  df-cco 17323  df-rest 17469  df-topn 17470  df-0g 17488  df-gsum 17489  df-topgen 17490  df-pt 17491  df-prds 17494  df-pws 17496  df-xrs 17549  df-qtop 17554  df-imas 17555  df-xps 17557  df-mre 17631  df-mrc 17632  df-acs 17634  df-mgm 18666  df-sgrp 18745  df-mnd 18761  df-mhm 18809  df-submnd 18810  df-grp 18967  df-minusg 18968  df-sbg 18969  df-mulg 19099  df-subg 19154  df-ghm 19244  df-cntz 19348  df-cmn 19815  df-abl 19816  df-mgp 20153  df-rng 20171  df-ur 20200  df-ring 20253  df-cring 20254  df-oppr 20351  df-dvdsr 20374  df-unit 20375  df-invr 20405  df-dvr 20418  df-rhm 20489  df-subrng 20563  df-subrg 20587  df-drng 20748  df-field 20749  df-abv 20827  df-staf 20857  df-srng 20858  df-lmod 20877  df-lss 20948  df-lmhm 21039  df-lvec 21120  df-sra 21190  df-rgmod 21191  df-psmet 21374  df-xmet 21375  df-met 21376  df-bl 21377  df-mopn 21378  df-cnfld 21383  df-refld 21641  df-phl 21662  df-dsmm 21770  df-frlm 21785  df-top 22916  df-topon 22933  df-topsp 22955  df-bases 22969  df-cn 23251  df-cnp 23252  df-cmp 23411  df-tx 23586  df-hmeo 23779  df-xms 24346  df-ms 24347  df-tms 24348  df-nm 24611  df-ngp 24612  df-tng 24613  df-nrg 24614  df-nlm 24615  df-cncf 24918  df-clm 25110  df-cph 25216  df-tcph 25217  df-rrx 25433  df-ovol 25513  df-vol 25514  df-salg 46265  df-sumge0 46319  df-mea 46406  df-ome 46446  df-caragen 46448  df-ovoln 46493  df-voln 46495
This theorem is referenced by:  vonioo  46638
  Copyright terms: Public domain W3C validator