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Theorem ditgcl

Description: Closure of a directed integral. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses ditgcl.x ⊢ φ → X ∈ ℝ
ditgcl.y ⊢ φ → Y ∈ ℝ
ditgcl.a ⊢ φ → A ∈ X Y
ditgcl.b ⊢ φ → B ∈ X Y
ditgcl.c ⊢ φ ∧ x ∈ X Y → C ∈ V
ditgcl.i ⊢ φ → x ∈ X Y ⟼ C ∈ 𝐿 1
Assertion ditgcl ⊢ φ → ∫ A B C dx ∈ ℂ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ditgcl.x ⊢ φ → X ∈ ℝ
2 ditgcl.y ⊢ φ → Y ∈ ℝ
3 ditgcl.a ⊢ φ → A ∈ X Y
4 ditgcl.b ⊢ φ → B ∈ X Y
5 ditgcl.c ⊢ φ ∧ x ∈ X Y → C ∈ V
6 ditgcl.i ⊢ φ → x ∈ X Y ⟼ C ∈ 𝐿 1
7 elicc2 ⊢ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → A ∈ X Y ↔ A ∈ ℝ ∧ X ≤ A ∧ A ≤ Y
8 1 2 7 syl2anc ⊢ φ → A ∈ X Y ↔ A ∈ ℝ ∧ X ≤ A ∧ A ≤ Y
9 3 8 mpbid ⊢ φ → A ∈ ℝ ∧ X ≤ A ∧ A ≤ Y
10 9 simp1d ⊢ φ → A ∈ ℝ
11 elicc2 ⊢ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → B ∈ X Y ↔ B ∈ ℝ ∧ X ≤ B ∧ B ≤ Y
12 1 2 11 syl2anc ⊢ φ → B ∈ X Y ↔ B ∈ ℝ ∧ X ≤ B ∧ B ≤ Y
13 4 12 mpbid ⊢ φ → B ∈ ℝ ∧ X ≤ B ∧ B ≤ Y
14 13 simp1d ⊢ φ → B ∈ ℝ
15 simpr ⊢ φ ∧ A ≤ B → A ≤ B
16 15 ditgpos ⊢ φ ∧ A ≤ B → ∫ A B C dx = ∫ A B C dx
17 1 rexrd ⊢ φ → X ∈ ℝ *
18 9 simp2d ⊢ φ → X ≤ A
19 iooss1 ⊢ X ∈ ℝ * ∧ X ≤ A → A B ⊆ X B
20 17 18 19 syl2anc ⊢ φ → A B ⊆ X B
21 2 rexrd ⊢ φ → Y ∈ ℝ *
22 13 simp3d ⊢ φ → B ≤ Y
23 iooss2 ⊢ Y ∈ ℝ * ∧ B ≤ Y → X B ⊆ X Y
24 21 22 23 syl2anc ⊢ φ → X B ⊆ X Y
25 20 24 sstrd ⊢ φ → A B ⊆ X Y
26 25 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ A B → x ∈ X Y
27 26 5 syldan ⊢ φ ∧ x ∈ A B → C ∈ V
28 ioombl ⊢ A B ∈ dom ⁡ vol
29 28 a1i ⊢ φ → A B ∈ dom ⁡ vol
30 25 29 5 6 iblss ⊢ φ → x ∈ A B ⟼ C ∈ 𝐿 1
31 27 30 itgcl ⊢ φ → ∫ A B C dx ∈ ℂ
32 31 adantr ⊢ φ ∧ A ≤ B → ∫ A B C dx ∈ ℂ
33 16 32 eqeltrd ⊢ φ ∧ A ≤ B → ∫ A B C dx ∈ ℂ
34 simpr ⊢ φ ∧ B ≤ A → B ≤ A
35 14 adantr ⊢ φ ∧ B ≤ A → B ∈ ℝ
36 10 adantr ⊢ φ ∧ B ≤ A → A ∈ ℝ
37 34 35 36 ditgneg ⊢ φ ∧ B ≤ A → ∫ A B C dx = − ∫ B A C dx
38 13 simp2d ⊢ φ → X ≤ B
39 iooss1 ⊢ X ∈ ℝ * ∧ X ≤ B → B A ⊆ X A
40 17 38 39 syl2anc ⊢ φ → B A ⊆ X A
41 9 simp3d ⊢ φ → A ≤ Y
42 iooss2 ⊢ Y ∈ ℝ * ∧ A ≤ Y → X A ⊆ X Y
43 21 41 42 syl2anc ⊢ φ → X A ⊆ X Y
44 40 43 sstrd ⊢ φ → B A ⊆ X Y
45 44 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ B A → x ∈ X Y
46 45 5 syldan ⊢ φ ∧ x ∈ B A → C ∈ V
47 ioombl ⊢ B A ∈ dom ⁡ vol
48 47 a1i ⊢ φ → B A ∈ dom ⁡ vol
49 44 48 5 6 iblss ⊢ φ → x ∈ B A ⟼ C ∈ 𝐿 1
50 46 49 itgcl ⊢ φ → ∫ B A C dx ∈ ℂ
51 50 negcld ⊢ φ → − ∫ B A C dx ∈ ℂ
52 51 adantr ⊢ φ ∧ B ≤ A → − ∫ B A C dx ∈ ℂ
53 37 52 eqeltrd ⊢ φ ∧ B ≤ A → ∫ A B C dx ∈ ℂ
54 10 14 33 53 lecasei ⊢ φ → ∫ A B C dx ∈ ℂ