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Theorem ftc1lem4

Description: Lemma for ftc1 . (Contributed by Mario Carneiro, 31-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses ftc1.g G = x A B A x F t dt
ftc1.a φ A
ftc1.b φ B
ftc1.le φ A B
ftc1.s φ A B D
ftc1.d φ D
ftc1.i φ F 𝐿 1
ftc1.c φ C A B
ftc1.f φ F K CnP L C
ftc1.j J = L 𝑡
ftc1.k K = L 𝑡 D
ftc1.l L = TopOpen fld
ftc1.h H = z A B C G z G C z C
ftc1.e φ E +
ftc1.r φ R +
ftc1.fc φ y D y C < R F y F C < E
ftc1.x1 φ X A B
ftc1.x2 φ X C < R
ftc1.y1 φ Y A B
ftc1.y2 φ Y C < R
Assertion ftc1lem4 φ X < Y G Y G X Y X F C < E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ftc1.g G = x A B A x F t dt
2 ftc1.a φ A
3 ftc1.b φ B
4 ftc1.le φ A B
5 ftc1.s φ A B D
6 ftc1.d φ D
7 ftc1.i φ F 𝐿 1
8 ftc1.c φ C A B
9 ftc1.f φ F K CnP L C
10 ftc1.j J = L 𝑡
11 ftc1.k K = L 𝑡 D
12 ftc1.l L = TopOpen fld
13 ftc1.h H = z A B C G z G C z C
14 ftc1.e φ E +
15 ftc1.r φ R +
16 ftc1.fc φ y D y C < R F y F C < E
17 ftc1.x1 φ X A B
18 ftc1.x2 φ X C < R
19 ftc1.y1 φ Y A B
20 ftc1.y2 φ Y C < R
21 ovexd φ t X Y F t F C V
22 2 rexrd φ A *
23 elicc2 A B X A B X A X X B
24 2 3 23 syl2anc φ X A B X A X X B
25 17 24 mpbid φ X A X X B
26 25 simp2d φ A X
27 iooss1 A * A X X Y A Y
28 22 26 27 syl2anc φ X Y A Y
29 3 rexrd φ B *
30 elicc2 A B Y A B Y A Y Y B
31 2 3 30 syl2anc φ Y A B Y A Y Y B
32 19 31 mpbid φ Y A Y Y B
33 32 simp3d φ Y B
34 iooss2 B * Y B A Y A B
35 29 33 34 syl2anc φ A Y A B
36 28 35 sstrd φ X Y A B
37 36 5 sstrd φ X Y D
38 37 sselda φ t X Y t D
39 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ftc1lem3 φ F : D
40 39 ffvelrnda φ t D F t
41 38 40 syldan φ t X Y F t
42 ioombl X Y dom vol
43 42 a1i φ X Y dom vol
44 fvexd φ t D F t V
45 39 feqmptd φ F = t D F t
46 45 7 eqeltrrd φ t D F t 𝐿 1
47 37 43 44 46 iblss φ t X Y F t 𝐿 1
48 5 8 sseldd φ C D
49 39 48 ffvelrnd φ F C
50 49 adantr φ t X Y F C
51 fconstmpt X Y × F C = t X Y F C
52 mblvol X Y dom vol vol X Y = vol * X Y
53 42 52 ax-mp vol X Y = vol * X Y
54 ioossicc X Y X Y
55 54 a1i φ X Y X Y
56 iccssre A B A B
57 2 3 56 syl2anc φ A B
58 57 17 sseldd φ X
59 57 19 sseldd φ Y
60 iccmbl X Y X Y dom vol
61 58 59 60 syl2anc φ X Y dom vol
62 mblss X Y dom vol X Y
63 61 62 syl φ X Y
64 mblvol X Y dom vol vol X Y = vol * X Y
65 61 64 syl φ vol X Y = vol * X Y
66 iccvolcl X Y vol X Y
67 58 59 66 syl2anc φ vol X Y
68 65 67 eqeltrrd φ vol * X Y
69 ovolsscl X Y X Y X Y vol * X Y vol * X Y
70 55 63 68 69 syl3anc φ vol * X Y
71 53 70 eqeltrid φ vol X Y
72 iblconst X Y dom vol vol X Y F C X Y × F C 𝐿 1
73 43 71 49 72 syl3anc φ X Y × F C 𝐿 1
74 51 73 eqeltrrid φ t X Y F C 𝐿 1
75 41 47 50 74 iblsub φ t X Y F t F C 𝐿 1
76 21 75 itgcl φ X Y F t F C dt
77 76 adantr φ X < Y X Y F t F C dt
78 59 58 resubcld φ Y X
79 78 adantr φ X < Y Y X
80 79 recnd φ X < Y Y X
81 58 59 posdifd φ X < Y 0 < Y X
82 81 biimpa φ X < Y 0 < Y X
83 82 gt0ne0d φ X < Y Y X 0
84 77 80 83 divcld φ X < Y X Y F t F C dt Y X
85 49 adantr φ X < Y F C
86 ltle X Y X < Y X Y
87 58 59 86 syl2anc φ X < Y X Y
88 87 imp φ X < Y X Y
89 1 2 3 4 5 6 7 39 17 19 ftc1lem1 φ X Y G Y G X = X Y F t dt
90 88 89 syldan φ X < Y G Y G X = X Y F t dt
91 41 50 npcand φ t X Y F t - F C + F C = F t
92 91 itgeq2dv φ X Y F t - F C + F C dt = X Y F t dt
93 41 50 subcld φ t X Y F t F C
94 93 75 50 74 itgadd φ X Y F t - F C + F C dt = X Y F t F C dt + X Y F C dt
95 92 94 eqtr3d φ X Y F t dt = X Y F t F C dt + X Y F C dt
96 95 adantr φ X < Y X Y F t dt = X Y F t F C dt + X Y F C dt
97 itgconst X Y dom vol vol X Y F C X Y F C dt = F C vol X Y
98 43 71 49 97 syl3anc φ X Y F C dt = F C vol X Y
99 98 adantr φ X < Y X Y F C dt = F C vol X Y
100 58 adantr φ X < Y X
101 59 adantr φ X < Y Y
102 ovolioo X Y X Y vol * X Y = Y X
103 100 101 88 102 syl3anc φ X < Y vol * X Y = Y X
104 53 103 syl5eq φ X < Y vol X Y = Y X
105 104 oveq2d φ X < Y F C vol X Y = F C Y X
106 99 105 eqtrd φ X < Y X Y F C dt = F C Y X
107 106 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
108 90 96 107 3eqtrd φ X < Y G Y G X = X Y F t F C dt + F C Y X
109 108 oveq1d φ X < Y G Y G X Y X = X Y F t F C dt + F C Y X Y X
110 85 80 mulcld φ X < Y F C Y X
111 77 110 80 83 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
112 85 80 83 divcan4d φ X < Y F C Y X Y X = F C
113 112 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
114 109 111 113 3eqtrd φ X < Y G Y G X Y X = X Y F t F C dt Y X + F C
115 84 85 114 mvrraddd φ X < Y G Y G X Y X F C = X Y F t F C dt Y X
116 115 fveq2d φ X < Y G Y G X Y X F C = X Y F t F C dt Y X
117 77 80 83 absdivd φ X < Y X Y F t F C dt Y X = X Y F t F C dt Y X
118 0re 0
119 ltle 0 Y X 0 < Y X 0 Y X
120 118 79 119 sylancr φ X < Y 0 < Y X 0 Y X
121 82 120 mpd φ X < Y 0 Y X
122 79 121 absidd φ X < Y Y X = Y X
123 122 oveq2d φ X < Y X Y F t F C dt Y X = X Y F t F C dt Y X
124 116 117 123 3eqtrd φ X < Y G Y G X Y X F C = X Y F t F C dt Y X
125 76 abscld φ X Y F t F C dt
126 125 adantr φ X < Y X Y F t F C dt
127 93 abscld φ t X Y F t F C
128 21 75 iblabs φ t X Y F t F C 𝐿 1
129 127 128 itgrecl φ X Y F t F C dt
130 129 adantr φ X < Y X Y F t F C dt
131 14 rpred φ E
132 78 131 remulcld φ Y X E
133 132 adantr φ X < Y Y X E
134 93 75 itgabs φ X Y F t F C dt X Y F t F C dt
135 134 adantr φ X < Y X Y F t F C dt X Y F t F C dt
136 82 104 breqtrrd φ X < Y 0 < vol X Y
137 131 adantr φ t X Y E
138 fconstmpt X Y × E = t X Y E
139 131 recnd φ E
140 iblconst X Y dom vol vol X Y E X Y × E 𝐿 1
141 43 71 139 140 syl3anc φ X Y × E 𝐿 1
142 138 141 eqeltrrid φ t X Y E 𝐿 1
143 137 142 127 128 iblsub φ t X Y E F t F C 𝐿 1
144 143 adantr φ X < Y t X Y E F t F C 𝐿 1
145 6 48 sseldd φ C
146 15 rpred φ R
147 145 146 resubcld φ C R
148 147 adantr φ t X Y C R
149 58 adantr φ t X Y X
150 37 6 sstrd φ X Y
151 150 sselda φ t X Y t
152 58 145 146 absdifltd φ X C < R C R < X X < C + R
153 18 152 mpbid φ C R < X X < C + R
154 153 simpld φ C R < X
155 154 adantr φ t X Y C R < X
156 eliooord t X Y X < t t < Y
157 156 adantl φ t X Y X < t t < Y
158 157 simpld φ t X Y X < t
159 148 149 151 155 158 lttrd φ t X Y C R < t
160 59 adantr φ t X Y Y
161 145 146 readdcld φ C + R
162 161 adantr φ t X Y C + R
163 157 simprd φ t X Y t < Y
164 59 145 146 absdifltd φ Y C < R C R < Y Y < C + R
165 20 164 mpbid φ C R < Y Y < C + R
166 165 simprd φ Y < C + R
167 166 adantr φ t X Y Y < C + R
168 151 160 162 163 167 lttrd φ t X Y t < C + R
169 145 adantr φ t X Y C
170 146 adantr φ t X Y R
171 151 169 170 absdifltd φ t X Y t C < R C R < t t < C + R
172 159 168 171 mpbir2and φ t X Y t C < R
173 fvoveq1 y = t y C = t C
174 173 breq1d y = t y C < R t C < R
175 174 imbrov2fvoveq y = t y C < R F y F C < E t C < R F t F C < E
176 16 ralrimiva φ y D y C < R F y F C < E
177 176 adantr φ t X Y y D y C < R F y F C < E
178 175 177 38 rspcdva φ t X Y t C < R F t F C < E
179 172 178 mpd φ t X Y F t F C < E
180 difrp F t F C E F t F C < E E F t F C +
181 127 137 180 syl2anc φ t X Y F t F C < E E F t F C +
182 179 181 mpbid φ t X Y E F t F C +
183 182 adantlr φ X < Y t X Y E F t F C +
184 136 144 183 itggt0 φ X < Y 0 < X Y E F t F C dt
185 137 142 127 128 itgsub φ X Y E F t F C dt = X Y E dt X Y F t F C dt
186 185 adantr φ X < Y X Y E F t F C dt = X Y E dt X Y F t F C dt
187 itgconst X Y dom vol vol X Y E X Y E dt = E vol X Y
188 43 71 139 187 syl3anc φ X Y E dt = E vol X Y
189 188 adantr φ X < Y X Y E dt = E vol X Y
190 104 oveq2d φ X < Y E vol X Y = E Y X
191 78 recnd φ Y X
192 139 191 mulcomd φ E Y X = Y X E
193 192 adantr φ X < Y E Y X = Y X E
194 189 190 193 3eqtrd φ X < Y X Y E dt = Y X E
195 194 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
196 186 195 eqtrd φ X < Y X Y E F t F C dt = Y X E X Y F t F C dt
197 184 196 breqtrd φ X < Y 0 < Y X E X Y F t F C dt
198 129 132 posdifd φ X Y F t F C dt < Y X E 0 < Y X E X Y F t F C dt
199 198 biimpar φ 0 < Y X E X Y F t F C dt X Y F t F C dt < Y X E
200 197 199 syldan φ X < Y X Y F t F C dt < Y X E
201 126 130 133 135 200 lelttrd φ X < Y X Y F t F C dt < Y X E
202 77 abscld φ X < Y X Y F t F C dt
203 131 adantr φ X < Y E
204 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
205 202 203 79 82 204 syl112anc φ X < Y X Y F t F C dt Y X < E X Y F t F C dt < Y X E
206 201 205 mpbird φ X < Y X Y F t F C dt Y X < E
207 124 206 eqbrtrd φ X < Y G Y G X Y X F C < E