Metamath Proof Explorer


Theorem hoidmv1lelem2

Description: This is the contradiction proven in step (c) in the proof of Lemma 114B of Fremlin1 p. 23. (Contributed by Glauco Siliprandi, 21-Nov-2020)

Ref Expression
Hypotheses hoidmv1lelem2.a φA
hoidmv1lelem2.b φB
hoidmv1lelem2.c φC:
hoidmv1lelem2.d φD:
hoidmv1lelem2.r φsum^jvolCjDj
hoidmv1lelem2.u U=zAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
hoidmv1lelem2.e φSU
hoidmv1lelem2.g φAS
hoidmv1lelem2.l φS<B
hoidmv1lelem2.k φK
hoidmv1lelem2.s φSCKDK
hoidmv1lelem2.m M=ifDKBDKB
Assertion hoidmv1lelem2 φuUS<u

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hoidmv1lelem2.a φA
2 hoidmv1lelem2.b φB
3 hoidmv1lelem2.c φC:
4 hoidmv1lelem2.d φD:
5 hoidmv1lelem2.r φsum^jvolCjDj
6 hoidmv1lelem2.u U=zAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
7 hoidmv1lelem2.e φSU
8 hoidmv1lelem2.g φAS
9 hoidmv1lelem2.l φS<B
10 hoidmv1lelem2.k φK
11 hoidmv1lelem2.s φSCKDK
12 hoidmv1lelem2.m M=ifDKBDKB
13 12 a1i φM=ifDKBDKB
14 4 10 ffvelcdmd φDK
15 14 2 ifcld φifDKBDKB
16 13 15 eqeltrd φM
17 3 10 ffvelcdmd φCK
18 14 rexrd φDK*
19 icossre CKDK*CKDK
20 17 18 19 syl2anc φCKDK
21 20 11 sseldd φS
22 17 rexrd φCK*
23 icoltub CK*DK*SCKDKS<DK
24 22 18 11 23 syl3anc φS<DK
25 21 14 24 ltled φSDK
26 21 2 9 ltled φSB
27 25 26 jca φSDKSB
28 lemin SDKBSifDKBDKBSDKSB
29 21 14 2 28 syl3anc φSifDKBDKBSDKSB
30 27 29 mpbird φSifDKBDKB
31 1 21 15 8 30 letrd φAifDKBDKB
32 13 eqcomd φifDKBDKB=M
33 31 32 breqtrd φAM
34 min2 DKBifDKBDKBB
35 14 2 34 syl2anc φifDKBDKBB
36 13 35 eqbrtrd φMB
37 1 2 16 33 36 eliccd φMAB
38 16 recnd φM
39 21 recnd φS
40 1 recnd φA
41 38 39 40 npncand φMS+S-A=MA
42 41 eqcomd φMA=MS+S-A
43 16 21 resubcld φMS
44 21 1 resubcld φSA
45 43 44 readdcld φMS+S-A
46 nnex V
47 46 a1i φV
48 volf vol:domvol0+∞
49 48 a1i φjvol:domvol0+∞
50 3 ffvelcdmda φjCj
51 4 ffvelcdmda φjDj
52 21 adantr φjS
53 51 52 ifcld φjifDjSDjS
54 53 rexrd φjifDjSDjS*
55 icombl CjifDjSDjS*CjifDjSDjSdomvol
56 50 54 55 syl2anc φjCjifDjSDjSdomvol
57 49 56 ffvelcdmd φjvolCjifDjSDjS0+∞
58 eqid jvolCjifDjSDjS=jvolCjifDjSDjS
59 57 58 fmptd φjvolCjifDjSDjS:0+∞
60 47 59 sge0xrcl φsum^jvolCjifDjSDjS*
61 pnfxr +∞*
62 61 a1i φ+∞*
63 5 rexrd φsum^jvolCjDj*
64 nfv jφ
65 51 rexrd φjDj*
66 icombl CjDj*CjDjdomvol
67 50 65 66 syl2anc φjCjDjdomvol
68 49 67 ffvelcdmd φjvolCjDj0+∞
69 50 rexrd φjCj*
70 50 leidd φjCjCj
71 min1 DjSifDjSDjSDj
72 51 52 71 syl2anc φjifDjSDjSDj
73 icossico Cj*Dj*CjCjifDjSDjSDjCjifDjSDjSCjDj
74 69 65 70 72 73 syl22anc φjCjifDjSDjSCjDj
75 volss CjifDjSDjSdomvolCjDjdomvolCjifDjSDjSCjDjvolCjifDjSDjSvolCjDj
76 56 67 74 75 syl3anc φjvolCjifDjSDjSvolCjDj
77 64 47 57 68 76 sge0lempt φsum^jvolCjifDjSDjSsum^jvolCjDj
78 5 ltpnfd φsum^jvolCjDj<+∞
79 60 63 62 77 78 xrlelttrd φsum^jvolCjifDjSDjS<+∞
80 60 62 79 xrltned φsum^jvolCjifDjSDjS+∞
81 80 neneqd φ¬sum^jvolCjifDjSDjS=+∞
82 47 59 sge0repnf φsum^jvolCjifDjSDjS¬sum^jvolCjifDjSDjS=+∞
83 81 82 mpbird φsum^jvolCjifDjSDjS
84 43 83 readdcld φM-S+sum^jvolCjifDjSDjS
85 16 adantr φjM
86 51 85 ifcld φjifDjMDjM
87 86 rexrd φjifDjMDjM*
88 icombl CjifDjMDjM*CjifDjMDjMdomvol
89 50 87 88 syl2anc φjCjifDjMDjMdomvol
90 49 89 ffvelcdmd φjvolCjifDjMDjM0+∞
91 eqid jvolCjifDjMDjM=jvolCjifDjMDjM
92 90 91 fmptd φjvolCjifDjMDjM:0+∞
93 47 92 sge0xrcl φsum^jvolCjifDjMDjM*
94 min1 DjMifDjMDjMDj
95 51 85 94 syl2anc φjifDjMDjMDj
96 icossico Cj*Dj*CjCjifDjMDjMDjCjifDjMDjMCjDj
97 69 65 70 95 96 syl22anc φjCjifDjMDjMCjDj
98 volss CjifDjMDjMdomvolCjDjdomvolCjifDjMDjMCjDjvolCjifDjMDjMvolCjDj
99 89 67 97 98 syl3anc φjvolCjifDjMDjMvolCjDj
100 64 47 90 68 99 sge0lempt φsum^jvolCjifDjMDjMsum^jvolCjDj
101 93 63 62 100 78 xrlelttrd φsum^jvolCjifDjMDjM<+∞
102 93 62 101 xrltned φsum^jvolCjifDjMDjM+∞
103 102 neneqd φ¬sum^jvolCjifDjMDjM=+∞
104 47 92 sge0repnf φsum^jvolCjifDjMDjM¬sum^jvolCjifDjMDjM=+∞
105 103 104 mpbird φsum^jvolCjifDjMDjM
106 7 6 eleqtrdi φSzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
107 oveq1 z=SzA=SA
108 simpl z=Sjz=S
109 108 breq2d z=SjDjzDjS
110 109 108 ifbieq2d z=SjifDjzDjz=ifDjSDjS
111 110 oveq2d z=SjCjifDjzDjz=CjifDjSDjS
112 111 fveq2d z=SjvolCjifDjzDjz=volCjifDjSDjS
113 112 mpteq2dva z=SjvolCjifDjzDjz=jvolCjifDjSDjS
114 113 fveq2d z=Ssum^jvolCjifDjzDjz=sum^jvolCjifDjSDjS
