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Theorem hoidifhspdmvle

Description: The dimensional volume of the difference of a half-open interval and a half-space is less than or equal to the dimensional volume of the whole half-open interval. Used in Lemma 115F of Fremlin1 p. 31 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020)

Ref Expression
Hypotheses hoidifhspdmvle.l ⊢ L = x ∈ Fin ⟼ a ∈ ℝ x , b ∈ ℝ x ⟼ if x = ∅ 0 ∏ k ∈ x vol ⁡ a ⁡ k b ⁡ k
hoidifhspdmvle.x ⊢ φ → X ∈ Fin
hoidifhspdmvle.a ⊢ φ → A : X ⟶ ℝ
hoidifhspdmvle.b ⊢ φ → B : X ⟶ ℝ
hoidifhspdmvle.k ⊢ φ → K ∈ X
hoidifhspdmvle.d ⊢ D = x ∈ ℝ ⟼ c ∈ ℝ X ⟼ h ∈ X ⟼ if h = K if x ≤ c ⁡ h c ⁡ h x c ⁡ h
hoidifhspdmvle.y ⊢ φ → Y ∈ ℝ
Assertion hoidifhspdmvle ⊢ φ → D ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B ≤ A L ⁡ X B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hoidifhspdmvle.l ⊢ L = x ∈ Fin ⟼ a ∈ ℝ x , b ∈ ℝ x ⟼ if x = ∅ 0 ∏ k ∈ x vol ⁡ a ⁡ k b ⁡ k
2 hoidifhspdmvle.x ⊢ φ → X ∈ Fin
3 hoidifhspdmvle.a ⊢ φ → A : X ⟶ ℝ
4 hoidifhspdmvle.b ⊢ φ → B : X ⟶ ℝ
5 hoidifhspdmvle.k ⊢ φ → K ∈ X
6 hoidifhspdmvle.d ⊢ D = x ∈ ℝ ⟼ c ∈ ℝ X ⟼ h ∈ X ⟼ if h = K if x ≤ c ⁡ h c ⁡ h x c ⁡ h
7 hoidifhspdmvle.y ⊢ φ → Y ∈ ℝ
8 nfv ⊢ Ⅎ k φ
9 6 7 2 3 hoidifhspf ⊢ φ → D ⁡ Y ⁡ A : X ⟶ ℝ
10 9 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ k ∈ X → D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k ∈ ℝ
11 4 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ k ∈ X → B ⁡ k ∈ ℝ
12 volicore ⊢ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k ∈ ℝ ∧ B ⁡ k ∈ ℝ → vol ⁡ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ ℝ
13 10 11 12 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ X → vol ⁡ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ ℝ
14 11 rexrd ⊢ φ ∧ k ∈ X → B ⁡ k ∈ ℝ *
15 icombl ⊢ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k ∈ ℝ ∧ B ⁡ k ∈ ℝ * → D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ dom ⁡ vol
16 10 14 15 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ X → D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ dom ⁡ vol
17 volge0 ⊢ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ dom ⁡ vol → 0 ≤ vol ⁡ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
18 16 17 syl ⊢ φ ∧ k ∈ X → 0 ≤ vol ⁡ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
19 3 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ k ∈ X → A ⁡ k ∈ ℝ
20 volicore ⊢ A ⁡ k ∈ ℝ ∧ B ⁡ k ∈ ℝ → vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ ℝ
21 19 11 20 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ X → vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ ℝ
22 icombl ⊢ A ⁡ k ∈ ℝ ∧ B ⁡ k ∈ ℝ * → A ⁡ k B ⁡ k ∈ dom ⁡ vol
23 19 14 22 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ X → A ⁡ k B ⁡ k ∈ dom ⁡ vol
24 19 rexrd ⊢ φ ∧ k ∈ X → A ⁡ k ∈ ℝ *
25 7 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X → Y ∈ ℝ
26 25 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ k = K → Y ∈ ℝ
27 19 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ k = K → A ⁡ k ∈ ℝ
28 max2 ⊢ Y ∈ ℝ ∧ A ⁡ k ∈ ℝ → A ⁡ k ≤ if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y
29 26 27 28 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ k = K → A ⁡ k ≤ if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y
30 2 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X → X ∈ Fin
31 3 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X → A : X ⟶ ℝ
32 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ X → k ∈ X
33 6 25 30 31 32 hoidifhspval3 ⊢ φ ∧ k ∈ X → D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k = if k = K if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y A ⁡ k
34 33 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ k = K → D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k = if k = K if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y A ⁡ k
35 iftrue ⊢ k = K → if k = K if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y A ⁡ k = if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y
36 35 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ k = K → if k = K if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y A ⁡ k = if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y
37 34 36 eqtr2d ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ k = K → if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y = D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k
38 29 37 breqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ k = K → A ⁡ k ≤ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k
39 19 leidd ⊢ φ ∧ k ∈ X → A ⁡ k ≤ A ⁡ k
40 39 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ ¬ k = K → A ⁡ k ≤ A ⁡ k
41 33 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ ¬ k = K → D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k = if k = K if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y A ⁡ k
42 iffalse ⊢ ¬ k = K → if k = K if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y A ⁡ k = A ⁡ k
43 42 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ ¬ k = K → if k = K if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y A ⁡ k = A ⁡ k
44 41 43 eqtr2d ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ ¬ k = K → A ⁡ k = D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k
45 40 44 breqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∧ ¬ k = K → A ⁡ k ≤ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k
46 38 45 pm2.61dan ⊢ φ ∧ k ∈ X → A ⁡ k ≤ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k
47 11 leidd ⊢ φ ∧ k ∈ X → B ⁡ k ≤ B ⁡ k
48 icossico ⊢ A ⁡ k ∈ ℝ * ∧ B ⁡ k ∈ ℝ * ∧ A ⁡ k ≤ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k ∧ B ⁡ k ≤ B ⁡ k → D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⊆ A ⁡ k B ⁡ k
49 24 14 46 47 48 syl22anc ⊢ φ ∧ k ∈ X → D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⊆ A ⁡ k B ⁡ k
50 volss ⊢ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ dom ⁡ vol ∧ A ⁡ k B ⁡ k ∈ dom ⁡ vol ∧ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⊆ A ⁡ k B ⁡ k → vol ⁡ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ≤ vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
51 16 23 49 50 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ X → vol ⁡ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ≤ vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
52 8 2 13 18 21 51 fprodle ⊢ φ → ∏ k ∈ X vol ⁡ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ≤ ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
53 5 ne0d ⊢ φ → X ≠ ∅
54 1 2 53 9 4 hoidmvn0val ⊢ φ → D ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B = ∏ k ∈ X vol ⁡ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
55 1 2 53 3 4 hoidmvn0val ⊢ φ → A L ⁡ X B = ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
56 54 55 breq12d ⊢ φ → D ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B ≤ A L ⁡ X B ↔ ∏ k ∈ X vol ⁡ D ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ≤ ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
57 52 56 mpbird ⊢ φ → D ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B ≤ A L ⁡ X B