Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  vonn0ioo2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem vonn0ioo2 44554
Description: The n-dimensional Lebesgue measure of an open interval when the dimension of the space is nonzero. This is the first statement in Proposition 115G (d) of [Fremlin1] p. 32. (Contributed by Glauco Siliprandi, 8-Apr-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
vonn0ioo2.k 𝑘𝜑
vonn0ioo2.x (𝜑𝑋 ∈ Fin)
vonn0ioo2.n (𝜑𝑋 ≠ ∅)
vonn0ioo2.a ((𝜑𝑘𝑋) → 𝐴 ∈ ℝ)
vonn0ioo2.b ((𝜑𝑘𝑋) → 𝐵 ∈ ℝ)
vonn0ioo2.i 𝐼 = X𝑘𝑋 (𝐴(,)𝐵)
Assertion
Ref Expression
vonn0ioo2 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ∏𝑘𝑋 (vol‘(𝐴(,)𝐵)))
Distinct variable group:   𝑘,𝑋
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑘)   𝐼(𝑘)

Proof of Theorem vonn0ioo2
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 vonn0ioo2.i . . . . 5 𝐼 = X𝑘𝑋 (𝐴(,)𝐵)
21a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐼 = X𝑘𝑋 (𝐴(,)𝐵))
3 simpr 485 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗𝑋) → 𝑗𝑋)
4 vonn0ioo2.k . . . . . . . . . . 11 𝑘𝜑
5 nfv 1916 . . . . . . . . . . 11 𝑘 𝑗𝑋
64, 5nfan 1901 . . . . . . . . . 10 𝑘(𝜑𝑗𝑋)
7 nfcsb1v 3867 . . . . . . . . . . 11 𝑘𝑗 / 𝑘𝐴
8 nfcv 2904 . . . . . . . . . . 11 𝑘
97, 8nfel 2918 . . . . . . . . . 10 𝑘𝑗 / 𝑘𝐴 ∈ ℝ
106, 9nfim 1898 . . . . . . . . 9 𝑘((𝜑𝑗𝑋) → 𝑗 / 𝑘𝐴 ∈ ℝ)
11 eleq1w 2819 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘𝑋𝑗𝑋))
1211anbi2d 629 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑗 → ((𝜑𝑘𝑋) ↔ (𝜑𝑗𝑋)))
13 csbeq1a 3856 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑗𝐴 = 𝑗 / 𝑘𝐴)
1413eleq1d 2821 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑗 → (𝐴 ∈ ℝ ↔ 𝑗 / 𝑘𝐴 ∈ ℝ))
1512, 14imbi12d 344 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑗 → (((𝜑𝑘𝑋) → 𝐴 ∈ ℝ) ↔ ((𝜑𝑗𝑋) → 𝑗 / 𝑘𝐴 ∈ ℝ)))
16 vonn0ioo2.a . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑋) → 𝐴 ∈ ℝ)
1710, 15, 16chvarfv 2232 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗𝑋) → 𝑗 / 𝑘𝐴 ∈ ℝ)
18 eqid 2736 . . . . . . . . 9 (𝑘𝑋𝐴) = (𝑘𝑋𝐴)
1918fvmpts 6928 . . . . . . . 8 ((𝑗𝑋𝑗 / 𝑘𝐴 ∈ ℝ) → ((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗) = 𝑗 / 𝑘𝐴)
203, 17, 19syl2anc 584 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗𝑋) → ((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗) = 𝑗 / 𝑘𝐴)
21 nfcsb1v 3867 . . . . . . . . . . 11 𝑘𝑗 / 𝑘𝐵
2221, 8nfel 2918 . . . . . . . . . 10 𝑘𝑗 / 𝑘𝐵 ∈ ℝ
236, 22nfim 1898 . . . . . . . . 9 𝑘((𝜑𝑗𝑋) → 𝑗 / 𝑘𝐵 ∈ ℝ)
24 csbeq1a 3856 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑗𝐵 = 𝑗 / 𝑘𝐵)
2524eleq1d 2821 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑗 → (𝐵 ∈ ℝ ↔ 𝑗 / 𝑘𝐵 ∈ ℝ))
2612, 25imbi12d 344 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑗 → (((𝜑𝑘𝑋) → 𝐵 ∈ ℝ) ↔ ((𝜑𝑗𝑋) → 𝑗 / 𝑘𝐵 ∈ ℝ)))
27 vonn0ioo2.b . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑋) → 𝐵 ∈ ℝ)
2823, 26, 27chvarfv 2232 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗𝑋) → 𝑗 / 𝑘𝐵 ∈ ℝ)
29 eqid 2736 . . . . . . . . 9 (𝑘𝑋𝐵) = (𝑘𝑋𝐵)
