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Theorem hspmbllem1

Description: Any half-space of the n-dimensional Real numbers is Lebesgue measurable. This is Step (a) of Lemma 115F of Fremlin1 p. 31. (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020)

Ref Expression
Hypotheses hspmbllem1.x ⊢ φ → X ∈ Fin
hspmbllem1.k ⊢ φ → K ∈ X
hspmbllem1.y ⊢ φ → Y ∈ ℝ
hspmbllem1.a ⊢ φ → A : X ⟶ ℝ
hspmbllem1.b ⊢ φ → B : X ⟶ ℝ
hspmbllem1.l ⊢ L = x ∈ Fin ⟼ a ∈ ℝ x , b ∈ ℝ x ⟼ if x = ∅ 0 ∏ k ∈ x vol ⁡ a ⁡ k b ⁡ k
hspmbllem1.t ⊢ T = y ∈ ℝ ⟼ c ∈ ℝ X ⟼ h ∈ X ⟼ if h ∈ X ∖ K c ⁡ h if c ⁡ h ≤ y c ⁡ h y
hspmbllem1.s ⊢ S = x ∈ ℝ ⟼ c ∈ ℝ X ⟼ h ∈ X ⟼ if h = K if x ≤ c ⁡ h c ⁡ h x c ⁡ h
Assertion hspmbllem1 ⊢ φ → A L ⁡ X B = A L ⁡ X T ⁡ Y ⁡ B + 𝑒 S ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hspmbllem1.x ⊢ φ → X ∈ Fin
2 hspmbllem1.k ⊢ φ → K ∈ X
3 hspmbllem1.y ⊢ φ → Y ∈ ℝ
4 hspmbllem1.a ⊢ φ → A : X ⟶ ℝ
5 hspmbllem1.b ⊢ φ → B : X ⟶ ℝ
6 hspmbllem1.l ⊢ L = x ∈ Fin ⟼ a ∈ ℝ x , b ∈ ℝ x ⟼ if x = ∅ 0 ∏ k ∈ x vol ⁡ a ⁡ k b ⁡ k
7 hspmbllem1.t ⊢ T = y ∈ ℝ ⟼ c ∈ ℝ X ⟼ h ∈ X ⟼ if h ∈ X ∖ K c ⁡ h if c ⁡ h ≤ y c ⁡ h y
8 hspmbllem1.s ⊢ S = x ∈ ℝ ⟼ c ∈ ℝ X ⟼ h ∈ X ⟼ if h = K if x ≤ c ⁡ h c ⁡ h x c ⁡ h
9 rge0ssre ⊢ 0 +∞ ⊆ ℝ
10 7 3 1 5 hsphoif ⊢ φ → T ⁡ Y ⁡ B : X ⟶ ℝ
11 6 1 4 10 hoidmvcl ⊢ φ → A L ⁡ X T ⁡ Y ⁡ B ∈ 0 +∞
12 9 11 sselid ⊢ φ → A L ⁡ X T ⁡ Y ⁡ B ∈ ℝ
13 8 3 1 4 hoidifhspf ⊢ φ → S ⁡ Y ⁡ A : X ⟶ ℝ
14 6 1 13 5 hoidmvcl ⊢ φ → S ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B ∈ 0 +∞
15 9 14 sselid ⊢ φ → S ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B ∈ ℝ
16 12 15 rexaddd ⊢ φ → A L ⁡ X T ⁡ Y ⁡ B + 𝑒 S ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B = A L ⁡ X T ⁡ Y ⁡ B + S ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B
17 2 ne0d ⊢ φ → X ≠ ∅
18 6 1 17 4 10 hoidmvn0val ⊢ φ → A L ⁡ X T ⁡ Y ⁡ B = ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k
19 6 1 17 13 5 hoidmvn0val ⊢ φ → S ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B = ∏ k ∈ X vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
20 18 19 oveq12d ⊢ φ → A L ⁡ X T ⁡ Y ⁡ B + S ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B = ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k + ∏ k ∈ X vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
21 uncom ⊢ X ∖ K ∪ K = K ∪ X ∖ K
22 21 a1i ⊢ φ → X ∖ K ∪ K = K ∪ X ∖ K
23 2 snssd ⊢ φ → K ⊆ X
24 undif ⊢ K ⊆ X ↔ K ∪ X ∖ K = X
25 23 24 sylib ⊢ φ → K ∪ X ∖ K = X
26 22 25 eqtrd ⊢ φ → X ∖ K ∪ K = X
27 26 eqcomd ⊢ φ → X = X ∖ K ∪ K
28 27 prodeq1d ⊢ φ → ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K ∪ K vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k
29 nfv ⊢ Ⅎ k φ
30 nfcv ⊢ Ⅎ _ k vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K
31 difssd ⊢ φ → X ∖ K ⊆ X
32 1 31 ssfid ⊢ φ → X ∖ K ∈ Fin
33 neldifsnd ⊢ φ → ¬ K ∈ X ∖ K
34 4 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → A : X ⟶ ℝ
35 31 sselda ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → k ∈ X
36 34 35 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → A ⁡ k ∈ ℝ
37 3 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → Y ∈ ℝ
38 1 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → X ∈ Fin
39 5 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → B : X ⟶ ℝ
40 7 37 38 39 hsphoif ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → T ⁡ Y ⁡ B : X ⟶ ℝ
41 40 35 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k ∈ ℝ
42 volicore ⊢ A ⁡ k ∈ ℝ ∧ T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k ∈ ℝ → vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k ∈ ℝ
43 36 41 42 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k ∈ ℝ
44 43 recnd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k ∈ ℂ
45 fveq2 ⊢ k = K → A ⁡ k = A ⁡ K
46 fveq2 ⊢ k = K → T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K
47 45 46 oveq12d ⊢ k = K → A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K
48 47 fveq2d ⊢ k = K → vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K
49 4 2 ffvelcdmd ⊢ φ → A ⁡ K ∈ ℝ
50 10 2 ffvelcdmd ⊢ φ → T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K ∈ ℝ
51 volicore ⊢ A ⁡ K ∈ ℝ ∧ T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K ∈ ℝ → vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K ∈ ℝ
