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Theorem ftc1cnnclem

Description: Lemma for ftc1cnnc ; cf. ftc1lem4 . The stronger assumptions of ftc1cn are exploited to make use of weaker theorems. (Contributed by Brendan Leahy, 19-Nov-2017)

Ref Expression
Hypotheses ftc1cnnc.g G = x A B A x F t dt
ftc1cnnc.a φ A
ftc1cnnc.b φ B
ftc1cnnc.le φ A B
ftc1cnnc.f φ F : A B cn
ftc1cnnc.i φ F 𝐿 1
ftc1cnnclem.c φ c A B
ftc1cnnclem.h H = z A B c G z G c z c
ftc1cnnclem.e φ E +
ftc1cnnclem.r φ R +
ftc1cnnclem.fc φ y A B y c < R F y F c < E
ftc1cnnclem.x1 φ X A B
ftc1cnnclem.x2 φ X c < R
ftc1cnnclem.y1 φ Y A B
ftc1cnnclem.y2 φ Y c < R
Assertion ftc1cnnclem φ X < Y G Y G X Y X F c < E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ftc1cnnc.g G = x A B A x F t dt
2 ftc1cnnc.a φ A
3 ftc1cnnc.b φ B
4 ftc1cnnc.le φ A B
5 ftc1cnnc.f φ F : A B cn
6 ftc1cnnc.i φ F 𝐿 1
7 ftc1cnnclem.c φ c A B
8 ftc1cnnclem.h H = z A B c G z G c z c
9 ftc1cnnclem.e φ E +
10 ftc1cnnclem.r φ R +
11 ftc1cnnclem.fc φ y A B y c < R F y F c < E
12 ftc1cnnclem.x1 φ X A B
13 ftc1cnnclem.x2 φ X c < R
14 ftc1cnnclem.y1 φ Y A B
15 ftc1cnnclem.y2 φ Y c < R
16 ovexd φ t X Y F t F c V
17 2 rexrd φ A *
18 3 rexrd φ B *
19 elicc1 A * B * X A B X * A X X B
20 19 biimpa A * B * X A B X * A X X B
21 20 simp2d A * B * X A B A X
22 17 18 12 21 syl21anc φ A X
23 iccleub A * B * Y A B Y B
24 17 18 14 23 syl3anc φ Y B
25 ioossioo A * B * A X Y B X Y A B
26 17 18 22 24 25 syl22anc φ X Y A B
27 26 sselda φ t X Y t A B
28 cncff F : A B cn F : A B
29 5 28 syl φ F : A B
30 29 ffvelrnda φ t A B F t
31 27 30 syldan φ t X Y F t
32 ioombl X Y dom vol
33 32 a1i φ X Y dom vol
34 fvexd φ t A B F t V
35 29 feqmptd φ F = t A B F t
36 35 6 eqeltrrd φ t A B F t 𝐿 1
37 26 33 34 36 iblss φ t X Y F t 𝐿 1
38 29 7 ffvelrnd φ F c
39 38 adantr φ t X Y F c
40 fconstmpt X Y × F c = t X Y F c
41 mblvol X Y dom vol vol X Y = vol * X Y
42 32 41 ax-mp vol X Y = vol * X Y
43 ioossicc X Y X Y
44 43 a1i φ X Y X Y
45 iccssre A B A B
46 2 3 45 syl2anc φ A B
47 46 12 sseldd φ X
48 46 14 sseldd φ Y
49 iccmbl X Y X Y dom vol
50 47 48 49 syl2anc φ X Y dom vol
51 mblss X Y dom vol X Y
52 50 51 syl φ X Y
53 mblvol X Y dom vol vol X Y = vol * X Y
54 50 53 syl φ vol X Y = vol * X Y
55 iccvolcl X Y vol X Y
56 47 48 55 syl2anc φ vol X Y
57 54 56 eqeltrrd φ vol * X Y
58 ovolsscl X Y X Y X Y vol * X Y vol * X Y
59 44 52 57 58 syl3anc φ vol * X Y
60 42 59 eqeltrid φ vol X Y
61 iblconst X Y dom vol vol X Y F c X Y × F c 𝐿 1
62 33 60 38 61 syl3anc φ X Y × F c 𝐿 1
63 40 62 eqeltrrid φ t X Y F c 𝐿 1
64 eqid TopOpen fld = TopOpen fld
65 64 subcn TopOpen fld × t TopOpen fld Cn TopOpen fld
66 65 a1i φ TopOpen fld × t TopOpen fld Cn TopOpen fld
67 29 26 feqresmpt φ F X Y = t X Y F t
68 rescncf X Y A B F : A B cn F X Y : X Y cn
69 26 5 68 sylc φ F X Y : X Y cn
70 67 69 eqeltrrd φ t X Y F t : X Y cn
71 ioossre X Y
72 ax-resscn
73 71 72 sstri X Y
74 ssid
75 cncfmptc F c X Y t X Y F c : X Y cn
76 73 74 75 mp3an23 F c t X Y F c : X Y cn
77 38 76 syl φ t X Y F c : X Y cn
78 64 66 70 77 cncfmpt2f φ t X Y F t F c : X Y cn
79 cnmbf X Y dom vol t X Y F t F c : X Y cn t X Y F t F c MblFn
80 32 78 79 sylancr φ t X Y F t F c MblFn
81 31 37 39 63 80 iblsubnc φ t X Y F t F c 𝐿 1
82 16 81 itgcl φ X Y F t F c dt
83 82 adantr φ X < Y X Y F t F c dt
84 48 47 resubcld φ Y X
85 84 recnd φ Y X
86 85 adantr φ X < Y Y X
87 47 48 posdifd φ X < Y 0 < Y X
88 87 biimpa φ X < Y 0 < Y X
89 88 gt0ne0d φ X < Y Y X 0
90 83 86 89 divcld φ X < Y X Y F t F c dt Y X
91 38 adantr φ X < Y F c
92 ltle X Y X < Y X Y
93 47 48 92 syl2anc φ X < Y X Y
94 93 imp φ X < Y X Y
95 ssidd φ A B A B
96 ioossre A B
97 96 a1i φ A B
98 1 2 3 4 95 97 6 29 12 14 ftc1lem1 φ X Y G Y G X = X Y F t dt
99 94 98 syldan φ X < Y G Y G X = X Y F t dt
100 31 39 npcand φ t X Y F t - F c + F c = F t
101 100 itgeq2dv φ X Y F t - F c + F c dt = X Y F t dt
102 31 39 subcld φ t X Y F t F c
103 100 mpteq2dva φ t X Y F t - F c + F c = t X Y F t
104 103 67 eqtr4d φ t X Y F t - F c + F c = F X Y
105 iblmbf F 𝐿 1 F MblFn
106 6 105 syl φ F MblFn
107 mbfres F MblFn X Y dom vol F X Y MblFn
108 106 32 107 sylancl φ F X Y MblFn
109 104 108 eqeltrd φ t X Y F t - F c + F c MblFn
110 102 81 39 63 109 itgaddnc φ X Y F t - F c + F c dt = X Y F t F c dt + X Y F c dt
111 101 110 eqtr3d φ X Y F t dt = X Y F t F c dt + X Y F c dt
112 111 adantr φ X < Y X Y F t dt = X Y F t F c dt + X Y F c dt
113 itgconst X Y dom vol vol X Y F c X Y F c dt = F c vol X Y
114 33 60 38 113 syl3anc φ X Y F c dt = F c vol X Y
115 114 adantr φ X < Y X Y F c dt = F c vol X Y
116 47 adantr φ X < Y X
117 48 adantr φ X < Y Y
118 ovolioo X Y X Y vol * X Y = Y X
119 116 117 94 118 syl3anc φ X < Y vol * X Y = Y X
120 42 119 syl5eq φ X < Y vol X Y = Y X
121 120 oveq2d φ X < Y F c vol X Y = F c Y X
122 115 121 eqtrd φ X < Y X Y F c dt = F c Y X
123 122 oveq2d φ X < Y X Y F t F c dt + X Y F c dt = X Y F t F c dt + F c Y X
124 99 112 123 3eqtrd φ X < Y G Y G X = X Y F t F c dt + F c Y X
125 124 oveq1d φ X < Y G Y G X Y X = X Y F t F c dt + F c Y X Y X
126 91 86 mulcld φ X < Y F c Y X
127 83 126 86 89 divdird φ X < Y X Y F t F c dt + F c Y X Y X = X Y F t F c dt Y X + F c Y X Y X
128 91 86 89 divcan4d φ X < Y F c Y X Y X = F c
129 128 oveq2d φ X < Y X Y F t F c dt Y X + F c Y X Y X = X Y F t F c dt Y X + F c
130 125 127 129 3eqtrd φ X < Y G Y G X Y X = X Y F t F c dt Y X + F c
131 90 91 130 mvrraddd φ X < Y G Y G X Y X F c = X Y F t F c dt Y X
132 131 fveq2d φ X < Y G Y G X Y X F c = X Y F t F c dt Y X
133 83 86 89 absdivd φ X < Y X Y F t F c dt Y X = X Y F t F c dt Y X
134 84 adantr φ X < Y Y X
135 0re 0
136 ltle 0 Y X 0 < Y X 0 Y X
137 135 134 136 sylancr φ X < Y 0 < Y X 0 Y X
138 88 137 mpd φ X < Y 0 Y X
139 134 138 absidd φ X < Y Y X = Y X
140 139 oveq2d φ X < Y X Y F t F c dt Y X = X Y F t F c dt Y X
141 132 133 140 3eqtrd φ X < Y G Y G X Y X F c = X Y F t F c dt Y X
142 83 abscld φ X < Y X Y F t F c dt
143 102 abscld φ t X Y F t F c
144 cncfss cn cn
145 72 74 144 mp2an cn cn
146 abscncf abs : cn
147 145 146 sselii abs : cn
148 147 a1i φ abs : cn
149 148 78 cncfmpt1f φ t X Y F t F c : X Y cn
150 cnmbf X Y dom vol t X Y F t F c : X Y cn t X Y F t F c MblFn
151 32 149 150 sylancr φ t X Y F t F c MblFn
152 16 81 151 iblabsnc φ t X Y F t F c 𝐿 1
153 143 152 itgrecl φ X Y F t F c dt
154 153 adantr φ X < Y X Y F t F c dt
155 9 rpred φ E
156 84 155 remulcld φ Y X E
157 156 adantr φ X < Y Y X E
158 82 cjcld φ X Y F t F c dt
159 cncfmptc X Y F t F c dt X Y x X Y X Y F t F c dt : X Y cn
160 73 74 159 mp3an23 X Y F t F c dt x X Y X Y F t F c dt : X Y cn
161 158 160 syl φ x X Y X Y F t F c dt : X Y cn
162 nfcv _ x F t F c
163 nfcsb1v _ t x / t F t F c
164 csbeq1a t = x F t F c = x / t F t F c
165 162 163 164 cbvmpt t X Y F t F c = x X Y x / t F t F c
166 165 78 eqeltrrid φ x X Y x / t F t F c : X Y cn
167 161 166 mulcncf φ x X Y X Y F t F c dt x / t F t F c : X Y cn
168 cnmbf X Y dom vol x X Y X Y F t F c dt x / t F t F c : X Y cn x X Y X Y F t F c dt x / t F t F c MblFn
169 32 167 168 sylancr φ x X Y X Y F t F c dt x / t F t F c MblFn
170 102 81 151 169 itgabsnc φ X Y F t F c dt X Y F t F c dt
171 170 adantr φ X < Y X Y F t F c dt X Y F t F c dt
172 simpr φ X < Y X < Y
173 155 adantr φ t X Y E
174 fconstmpt X Y × E = t X Y E
175 9 rpcnd φ E
176 iblconst X Y dom vol vol X Y E X Y × E 𝐿 1
177 33 60 175 176 syl3anc φ X Y × E 𝐿 1
178 174 177 eqeltrrid φ t X Y E 𝐿 1
179 cncfmptc E X Y t X Y E : X Y cn
180 73 74 179 mp3an23 E t X Y E : X Y cn
181 175 180 syl φ t X Y E : X Y cn
182 64 66 181 149 cncfmpt2f φ t X Y E F t F c : X Y cn
183 cnmbf X Y dom vol t X Y E F t F c : X Y cn t X Y E F t F c MblFn
184 32 182 183 sylancr φ t X Y E F t F c MblFn
185 173 178 143 152 184 iblsubnc φ t X Y E F t F c 𝐿 1
186 185 adantr φ X < Y t X Y E F t F c 𝐿 1
187 11 ralrimiva φ y A B y c < R F y F c < E
188 187 adantr φ t X Y y A B y c < R F y F c < E
189 96 7 sselid φ c
190 10 rpred φ R
191 189 190 resubcld φ c R
192 191 adantr φ t X Y c R
193 47 adantr φ t X Y X
194 elioore t X Y t
195 194 adantl φ t X Y t
196 47 189 190 absdifltd φ X c < R c R < X X < c + R
197 13 196 mpbid φ c R < X X < c + R
198 197 simpld φ c R < X
199 198 adantr φ t X Y c R < X
200 eliooord t X Y X < t t < Y
201 200 adantl φ t X Y X < t t < Y
202 201 simpld φ t X Y X < t
203 192 193 195 199 202 lttrd φ t X Y c R < t
204 48 adantr φ t X Y Y
205 189 190 readdcld φ c + R
206 205 adantr φ t X Y c + R
207 201 simprd φ t X Y t < Y
208 48 189 190 absdifltd φ Y c < R c R < Y Y < c + R
209 15 208 mpbid φ c R < Y Y < c + R
210 209 simprd φ Y < c + R
211 210 adantr φ t X Y Y < c + R
212 195 204 206 207 211 lttrd φ t X Y t < c + R
213 189 adantr φ t X Y c
214 190 adantr φ t X Y R
215 195 213 214 absdifltd φ t X Y t c < R c R < t t < c + R
216 203 212 215 mpbir2and φ t X Y t c < R
217 fvoveq1 y = t y c = t c
218 217 breq1d y = t y c < R t c < R
219 218 imbrov2fvoveq y = t y c < R F y F c < E t c < R F t F c < E
220 219 rspcv t A B y A B y c < R F y F c < E t c < R F t F c < E
221 27 188 216 220 syl3c φ t X Y F t F c < E
222 difrp F t F c E F t F c < E E F t F c +
223 143 173 222 syl2anc φ t X Y F t F c < E E F t F c +
224 221 223 mpbid φ t X Y E F t F c +
225 224 adantlr φ X < Y t X Y E F t F c +
226 182 adantr φ X < Y t X Y E F t F c : X Y cn
227 172 186 225 226 itggt0cn φ X < Y 0 < X Y E F t F c dt
228 173 178 143 152 184 itgsubnc φ X Y E F t F c dt = X Y E dt X Y F t F c dt
229 228 adantr φ X < Y X Y E F t F c dt = X Y E dt X Y F t F c dt
230 itgconst X Y dom vol vol X Y E X Y E dt = E vol X Y
231 33 60 175 230 syl3anc φ X Y E dt = E vol X Y
232 231 adantr φ X < Y X Y E dt = E vol X Y
233 120 oveq2d φ X < Y E vol X Y = E Y X
234 175 85 mulcomd φ E Y X = Y X E
235 234 adantr φ X < Y E Y X = Y X E
236 232 233 235 3eqtrd φ X < Y X Y E dt = Y X E
237 236 oveq1d φ X < Y X Y E dt X Y F t F c dt = Y X E X Y F t F c dt
238 229 237 eqtrd φ X < Y X Y E F t F c dt = Y X E X Y F t F c dt
239 227 238 breqtrd φ X < Y 0 < Y X E X Y F t F c dt
240 153 156 posdifd φ X Y F t F c dt < Y X E 0 < Y X E X Y F t F c dt
241 240 biimpar φ 0 < Y X E X Y F t F c dt X Y F t F c dt < Y X E
242 239 241 syldan φ X < Y X Y F t F c dt < Y X E
243 142 154 157 171 242 lelttrd φ X < Y X Y F t F c dt < Y X E
244 155 adantr φ X < Y E
245 ltdivmul X Y F t F c dt E Y X 0 < Y X X Y F t F c dt Y X < E X Y F t F c dt < Y X E
246 142 244 134 88 245 syl112anc φ X < Y X Y F t F c dt Y X < E X Y F t F c dt < Y X E
247 243 246 mpbird φ X < Y X Y F t F c dt Y X < E
248 141 247 eqbrtrd φ X < Y G Y G X Y X F c < E