3029fvmpts 6928 . . . . . . . 8 ((𝑗𝑋𝑗 / 𝑘𝐵 ∈ ℝ) → ((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗) = 𝑗 / 𝑘𝐵)
313, 28, 30syl2anc 584 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗𝑋) → ((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗) = 𝑗 / 𝑘𝐵)
3220, 31oveq12d 7347 . . . . . 6 ((𝜑𝑗𝑋) → (((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)(,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗)) = (𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵))
3332ixpeq2dva 8763 . . . . 5 (𝜑X𝑗𝑋 (((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)(,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗)) = X𝑗𝑋 (𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵))
34 nfcv 2904 . . . . . . . 8 𝑘(,)
357, 34, 21nfov 7359 . . . . . . 7 𝑘(𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵)
36 nfcv 2904 . . . . . . 7 𝑗(𝐴(,)𝐵)
3713equcoms 2022 . . . . . . . . . 10 (𝑗 = 𝑘𝐴 = 𝑗 / 𝑘𝐴)
3837eqcomd 2742 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘𝑗 / 𝑘𝐴 = 𝐴)
39 eqidd 2737 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘𝐴 = 𝐴)
4038, 39eqtrd 2776 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑘𝑗 / 𝑘𝐴 = 𝐴)
4124equcoms 2022 . . . . . . . . 9 (𝑗 = 𝑘𝐵 = 𝑗 / 𝑘𝐵)
4241eqcomd 2742 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑘𝑗 / 𝑘𝐵 = 𝐵)
4340, 42oveq12d 7347 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑘 → (𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵) = (𝐴(,)𝐵))
4435, 36, 43cbvixp 8765 . . . . . 6 X𝑗𝑋 (𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵) = X𝑘𝑋 (𝐴(,)𝐵)
4544a1i 11 . . . . 5 (𝜑X𝑗𝑋 (𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵) = X𝑘𝑋 (𝐴(,)𝐵))
4633, 45eqtrd 2776 . . . 4 (𝜑X𝑗𝑋 (((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)(,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗)) = X𝑘𝑋 (𝐴(,)𝐵))
472, 46eqtr4d 2779 . . 3 (𝜑𝐼 = X𝑗𝑋 (((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)(,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗)))
4847fveq2d 6823 . 2 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ((voln‘𝑋)‘X𝑗𝑋 (((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)(,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗))))
49 vonn0ioo2.x . . 3 (𝜑𝑋 ∈ Fin)
50 vonn0ioo2.n . . 3 (𝜑𝑋 ≠ ∅)
514, 16, 18fmptdf 7041 . . 3 (𝜑 → (𝑘𝑋𝐴):𝑋⟶ℝ)
524, 27, 29fmptdf 7041 . . 3 (𝜑 → (𝑘𝑋𝐵):𝑋⟶ℝ)
53 eqid 2736 . . 3 X𝑗𝑋 (((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)(,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗)) = X𝑗𝑋 (((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)(,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗))
5449, 50, 51, 52, 53vonn0ioo 44551 . 2 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘X𝑗𝑋 (((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)(,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗))) = ∏𝑗𝑋 (vol‘(((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)[,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗))))
5520, 31oveq12d 7347 . . . . . 6 ((𝜑𝑗𝑋) → (((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)[,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗)) = (𝑗 / 𝑘𝐴[,)𝑗 / 𝑘𝐵))