52 49 50 51 syl2anc ⊢ φ → vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K ∈ ℝ
53 52 recnd ⊢ φ → vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K ∈ ℂ
54 29 30 32 2 33 44 48 53 fprodsplitsn ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K ∪ K vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K
55 7 37 38 39 35 hsphoival ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = if k ∈ X ∖ K B ⁡ k if B ⁡ k ≤ Y B ⁡ k Y
56 iftrue ⊢ k ∈ X ∖ K → if k ∈ X ∖ K B ⁡ k if B ⁡ k ≤ Y B ⁡ k Y = B ⁡ k
57 56 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → if k ∈ X ∖ K B ⁡ k if B ⁡ k ≤ Y B ⁡ k Y = B ⁡ k
58 55 57 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = B ⁡ k
59 58 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = A ⁡ k B ⁡ k
60 59 fveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
61 60 prodeq2dv ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
62 61 oveq1d ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K
63 28 54 62 3eqtrd ⊢ φ → ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K
64 27 prodeq1d ⊢ φ → ∏ k ∈ X vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K ∪ K vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
65 nfcv ⊢ Ⅎ _ k vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
66 13 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → S ⁡ Y ⁡ A : X ⟶ ℝ
67 66 35 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k ∈ ℝ
68 58 41 eqeltrrd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → B ⁡ k ∈ ℝ
69 volicore ⊢ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k ∈ ℝ ∧ B ⁡ k ∈ ℝ → vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ ℝ
70 67 68 69 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ ℝ
71 70 recnd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ ℂ
72 fveq2 ⊢ k = K → S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k = S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K
73 fveq2 ⊢ k = K → B ⁡ k = B ⁡ K
74 72 73 oveq12d ⊢ k = K → S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
75 74 fveq2d ⊢ k = K → vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
76 13 2 ffvelcdmd ⊢ φ → S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K ∈ ℝ
77 5 2 ffvelcdmd ⊢ φ → B ⁡ K ∈ ℝ
78 volicore ⊢ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K ∈ ℝ ∧ B ⁡ K ∈ ℝ → vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K ∈ ℝ
79 76 77 78 syl2anc ⊢ φ → vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K ∈ ℝ
80 79 recnd ⊢ φ → vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K ∈ ℂ
81 29 65 32 2 33 71 75 80 fprodsplitsn ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K ∪ K vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
82 8 37 38 34 35 hoidifhspval3 ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k = if k = K if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y A ⁡ k
83 eldifsni ⊢ k ∈ X ∖ K → k ≠ K
84 neneq ⊢ k ≠ K → ¬ k = K
85 83 84 syl ⊢ k ∈ X ∖ K → ¬ k = K
86 85 iffalsed ⊢ k ∈ X ∖ K → if k = K if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y A ⁡ k = A ⁡ k
87 86 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → if k = K if Y ≤ A ⁡ k A ⁡ k Y A ⁡ k = A ⁡ k
88 82 87 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k = A ⁡ k
89 88 fvoveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
90 89 prodeq2dv ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
91 90 oveq1d ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
92 64 81 91 3eqtrd ⊢ φ → ∏ k ∈ X vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
93 63 92 oveq12d ⊢ φ → ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k T ⁡ Y ⁡ B ⁡ k + ∏ k ∈ X vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K + ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
94 27 prodeq1d ⊢ φ → ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K ∪ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
95 nfcv ⊢ Ⅎ _ k vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
96 60 44 eqeltrrd ⊢ φ ∧ k ∈ X ∖ K → vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ ℂ
97 45 73 oveq12d ⊢ k = K → A ⁡ k B ⁡ k = A ⁡ K B ⁡ K
98 97 fveq2d ⊢ k = K → vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
99 volicore ⊢ A ⁡ K ∈ ℝ ∧ B ⁡ K ∈ ℝ → vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K ∈ ℝ
100 49 77 99 syl2anc ⊢ φ → vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K ∈ ℝ
101 100 recnd ⊢ φ → vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K ∈ ℂ
102 29 95 32 2 33 96 98 101 fprodsplitsn ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K ∪ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
103 94 102 eqtrd ⊢ φ → ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
104 7 3 1 5 2 hsphoival ⊢ φ → T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K = if K ∈ X ∖ K B ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y
105 33 iffalsed ⊢ φ → if K ∈ X ∖ K B ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y = if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y
106 104 105 eqtrd ⊢ φ → T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K = if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y
107 106 oveq2d ⊢ φ → A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K = A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y
108 107 fveq2d ⊢ φ → vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y
109 8 3 1 4 2 hoidifhspval3 ⊢ φ → S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K = if K = K if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y A ⁡ K
110 eqid ⊢ K = K
111 110 iftruei ⊢ if K = K if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y A ⁡ K = if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y
112 111 a1i ⊢ φ → if K = K if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y A ⁡ K = if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y
113 109 112 eqtrd ⊢ φ → S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K = if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y
114 113 fvoveq1d ⊢ φ → vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K
115 108 114 oveq12d ⊢ φ → vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K + vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K
116 iftrue ⊢ B ⁡ K ≤ Y → if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y = B ⁡ K
117 116 oveq2d ⊢ B ⁡ K ≤ Y → A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y = A ⁡ K B ⁡ K
118 117 fveq2d ⊢ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
119 118 oveq1d ⊢ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K
120 119 adantl ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K
121 iftrue ⊢ Y ≤ A ⁡ K → if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y = A ⁡ K
122 121 oveq1d ⊢ Y ≤ A ⁡ K → if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = A ⁡ K B ⁡ K
123 122 adantl ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = A ⁡ K B ⁡ K
124 77 ad2antrr ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → B ⁡ K ∈ ℝ
125 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → Y ∈ ℝ
126 49 ad2antrr ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K ∈ ℝ
127 simplr ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → B ⁡ K ≤ Y
128 simpr ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → Y ≤ A ⁡ K
129 124 125 126 127 128 letrd ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → B ⁡ K ≤ A ⁡ K
130 126 rexrd ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K ∈ ℝ *
131 124 rexrd ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → B ⁡ K ∈ ℝ *
132 ico0 ⊢ A ⁡ K ∈ ℝ * ∧ B ⁡ K ∈ ℝ * → A ⁡ K B ⁡ K = ∅ ↔ B ⁡ K ≤ A ⁡ K
133 130 131 132 syl2anc ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K B ⁡ K = ∅ ↔ B ⁡ K ≤ A ⁡ K
134 129 133 mpbird ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K B ⁡ K = ∅
135 123 134 eqtrd ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ Y ≤ A ⁡ K → if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = ∅
136 iffalse ⊢ ¬ Y ≤ A ⁡ K → if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y = Y
137 136 oveq1d ⊢ ¬ Y ≤ A ⁡ K → if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = Y B ⁡ K
138 137 adantl ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = Y B ⁡ K
139 simpr ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → B ⁡ K ≤ Y
140 3 rexrd ⊢ φ → Y ∈ ℝ *
141 140 adantr ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → Y ∈ ℝ *
142 77 rexrd ⊢ φ → B ⁡ K ∈ ℝ *
143 142 adantr ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → B ⁡ K ∈ ℝ *
144 ico0 ⊢ Y ∈ ℝ * ∧ B ⁡ K ∈ ℝ * → Y B ