Metamath Proof Explorer


Theorem hoidmv1lelem3

Description: The dimensional volume of a 1-dimensional half-open interval is less than or equal the generalized sum of the dimensional volumes of countable half-open intervals that cover it. This is the nonempty, finite generalized sum, sub case in Lemma 114B of Fremlin1 p. 23. (Contributed by Glauco Siliprandi, 21-Nov-2020)

Ref Expression
Hypotheses hoidmv1lelem3.a φA
hoidmv1lelem3.b φB
hoidmv1lelem3.l φA<B
hoidmv1lelem3.c φC:
hoidmv1lelem3.d φD:
hoidmv1lelem3.x φABjCjDj
hoidmv1lelem3.r φsum^jvolCjDj
hoidmv1lelem3.u U=zAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
hoidmv1lelem3.s S=supU<
Assertion hoidmv1lelem3 φBAsum^jvolCjDj

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hoidmv1lelem3.a φA
2 hoidmv1lelem3.b φB
3 hoidmv1lelem3.l φA<B
4 hoidmv1lelem3.c φC:
5 hoidmv1lelem3.d φD:
6 hoidmv1lelem3.x φABjCjDj
7 hoidmv1lelem3.r φsum^jvolCjDj
8 hoidmv1lelem3.u U=zAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
9 hoidmv1lelem3.s S=supU<
10 2 1 resubcld φBA
11 nnex V
12 11 a1i φV
13 icossicc 0+∞0+∞
14 0xr 0*
15 14 a1i φj0*
16 pnfxr +∞*
17 16 a1i φj+∞*
18 4 ffvelcdmda φjCj
19 5 ffvelcdmda φjDj
20 2 adantr φjB
21 19 20 ifcld φjifDjBDjB
22 volicore CjifDjBDjBvolCjifDjBDjB
23 18 21 22 syl2anc φjvolCjifDjBDjB
24 23 rexrd φjvolCjifDjBDjB*
25 21 rexrd φjifDjBDjB*
26 icombl CjifDjBDjB*CjifDjBDjBdomvol
27 18 25 26 syl2anc φjCjifDjBDjBdomvol
28 volge0 CjifDjBDjBdomvol0volCjifDjBDjB
29 27 28 syl φj0volCjifDjBDjB
30 23 ltpnfd φjvolCjifDjBDjB<+∞
31 15 17 24 29 30 elicod φjvolCjifDjBDjB0+∞
32 13 31 sselid φjvolCjifDjBDjB0+∞
33 eqid jvolCjifDjBDjB=jvolCjifDjBDjB
34 32 33 fmptd φjvolCjifDjBDjB:0+∞
35 12 34 sge0xrcl φsum^jvolCjifDjBDjB*
36 16 a1i φ+∞*
37 7 rexrd φsum^jvolCjDj*
38 nfv jφ
39 volf vol:domvol0+∞
40 39 a1i φjvol:domvol0+∞
41 19 rexrd φjDj*
42 icombl CjDj*CjDjdomvol
43 18 41 42 syl2anc φjCjDjdomvol
44 40 43 ffvelcdmd φjvolCjDj0+∞
45 18 rexrd φjCj*
46 18 leidd φjCjCj
47 min1 DjBifDjBDjBDj
48 19 20 47 syl2anc φjifDjBDjBDj
49 icossico Cj*Dj*CjCjifDjBDjBDjCjifDjBDjBCjDj
50 45 41 46 48 49 syl22anc φjCjifDjBDjBCjDj
51 volss CjifDjBDjBdomvolCjDjdomvolCjifDjBDjBCjDjvolCjifDjBDjBvolCjDj
52 27 43 50 51 syl3anc φjvolCjifDjBDjBvolCjDj
53 38 12 32 44 52 sge0lempt φsum^jvolCjifDjBDjBsum^jvolCjDj
54 7 ltpnfd φsum^jvolCjDj<+∞
55 35 37 36 53 54 xrlelttrd φsum^jvolCjifDjBDjB<+∞
56 35 36 55 xrltned φsum^jvolCjifDjBDjB+∞
57 56 neneqd φ¬sum^jvolCjifDjBDjB=+∞
58 12 34 sge0repnf φsum^jvolCjifDjBDjB¬sum^jvolCjifDjBDjB=+∞
59 57 58 mpbird φsum^jvolCjifDjBDjB
60 2 rexrd φB*
61 1 2 iccssred φAB
62 ssrab2 zAB|zAsum^jvolCjifDjzDjzAB
63 8 62 eqsstri UAB
64 1 2 3 4 5 7 8 9 hoidmv1lelem1 φSUAUxyUyx
65 64 simp1d φSU
66 63 65 sselid φSAB
67 61 66 sseldd φS
68 67 rexrd φS*
69 simpl φ¬BSφ
70 simpr φ¬BS¬BS
71 69 67 syl φ¬BSS
72 69 2 syl φ¬BSB
73 71 72 ltnled φ¬BSS<B¬BS
74 70 73 mpbird φ¬BSS<B
75 6 adantr φS<BABjCjDj
76 1 rexrd φA*
77 76 adantr φS<BA*
78 60 adantr φS<BB*
79 68 adantr φS<BS*
80 63 61 sstrid φU
81 65 ne0d φU
82 64 simp3d φxyUyx
83 64 simp2d φAU
84 suprub UUxyUyxAUAsupU<
85 80 81 82 83 84 syl31anc φAsupU<
86 85 9 breqtrrdi φAS
87 86 adantr φS<BAS
88 simpr φS<BS<B
89 77 78 79 87 88 elicod φS<BSAB
90 75 89 sseldd φS<BSjCjDj
91 eliun SjCjDjjSCjDj
92 90 91 sylib φS<BjSCjDj
93 1 adantr φS<BA
94 93 3ad2ant1 φS<BjSCjDjA
95 2 adantr φS<BB
96 95 3ad2ant1 φS<BjSCjDjB
97 4 adantr φS<BC:
98 97 3ad2ant1 φS<BjSCjDjC:
99 5 adantr φS<BD:
100 99 3ad2ant1 φS<BjSCjDjD:
101 fveq2 i=jCi=Cj
102 fveq2 i=jDi=Dj
103 101 102 oveq12d i=jCiDi=CjDj
104 103 fveq2d i=jvolCiDi=volCjDj
105 104 cbvmptv ivolCiDi=jvolCjDj
106 105 fveq2i sum^ivolCiDi=sum^jvolCjDj
107 106 7 eqeltrid φsum^ivolCiDi
108 107 adantr φS<Bsum^ivolCiDi
109 108 3ad2ant1 φS<BjSCjDjsum^ivolCiDi
110 102 breq1d i=jDizDjz
111 110 102 ifbieq1d i=jifDizDiz=ifDjzDjz
112 101 111 oveq12d i=jCiifDizDiz=CjifDjzDjz
113 112 fveq2d i=jvolCiifDizDiz=volCjifDjzDjz
114 113 cbvmptv ivolCiifDizDiz=jvolCjifDjzDjz
115 114 eqcomi jvolCjifDjzDjz=ivolCiifDizDiz
116 115 fveq2i sum^jvolCjifDjzDjz=sum^ivolCiifDizDiz
117 116 breq2i zAsum^jvolCjifDjzDjzzAsum^ivolCiifDizDiz
118 117 rabbii zAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz=zAB|zAsum^ivolCiifDizDiz
119 8 118 eqtri U=zAB|zAsum^ivolCiifDizDiz
120 65 adantr φS<BSU
121 120 3ad2ant1 φS<BjSCjDjSU
122 87 3ad2ant1 φS<BjSCjDjAS
123 88 3ad2ant1 φS<BjSCjDjS<B
124 simp2 φS<BjSCjDjj
125 simp3 φS<BjSCjDjSCjDj
126 eqid ifDjBDjB=ifDjBDjB
127 94 96 98 100 109 119 121 122 123 124 125 126 hoidmv1lelem2 φS<BjSCjDjuUS<u
128 127 3exp φS<BjSCjDjuUS<u
129 128 rexlimdv φS<BjSCjDjuUS<u
130 92 129 mpd φS<BuUS<u
131 69 74 130 syl2anc φ¬BSuUS<u
132 61 adantr φuUAB
133 63 132 sstrid φuUU
134 81 adantr φuUU
135 1 2 jca φAB
136 135 adantr φuUAB
137 63 a1i φuUUAB
138 65 adantr φuUSU
139 iccsupr ABUABSUUUxyUyx
140 136 137 138 139 syl3anc φuUUUxyUyx
141 140 simp3d φuUxyUyx
142 simpr φuUuU
143 suprub UUxyUyxuUusupU<
144 133 134 141 142 143 syl31anc φuUusupU<
145 144 9 breqtrrdi φuUuS
146 145 ralrimiva φuUuS
147 63 sseli uUuAB
148 147 adantl φuUuAB
149 132 148 sseldd φuUu
150 67 adantr φuUS
151 149 150 lenltd φuUuS¬S<u
152 151 ralbidva φuUuSuU¬S<u
153 146 152 mpbid φuU¬S<u
154 ralnex uU¬S<u¬uUS<u
155 153 154 sylib φ¬uUS<u
156 155 adantr φ¬BS¬uUS<u
157 131 156 condan φBS
158 iccleub A*B*SABSB
159 76 60 66 158 syl3anc φSB
160 60 68 157 159 xrletrid φB=S
161 160 65 eqeltrd φBU
162 161 8 eleqtrdi φBzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
163 oveq1 z=BzA=BA
164 breq2 z=BDjzDjB
165 id z=Bz=B
166 164 165 ifbieq2d z=BifDjzDjz=ifDjBDjB
167 166 oveq2d z=BCjifDjzDjz=CjifDjBDjB
168 167 fveq2d z=BvolCjifDjzDjz=volCjifDjBDjB
169 168 mpteq2dv z=BjvolCjifDjzDjz=jvolCjifDjBDjB
170 169 fveq2d z=Bsum^jvolCjifDjzDjz=sum^jvolCjifDjBDjB
171 163 170 breq12d z=BzAsum^jvolCjifDjzDjzBAsum^jvolCjifDjBDjB
172 171 elrab BzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjzBABBAsum^jvolCjifDjBDjB
173 162 172 sylib φBABBAsum^jvolCjifDjBDjB
174 173 simprd φBAsum^jvolCjifDjBDjB
175 10 59 7 174 53 letrd φBAsum^jvolCjDj