5655fveq2d 6823 . . . . 5 ((𝜑𝑗𝑋) → (vol‘(((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)[,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗))) = (vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴[,)𝑗 / 𝑘𝐵)))
5717, 28voliooico 43858 . . . . . 6 ((𝜑𝑗𝑋) → (vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵)) = (vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴[,)𝑗 / 𝑘𝐵)))
5857eqcomd 2742 . . . . 5 ((𝜑𝑗𝑋) → (vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴[,)𝑗 / 𝑘𝐵)) = (vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵)))
5956, 58eqtrd 2776 . . . 4 ((𝜑𝑗𝑋) → (vol‘(((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)[,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗))) = (vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵)))
6059prodeq2dv 15724 . . 3 (𝜑 → ∏𝑗𝑋 (vol‘(((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)[,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗))) = ∏𝑗𝑋 (vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵)))
6143fveq2d 6823 . . . . 5 (𝑗 = 𝑘 → (vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵)) = (vol‘(𝐴(,)𝐵)))
62 nfcv 2904 . . . . 5 𝑘𝑋
63 nfcv 2904 . . . . 5 𝑗𝑋
64 nfcv 2904 . . . . . 6 𝑘vol
6564, 35nffv 6829 . . . . 5 𝑘(vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵))
66 nfcv 2904 . . . . 5 𝑗(vol‘(𝐴(,)𝐵))
6761, 62, 63, 65, 66cbvprod 15716 . . . 4 𝑗𝑋 (vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵)) = ∏𝑘𝑋 (vol‘(𝐴(,)𝐵))
6867a1i 11 . . 3 (𝜑 → ∏𝑗𝑋 (vol‘(𝑗 / 𝑘𝐴(,)𝑗 / 𝑘𝐵)) = ∏𝑘𝑋 (vol‘(𝐴(,)𝐵)))
6960, 68eqtrd 2776 . 2 (𝜑 → ∏𝑗𝑋 (vol‘(((𝑘𝑋𝐴)‘𝑗)[,)((𝑘𝑋𝐵)‘𝑗))) = ∏𝑘𝑋 (vol‘(𝐴(,)𝐵)))
7048, 54, 693eqtrd 2780 1 (𝜑 → ((voln‘𝑋)‘𝐼) = ∏𝑘𝑋 (vol‘(𝐴(,)𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396   = wceq 1540  wnf 1784  wcel 2105  wne 2940  csb 3842  c0 4268  cmpt 5172  cfv 6473  (class class class)co 7329  Xcixp 8748  Fincfn 8796  cr 10963  (,)cioo 13172  [,)cico 13174  cprod 15706  volcvol 24725  volncvoln 44402
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2707  ax-rep 5226  ax-sep 5240  ax-nul 5247  ax-pow 5305  ax-pr 5369  ax-un 7642  ax-inf2 9490  ax-cc 10284  ax-ac2 10312  ax-cnex 11020  ax-resscn 11021  ax-1cn 11022  ax-icn 11023  ax-addcl 11024  ax-addrcl 11025  ax-mulcl 11026  ax-mulrcl 11027  ax-mulcom 11028  ax-addass 11029  ax-mulass 11030  ax-distr 11031  ax-i2m1 11032  ax-1ne0 11033  ax-1rid 11034  ax-rnegex 11035  ax-rrecex 11036  ax-cnre 11037  ax-pre-lttri 11038  ax-pre-lttrn 11039  ax-pre-ltadd 11040  ax-pre-mulgt0 11041  ax-pre-sup 11042  ax-addf 11043  ax-mulf 11044
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3349  df-reu 3350  df-rab 3404  df-v 3443  df-sbc 3727  df-csb 3843  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3916  df-nul 4269  df-if 4473  df-pw 4548  df-sn 4573  df-pr 4575  df-tp 4577  df-op 4579  df-uni 4852  df-int 4894  df-iun 4940  df-iin 4941  df-disj 5055  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5173  df-tr 5207  df-id 5512  df-eprel 5518  df-po 5526  df-so 5527  df-fr 5569  df-se 5570  df-we 5571  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6232  df-ord 6299  df-on 6300  df-lim 6301  df-suc 6302  df-iota 6425  df-fun 6475  df-fn 6476  df-f 6477  df-f1 6478  df-fo 6479  df-f1o 6480  df-fv 6481  df-isom 6482  df-riota 7286  df-ov 7332  df-oprab 7333  df-mpo 7334  df-of 7587  df-om 7773  df-1st 7891  df-2nd 7892  df-supp 8040  df-tpos 8104  df-frecs 8159  df-wrecs 8190  df-recs 8264  df-rdg 8303  df-1o 8359  df-2o 8360  df-oadd 8363  df-omul 8364  df-er 8561  df-map 8680  df-pm 8681  df-ixp 8749  df-en 8797  df-dom 8798  df-sdom 8799  df-fin 8800  df-fsupp 9219  df-fi 9260  df-sup 9291  df-inf 9292  df-oi 9359  df-dju 9750  df-card 9788  df-acn 9791  df-ac 9965  df-pnf 11104  df-mnf 11105  df-xr 11106  df-ltxr 11107  df-le 11108  df-sub 11300  df-neg 11301  df-div 11726  df-nn 12067  df-2 12129  df-3 12130  df-4 12131  df-5 12132  df-6 12133  df-7 12134  df-8 12135  df-9 12136  df-n0 12327  df-z 12413  df-dec 12531  df-uz 12676  df-q 12782  df-rp 12824  df-xneg 12941  df-xadd 12942  df-xmul 12943  df-ioo 13176  df-ico 13178  df-icc 13179  df-fz 13333  df-fzo 13476  df-fl 13605  df-seq 13815  df-exp 13876  df-hash 14138  df-cj 14901  df-re 14902  df-im 14903  df-sqrt 15037  df-abs 15038  df-clim 15288  df-rlim 15289  df-sum 15489  df-prod 15707  df-struct 16937  df-sets 16954  df-slot 16972  df-ndx 16984  df-base 17002  df-ress 17031  df-plusg 17064  df-mulr 17065  df-starv 17066  df-sca 17067  df-vsca 17068  df-ip 17069  df-tset 17070  df-ple 17071  df-ds 17073  df-unif 17074  df-hom 17075  df-cco 17076  df-rest 17222  df-topn 17223  df-0g 17241  df-gsum 17242  df-topgen 17243  df-pt 17244  df-prds 17247  df-pws 17249  df-xrs 17302  df-qtop 17307  df-imas 17308  df-xps 17310  df-mre 17384  df-mrc 17385  df-acs 17387  df-mgm 18415  df-sgrp 18464  df-mnd 18475  df-mhm 18519  df-submnd 18520  df-grp 18668  df-minusg 18669  df-sbg 18670  df-mulg 18789  df-subg 18840  df-ghm 18920  df-cntz 19011  df-cmn 19475  df-abl 19476  df-mgp 19808  df-ur 19825  df-ring 19872  df-cring 19873  df-oppr 19949  df-dvdsr 19970  df-unit 19971  df-invr 20001  df-dvr 20012  df-rnghom 20046  df-drng 20087  df-field 20088  df-subrg 20119  df-abv 20175  df-staf 20203  df-srng 20204  df-lmod 20223  df-lss 20292  df-lmhm 20382  df-lvec 20463  df-sra 20532  df-rgmod 20533  df-psmet 20687  df-xmet 20688  df-met 20689  df-bl 20690  df-mopn 20691  df-cnfld 20696  df-refld 20908  df-phl 20929  df-dsmm 21037  df-frlm 21052  df-top 22141  df-topon 22158  df-topsp 22180  df-bases 22194  df-cn 22476  df-cnp 22477  df-cmp 22636  df-tx 22811  df-hmeo 23004  df-xms 23571  df-ms 23572  df-tms 23573  df-nm 23836  df-ngp 23837  df-tng 23838  df-nrg 23839  df-nlm 23840  df-cncf 24139  df-clm 24324  df-cph 24430  df-tcph 24431  df-rrx 24647  df-ovol 24726  df-vol 24727  df-salg 44175  df-sumge0 44227  df-mea 44314  df-ome 44354  df-caragen 44356  df-ovoln 44401  df-voln 44403
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator