Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  hoidmv1lelem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem hoidmv1lelem3 41321
Description: The dimensional volume of a 1-dimensional half-open interval is less than or equal the generalized sum of the dimensional volumes of countable half-open intervals that cover it. This is the non-empty, finite generalized sum, sub case in Lemma 114B of [Fremlin1] p. 23. (Contributed by Glauco Siliprandi, 21-Nov-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
hoidmv1lelem3.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
hoidmv1lelem3.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
hoidmv1lelem3.l (𝜑𝐴 < 𝐵)
hoidmv1lelem3.c (𝜑𝐶:ℕ⟶ℝ)
hoidmv1lelem3.d (𝜑𝐷:ℕ⟶ℝ)
hoidmv1lelem3.x (𝜑 → (𝐴[,)𝐵) ⊆ 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
hoidmv1lelem3.r (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))) ∈ ℝ)
hoidmv1lelem3.u 𝑈 = {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))}
hoidmv1lelem3.s 𝑆 = sup(𝑈, ℝ, < )
Assertion
Ref Expression
hoidmv1lelem3 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑗,𝑧   𝐵,𝑗,𝑧   𝐶,𝑗,𝑧   𝐷,𝑗,𝑧   𝑆,𝑗,𝑧   𝑈,𝑗,𝑧   𝜑,𝑗,𝑧

Proof of Theorem hoidmv1lelem3
Dummy variables 𝑦 𝑖 𝑢 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 hoidmv1lelem3.b . . 3 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
2 hoidmv1lelem3.a . . 3 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
31, 2resubcld 10659 . 2 (𝜑 → (𝐵𝐴) ∈ ℝ)
4 nnex 11227 . . . . . . 7 ℕ ∈ V
54a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ℕ ∈ V)
6 icossicc 12465 . . . . . . . 8 (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)
7 0xr 10287 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ*
87a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → 0 ∈ ℝ*)
9 pnfxr 10293 . . . . . . . . . 10 +∞ ∈ ℝ*
109a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → +∞ ∈ ℝ*)
11 hoidmv1lelem3.c . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐶:ℕ⟶ℝ)
1211ffvelrnda 6502 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐶𝑗) ∈ ℝ)
13 hoidmv1lelem3.d . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐷:ℕ⟶ℝ)
1413ffvelrnda 6502 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐷𝑗) ∈ ℝ)
151adantr 466 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℝ)
1614, 15ifcld 4268 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ∈ ℝ)
17 volicore 41309 . . . . . . . . . . 11 (((𝐶𝑗) ∈ ℝ ∧ if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ∈ ℝ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ ℝ)
1812, 16, 17syl2anc 565 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ ℝ)
1918rexrd 10290 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ ℝ*)
2016rexrd 10290 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ∈ ℝ*)
21 icombl 23551 . . . . . . . . . . 11 (((𝐶𝑗) ∈ ℝ ∧ if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ∈ ℝ*) → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ∈ dom vol)
2212, 20, 21syl2anc 565 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ∈ dom vol)
23 volge0 40688 . . . . . . . . . 10 (((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ∈ dom vol → 0 ≤ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))
2422, 23syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → 0 ≤ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))
2518ltpnfd 12159 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) < +∞)
268, 10, 19, 24, 25elicod 12428 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ (0[,)+∞))
276, 26sseldi 3748 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ∈ (0[,]+∞))
28 eqid 2770 . . . . . . 7 (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))
2927, 28fmptd 6527 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))):ℕ⟶(0[,]+∞))
305, 29sge0xrcl 41113 . . . . 5 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ∈ ℝ*)
319a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → +∞ ∈ ℝ*)
32 hoidmv1lelem3.r . . . . . . 7 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))) ∈ ℝ)
3332rexrd 10290 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))) ∈ ℝ*)
34 nfv 1994 . . . . . . 7 𝑗𝜑
35 volf 23516 . . . . . . . . 9 vol:dom vol⟶(0[,]+∞)
3635a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → vol:dom vol⟶(0[,]+∞))
3714rexrd 10290 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐷𝑗) ∈ ℝ*)
38 icombl 23551 . . . . . . . . 9 (((𝐶𝑗) ∈ ℝ ∧ (𝐷𝑗) ∈ ℝ*) → ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ∈ dom vol)
3912, 37, 38syl2anc 565 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ∈ dom vol)
4036, 39ffvelrnd 6503 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) ∈ (0[,]+∞))
4112rexrd 10290 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐶𝑗) ∈ ℝ*)
4212leidd 10795 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (𝐶𝑗) ≤ (𝐶𝑗))
43 min1 12224 . . . . . . . . . 10 (((𝐷𝑗) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ≤ (𝐷𝑗))
4414, 15, 43syl2anc 565 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ≤ (𝐷𝑗))
45 icossico 12447 . . . . . . . . 9 ((((𝐶𝑗) ∈ ℝ* ∧ (𝐷𝑗) ∈ ℝ*) ∧ ((𝐶𝑗) ≤ (𝐶𝑗) ∧ if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) ≤ (𝐷𝑗))) → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ⊆ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
4641, 37, 42, 44, 45syl22anc 1476 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ⊆ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
47 volss 23520 . . . . . . . 8 ((((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ∈ dom vol ∧ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ∈ dom vol ∧ ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)) ⊆ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ≤ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
4822, 39, 46, 47syl3anc 1475 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))) ≤ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
4934, 5, 27, 40, 48sge0lempt 41138 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))))
5032ltpnfd 12159 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))) < +∞)
5130, 33, 31, 49, 50xrlelttrd 12195 . . . . 5 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) < +∞)
5230, 31, 51xrltned 40083 . . . 4 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ≠ +∞)
5352neneqd 2947 . . 3 (𝜑 → ¬ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) = +∞)
545, 29sge0repnf 41114 . . 3 (𝜑 → ((Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ∈ ℝ ↔ ¬ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) = +∞))
5553, 54mpbird 247 . 2 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))) ∈ ℝ)
561rexrd 10290 . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
572, 1iccssred 40242 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
58 hoidmv1lelem3.u . . . . . . . . . . 11 𝑈 = {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))}
59 ssrab2 3834 . . . . . . . . . . 11 {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))} ⊆ (𝐴[,]𝐵)
6058, 59eqsstri 3782 . . . . . . . . . 10 𝑈 ⊆ (𝐴[,]𝐵)
61 hoidmv1lelem3.l . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐴 < 𝐵)
62 hoidmv1lelem3.s . . . . . . . . . . . 12 𝑆 = sup(𝑈, ℝ, < )
632, 1, 61, 11, 13, 32, 58, 62hoidmv1lelem1 41319 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑆𝑈𝐴𝑈 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥))
6463simp1d 1135 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑆𝑈)
6560, 64sseldi 3748 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑆 ∈ (𝐴[,]𝐵))
6657, 65sseldd 3751 . . . . . . . 8 (𝜑𝑆 ∈ ℝ)
6766rexrd 10290 . . . . . . 7 (𝜑𝑆 ∈ ℝ*)
68 simpl 468 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝜑)
69 simpr 471 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → ¬ 𝐵𝑆)
7068, 66syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝑆 ∈ ℝ)
7168, 1syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝐵 ∈ ℝ)
7270, 71ltnled 10385 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → (𝑆 < 𝐵 ↔ ¬ 𝐵𝑆))
7369, 72mpbird 247 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → 𝑆 < 𝐵)
74 hoidmv1lelem3.x . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐴[,)𝐵) ⊆ 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
7574adantr 466 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (𝐴[,)𝐵) ⊆ 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
762rexrd 10290 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
7776adantr 466 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ*)
7856adantr 466 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
7967adantr 466 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 ∈ ℝ*)
8060, 57syl5ss 3761 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑈 ⊆ ℝ)
81 ne0i 4067 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑆𝑈𝑈 ≠ ∅)
8264, 81syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑈 ≠ ∅)
8363simp3d 1137 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥)
8463simp2d 1136 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝐴𝑈)
85 suprub 11185 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥) ∧ 𝐴𝑈) → 𝐴 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
8680, 82, 83, 84, 85syl31anc 1478 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐴 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
8786, 62syl6breqr 4826 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐴𝑆)
8887adantr 466 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐴𝑆)
89 simpr 471 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 < 𝐵)
9077, 78, 79, 88, 89elicod 12428 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 ∈ (𝐴[,)𝐵))
9175, 90sseldd 3751 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
92 eliun 4656 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 𝑗 ∈ ℕ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) ↔ ∃𝑗 ∈ ℕ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
9391, 92sylib 208 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → ∃𝑗 ∈ ℕ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
942adantr 466 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
95943ad2ant1 1126 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐴 ∈ ℝ)
961adantr 466 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ)
97963ad2ant1 1126 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐵 ∈ ℝ)
9811adantr 466 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐶:ℕ⟶ℝ)
99983ad2ant1 1126 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐶:ℕ⟶ℝ)
10013adantr 466 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝐷:ℕ⟶ℝ)
1011003ad2ant1 1126 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐷:ℕ⟶ℝ)
102 fveq2 6332 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑖 = 𝑗 → (𝐶𝑖) = (𝐶𝑗))
103 fveq2 6332 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑖 = 𝑗 → (𝐷𝑖) = (𝐷𝑗))
104102, 103oveq12d 6810 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑖 = 𝑗 → ((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖)) = ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
105104fveq2d 6336 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑖 = 𝑗 → (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))) = (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
106105cbvmptv 4882 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))
107106fveq2i 6335 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) = (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))))
108107, 32syl5eqel 2853 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) ∈ ℝ)
109108adantr 466 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) ∈ ℝ)
1101093ad2ant1 1126 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)(𝐷𝑖))))) ∈ ℝ)
111103breq1d 4794 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑖 = 𝑗 → ((𝐷𝑖) ≤ 𝑧 ↔ (𝐷𝑗) ≤ 𝑧))
112111, 103ifbieq1d 4246 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑖 = 𝑗 → if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧) = if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))
113102, 112oveq12d 6810 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑖 = 𝑗 → ((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)) = ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))
114113fveq2d 6336 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑖 = 𝑗 → (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧))) = (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))
115114cbvmptv 4882 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))
116115eqcomi 2779 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))) = (𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧))))
117116fveq2i 6335 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))) = (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))))
118117breq2i 4792 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))) ↔ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧))))))
119118rabbii 3334 . . . . . . . . . . . . . 14 {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))} = {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))))}
12058, 119eqtri 2792 . . . . . . . . . . . . 13 𝑈 = {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑖 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑖)[,)if((𝐷𝑖) ≤ 𝑧, (𝐷𝑖), 𝑧)))))}
12164adantr 466 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → 𝑆𝑈)
1221213ad2ant1 1126 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑆𝑈)
123883ad2ant1 1126 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝐴𝑆)
124893ad2ant1 1126 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑆 < 𝐵)
125 simp2 1130 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑗 ∈ ℕ)
126 simp3 1131 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)))
127 eqid 2770 . . . . . . . . . . . . 13 if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵) = if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)
12895, 97, 99, 101, 110, 120, 122, 123, 124, 125, 126, 127hoidmv1lelem2 41320 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑆 < 𝐵) ∧ 𝑗 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
1291283exp 1111 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (𝑗 ∈ ℕ → (𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)))
130129rexlimdv 3177 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → (∃𝑗 ∈ ℕ 𝑆 ∈ ((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗)) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢))
13193, 130mpd 15 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑆 < 𝐵) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
13268, 73, 131syl2anc 565 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
13357adantr 466 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
13460, 133syl5ss 3761 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑈 ⊆ ℝ)
13582adantr 466 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑈 ≠ ∅)
1362, 1jca 495 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
137136adantr 466 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
13860a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑈 ⊆ (𝐴[,]𝐵))
13964adantr 466 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑆𝑈)
140 iccsupr 12471 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑈 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥))
141137, 138, 139, 140syl3anc 1475 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥))
142141simp3d 1137 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥)
143 simpr 471 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢𝑈)
144 suprub 11185 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑈 ⊆ ℝ ∧ 𝑈 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝑈 𝑦𝑥) ∧ 𝑢𝑈) → 𝑢 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
145134, 135, 142, 143, 144syl31anc 1478 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢 ≤ sup(𝑈, ℝ, < ))
146145, 62syl6breqr 4826 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢𝑆)
147146ralrimiva 3114 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ∀𝑢𝑈 𝑢𝑆)
14860sseli 3746 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑢𝑈𝑢 ∈ (𝐴[,]𝐵))
149148adantl 467 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢 ∈ (𝐴[,]𝐵))
150133, 149sseldd 3751 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑢 ∈ ℝ)
15166adantr 466 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑢𝑈) → 𝑆 ∈ ℝ)
152150, 151lenltd 10384 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑢𝑈) → (𝑢𝑆 ↔ ¬ 𝑆 < 𝑢))
153152ralbidva 3133 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∀𝑢𝑈 𝑢𝑆 ↔ ∀𝑢𝑈 ¬ 𝑆 < 𝑢))
154147, 153mpbid 222 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑢𝑈 ¬ 𝑆 < 𝑢)
155 ralnex 3140 . . . . . . . . . 10 (∀𝑢𝑈 ¬ 𝑆 < 𝑢 ↔ ¬ ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
156154, 155sylib 208 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ¬ ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
157156adantr 466 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐵𝑆) → ¬ ∃𝑢𝑈 𝑆 < 𝑢)
158132, 157condan 801 . . . . . . 7 (𝜑𝐵𝑆)
159 iccleub 12433 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝑆 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑆𝐵)
16076, 56, 65, 159syl3anc 1475 . . . . . . 7 (𝜑𝑆𝐵)
16156, 67, 158, 160xrletrid 12190 . . . . . 6 (𝜑𝐵 = 𝑆)
162161, 64eqeltrd 2849 . . . . 5 (𝜑𝐵𝑈)
163162, 58syl6eleq 2859 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))})
164 oveq1 6799 . . . . . 6 (𝑧 = 𝐵 → (𝑧𝐴) = (𝐵𝐴))
165 breq2 4788 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝐵 → ((𝐷𝑗) ≤ 𝑧 ↔ (𝐷𝑗) ≤ 𝐵))
166 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝐵𝑧 = 𝐵)
167165, 166ifbieq2d 4248 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝐵 → if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧) = if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))
168167oveq2d 6808 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝐵 → ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)) = ((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))
169168fveq2d 6336 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝐵 → (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))) = (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))
170169mpteq2dv 4877 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝐵 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))))
171170fveq2d 6336 . . . . . 6 (𝑧 = 𝐵 → (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))) = (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))))
172164, 171breq12d 4797 . . . . 5 (𝑧 = 𝐵 → ((𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧))))) ↔ (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))))))
173172elrab 3513 . . . 4 (𝐵 ∈ {𝑧 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∣ (𝑧𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝑧, (𝐷𝑗), 𝑧)))))} ↔ (𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))))))
174163, 173sylib 208 . . 3 (𝜑 → (𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵)))))))
175174simprd 477 . 2 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)if((𝐷𝑗) ≤ 𝐵, (𝐷𝑗), 𝐵))))))
1763, 55, 32, 175, 49letrd 10395 1 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≤ (Σ^‘(𝑗 ∈ ℕ ↦ (vol‘((𝐶𝑗)[,)(𝐷𝑗))))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 382  w3a 1070   = wceq 1630  wcel 2144  wne 2942  wral 3060  wrex 3061  {crab 3064  Vcvv 3349  wss 3721  c0 4061  ifcif 4223   ciun 4652   class class class wbr 4784  cmpt 4861  dom cdm 5249  wf 6027  cfv 6031  (class class class)co 6792  supcsup 8501  cr 10136  0cc0 10137  +∞cpnf 10272  *cxr 10274   < clt 10275  cle 10276  cmin 10467  cn 11221  [,)cico 12381  [,]cicc 12382  volcvol 23450  Σ^csumge0 41090
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-rep 4902  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-inf2 8701  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214  ax-pre-sup 10215
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-fal 1636  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rmo 3068  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-int 4610  df-iun 4654  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-of 7043  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-1o 7712  df-2o 7713  df-oadd 7716  df-er 7895  df-map 8010  df-pm 8011  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-fin 8112  df-fi 8472  df-sup 8503  df-inf 8504  df-oi 8570  df-card 8964  df-cda 9191  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-div 10886  df-nn 11222  df-2 11280  df-3 11281  df-n0 11494  df-z 11579  df-uz 11888  df-q 11991  df-rp 12035  df-xneg 12150  df-xadd 12151  df-xmul 12152  df-ioo 12383  df-ico 12385  df-icc 12386  df-fz 12533  df-fzo 12673  df-fl 12800  df-seq 13008  df-exp 13067  df-hash 13321  df-cj 14046  df-re 14047  df-im 14048  df-sqrt 14182  df-abs 14183  df-clim 14426  df-rlim 14427  df-sum 14624  df-rest 16290  df-topgen 16311  df-psmet 19952  df-xmet 19953  df-met 19954  df-bl 19955  df-mopn 19956  df-top 20918  df-topon 20935  df-bases 20970  df-cmp 21410  df-ovol 23451  df-vol 23452  df-sumge0 41091
This theorem is referenced by:  hoidmv1le  41322
  Copyright terms: Public domain W3C validator