115 107 114 breq12d z=SzAsum^jvolCjifDjzDjzSAsum^jvolCjifDjSDjS
116 115 elrab SzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjzSABSAsum^jvolCjifDjSDjS
117 106 116 sylib φSABSAsum^jvolCjifDjSDjS
118 117 simprd φSAsum^jvolCjifDjSDjS
119 44 83 43 118 leadd2dd φMS+S-AM-S+sum^jvolCjifDjSDjS
120 difssd φK
121 64 47 57 83 120 sge0ssrempt φsum^jKvolCjifDjSDjS
122 difexg VKV
123 46 122 ax-mp KV
124 123 a1i φKV
125 48 a1i φjKvol:domvol0+∞
126 simpl φjKφ
127 eldifi jKj
128 127 adantl φjKj
129 126 128 50 syl2anc φjKCj
130 128 87 syldan φjKifDjMDjM*
131 129 130 88 syl2anc φjKCjifDjMDjMdomvol
132 125 131 ffvelcdmd φjKvolCjifDjMDjM0+∞
133 64 124 132 sge0xrclmpt φsum^jKvolCjifDjMDjM*
134 47 90 120 sge0lessmpt φsum^jKvolCjifDjMDjMsum^jvolCjifDjMDjM
135 133 93 62 134 101 xrlelttrd φsum^jKvolCjifDjMDjM<+∞
136 133 62 135 xrltned φsum^jKvolCjifDjMDjM+∞
137 136 neneqd φ¬sum^jKvolCjifDjMDjM=+∞
138 64 124 132 sge0repnfmpt φsum^jKvolCjifDjMDjM¬sum^jKvolCjifDjMDjM=+∞
139 137 138 mpbird φsum^jKvolCjifDjMDjM
140 16 17 resubcld φMCK
141 128 57 syldan φjKvolCjifDjSDjS0+∞
142 128 56 syldan φjKCjifDjSDjSdomvol
143 128 69 syldan φjKCj*
144 128 70 syldan φjKCjCj
145 iftrue DjSifDjSDjS=Dj
146 145 adantl φjDjSifDjSDjS=Dj
147 51 leidd φjDjDj
148 147 adantr φjDjSDjDj
149 51 adantr φjDjSDj
150 85 adantr φjDjSM
151 52 adantr φjDjSS
152 simpr φjDjSDjS
153 24 9 jca φS<DKS<B
154 ltmin SDKBS<ifDKBDKBS<DKS<B
155 21 14 2 154 syl3anc φS<ifDKBDKBS<DKS<B
156 153 155 mpbird φS<ifDKBDKB
157 156 32 breqtrd φS<M
158 157 ad2antrr φjDjSS<M
159 149 151 150 152 158 lelttrd φjDjSDj<M
160 149 150 159 ltled φjDjSDjM
161 148 160 jca φjDjSDjDjDjM
162 lemin DjDjMDjifDjMDjMDjDjDjM
163 149 149 150 162 syl3anc φjDjSDjifDjMDjMDjDjDjM
164 161 163 mpbird φjDjSDjifDjMDjM
165 146 164 eqbrtrd φjDjSifDjSDjSifDjMDjM
166 iffalse ¬DjSifDjSDjS=S
167 166 adantl φj¬DjSifDjSDjS=S
168 52 adantr φj¬DjSS
169 86 adantr φj¬DjSifDjMDjM
170 simpr φj¬DjS¬DjS
171 51 adantr φj¬DjSDj
172 168 171 ltnled φj¬DjSS<Dj¬DjS
173 170 172 mpbird φj¬DjSS<Dj
174 157 ad2antrr φj¬DjSS<M
175 173 174 jca φj¬DjSS<DjS<M
176 85 adantr φj¬DjSM
177 ltmin SDjMS<ifDjMDjMS<DjS<M
178 168 171 176 177 syl3anc φj¬DjSS<ifDjMDjMS<DjS<M
179 175 178 mpbird φj¬DjSS<ifDjMDjM
180 168 169 179 ltled φj¬DjSSifDjMDjM
181 167 180 eqbrtrd φj¬DjSifDjSDjSifDjMDjM
182 165 181 pm2.61dan φjifDjSDjSifDjMDjM
183 128 182 syldan φjKifDjSDjSifDjMDjM
184 icossico Cj*ifDjMDjM*CjCjifDjSDjSifDjMDjMCjifDjSDjSCjifDjMDjM
185 143 130 144 183 184 syl22anc φjKCjifDjSDjSCjifDjMDjM
186 volss CjifDjSDjSdomvolCjifDjMDjMdomvolCjifDjSDjSCjifDjMDjMvolCjifDjSDjSvolCjifDjMDjM
187 142 131 185 186 syl3anc φjKvolCjifDjSDjSvolCjifDjMDjM
188 64 124 141 132 187 sge0lempt φsum^jKvolCjifDjSDjSsum^jKvolCjifDjMDjM
189 121 139 140 188 leadd2dd φM-CK+sum^jKvolCjifDjSDjSM-CK+sum^jKvolCjifDjMDjM
190 difsnid KKK=
191 10 190 syl φKK=
192 191 eqcomd φ=KK
193 192 mpteq1d φjvolCjifDjSDjS=jKKvolCjifDjSDjS
194 193 fveq2d φsum^jvolCjifDjSDjS=sum^jKKvolCjifDjSDjS
195 neldifsnd φ¬KK
196 fveq2 j=KCj=CK
197 fveq2 j=KDj=DK
198 197 breq1d j=KDjSDKS
199 198 197 ifbieq1d j=KifDjSDjS=ifDKSDKS
200 196 199 oveq12d j=KCjifDjSDjS=CKifDKSDKS
201 200 fveq2d j=KvolCjifDjSDjS=volCKifDKSDKS
202 48 a1i φvol:domvol0+∞
203 14 21 ifcld φifDKSDKS
204 203 rexrd φifDKSDKS*
205 icombl CKifDKSDKS*CKifDKSDKSdomvol
206 17 204 205 syl2anc φCKifDKSDKSdomvol
207 202 206 ffvelcdmd φvolCKifDKSDKS0+∞
208 64 124 10 195 141 201 207 sge0splitsn φsum^jKKvolCjifDjSDjS=sum^jKvolCjifDjSDjS+𝑒volCKifDKSDKS
209 volicore CKifDKSDKSvolCKifDKSDKS
210 17 203 209 syl2anc φvolCKifDKSDKS
211 rexadd sum^jKvolCjifDjSDjSvolCKifDKSDKSsum^jKvolCjifDjSDjS+𝑒volCKifDKSDKS=sum^jKvolCjifDjSDjS+volCKifDKSDKS
212 121 210 211 syl2anc φsum^jKvolCjifDjSDjS+𝑒volCKifDKSDKS=sum^jKvolCjifDjSDjS+volCKifDKSDKS
213 volico CKifDKSDKSvolCKifDKSDKS=ifCK<ifDKSDKSifDKSDKSCK0
214 17 203 213 syl2anc φvolCKifDKSDKS=ifCK<ifDKSDKSifDKSDKSCK0
215 21 14 ltnled φS<DK¬DKS
216 24 215 mpbid φ¬DKS
217 216 iffalsed φifDKSDKS=S
218 217 breq2d φCK<ifDKSDKSCK<S
219 218 ifbid φifCK<ifDKSDKSifDKSDKSCK0=ifCK<SifDKSDKSCK0
220 217 oveq1d φifDKSDKSCK=SCK
221 220 adantr φCK<SifDKSDKSCK=SCK
222 217 204 eqeltrrd φS*
223 222 adantr φ¬CK<SS*
224 22 adantr φ¬CK<SCK*
225 simpr φ¬CK<S¬CK<S
226 21 adantr φ¬CK<SS
227 17 adantr φ¬CK<SCK
228 226 227 lenltd φ¬CK<SSCK¬CK<S
229 225 228 mpbird φ¬CK<SSCK
230 icogelb CK*DK*SCKDKCKS
231 22 18 11 230 syl3anc φCKS
232 231 adantr φ¬CK<SCKS
233 223 224 229 232 xrletrid φ¬CK<SS=CK
234 233 oveq1d φ¬CK<SSCK=CKCK
235 227 recnd φ¬CK<SCK
236 235 subidd φ¬CK<SCKCK=0
237 234 236 eqtr2d φ¬CK<S0=SCK
238 221 237 ifeqda φifCK<SifDKSDKSCK0=SCK
239 214 219 238 3eqtrd φvolCKifDKSDKS=SCK
240 239 oveq2d φsum^jKvolCjifDjSDjS+volCKifDKSDKS=sum^jKvolCjifDjSDjS+S-CK
241 121 recnd φsum^jKvolCjifDjSDjS
242 17 recnd φCK
243 39 242 subcld φSCK
244 241 243 addcomd φsum^jKvolCjifDjSDjS+S-CK=S-CK+sum^jKvolCjifDjSDjS
245 212 240 244 3eqtrd φsum^jKvolCjifDjSDjS+𝑒volCKifDKSDKS=S-CK+sum^jKvolCjifDjSDjS
246 194 208 245 3eqtrd φsum^jvolCjifDjSDjS=S-CK+sum^jKvolCjifDjSDjS
247 246 oveq2d φM-S+sum^jvolCjifDjSDjS=MS+SCK+sum^jKvolCjifDjSDjS
248 43 recnd φMS
249 248 243 241 addassd φMS+SCK+sum^jKvolCjifDjSDjS=MS+SCK+sum^jKvolCjifDjSDjS
250 249 eqcomd φMS+SCK+sum^jKvolCjifDjSDjS=MS+SCK+sum^jKvolCjifDjSDjS
251 38 39 242 npncand φMS+S-CK=MCK
252 251 oveq1d φMS+SCK+sum^jKvolCjifDjSDjS=M-CK+sum^jKvolCjifDjSDjS
253 247 250 252 3eqtrd φM-S+sum^jvolCjifDjSDjS=M-CK+sum^jKvolCjifDjSDjS
254 192 mpteq1d φjvolCjifDjMDjM=jKKvolCjifDjMDjM
255 254 fveq2d φsum^jvolCjifDjMDjM=sum^jKKvolCjifDjMDjM
256 197 breq1d j=KDjMDKM
257 256 197 ifbieq1d j=KifDjMDjM=ifDKMDKM
258 196 257 oveq12d j=KCjifDjMDjM=CKifDKMDKM
259 258 fveq2d j=KvolCjifDjMDjM=volCKifDKMDKM
260 14 16 ifcld φifDKMDKM
261 260 rexrd φifDKMDKM*
262 icombl CKifDKMDKM*CKifDKMDKMdomvol
263 17 261 262 syl2anc φCKifDKMDKMdomvol
264 202 263 ffvelcdmd φvolCKifDKMDKM0+∞
265 64 124 10 195 132 259 264 sge0splitsn φsum^jKKvolCjifDjMDjM=sum^jKvolCjifDjMDjM+𝑒volCKifDKMDKM
266 volicore CKifDKMDKMvolCKifDKMDKM
267 17 260 266 syl2anc φvolCKifDKMDKM
268 rexadd sum^jKvolCjifDjMDjMvolCKifDKMDKMsum^jKvolCjifDjMDjM+𝑒volCKifDKMDKM=sum^jKvolCjifDjMDjM+volCKifDKMDKM
269 139 267 268 syl2anc φsum^jKvolCjifDjMDjM+𝑒volCKifDKMDKM=sum^jKvolCjifDjMDjM+volCKifDKMDKM
270 volico CKifDKMDKMvolCKifDKMDKM=ifCK<ifDKMDKMifDKMDKMCK0
271 17 260 270 syl2anc φvolCKifDKMDKM=ifCK<ifDKMDKMifDKMDKMCK0
272 24 157 jca φS<DKS<M
273 ltmin SDKMS<ifDKMDKMS<DKS<M
274 21 14 16 273 syl3anc φS<ifDKMDKMS<DKS<M
275 272 274 mpbird φS<ifDKMDKM
276 17 21 260 231 275 lelttrd φCK<ifDKMDKM
277 276 iftrued φifCK<ifDKMDKMifDKMDKMCK0=ifDKMDKMCK
278 iftrue DKMifDKMDKM=DK
279 278 adantl φDKMifDKMDKM=DK
280 18 adantr φDKMDK*
281 16 rexrd φM*
282 281 adantr φDKMM*
283 simpr φDKMDKM
284 min1 DKBifDKBDKBDK
285 14 2 284 syl2anc φifDKBDKBDK
286 13 285 eqbrtrd φMDK
287 286 adantr φDKMMDK
288 280 282 283 287 xrletrid φDKMDK=M
289 279 288 eqtrd φDKMifDKMDKM=M
290 simpr φ¬DKM¬DKM
291 290 iffalsed φ¬DKMifDKMDKM=M
292 289 291 pm2.61dan φifDKMDKM=M
293 292 oveq1d φifDKMDKMCK=MCK
294 271 277 293 3eqtrd φvolCKifDKMDKM=MCK
295 294 oveq2d φsum^jKvolCjifDjMDjM+volCKifDKMDKM=sum^jKvolCjifDjMDjM+M-CK
296 139 recnd φsum^jKvolCjifDjMDjM
297 38 242 subcld φMCK
298 296 297 addcomd φsum^jKvolCjifDjMDjM+M-CK=M-CK+sum^jKvolCjifDjMDjM
299 269 295 298 3eqtrd φsum^jKvolCjifDjMDjM+𝑒volCKifDKMDKM=M-CK+sum^jKvolCjifDjMDjM
300 255 265 299 3eqtrd φsum^jvolCjifDjMDjM=M-CK+sum^jKvolCjifDjMDjM
301 253 300 breq12d φM-S+sum^jvolCjifDjSDjSsum^jvolCjifDjMDjMM-CK+sum^jKvolCjifDjSDjSM-CK+sum^jKvolCjifDjMDjM
302 189 301 mpbird φM-S+sum^jvolCjifDjSDjSsum^jvolCjifDjMDjM
303 45 84 105 119 302 letrd φMS+S-Asum^jvolCjifDjMDjM
304 42 303 eqbrtrd φMAsum^jvolCjifDjMDjM
305 37 304 jca φMABMAsum^jvolCjifDjMDjM
306 oveq1 z=MzA=MA
307 breq2 z=MDjzDjM
308 id z=Mz=M
309 307 308 ifbieq2d z=MifDjzDjz=ifDjMDjM
310 309 oveq2d z=MCjifDjzDjz=CjifDjMDjM
311 310 fveq2d z=MvolCjifDjzDjz=volCjifDjMDjM
312 311 mpteq2dv z=MjvolCjifDjzDjz=jvolCjifDjMDjM
313 312 fveq2d z=Msum^jvolCjifDjzDjz=sum^jvolCjifDjMDjM
314 306 313 breq12d z=MzAsum^jvolCjifDjzDjzMAsum^jvolCjifDjMDjM
315 314 elrab MzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjzMABMAsum^jvolCjifDjMDjM
316 305 315 sylibr φMzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
317 316 6 eleqtrrdi φMU
318 272 simprd φS<M
319 breq2 u=MS<uS<M
320 319 rspcev MUS<MuUS<u
321 317 318 320 syl2anc φuUS<u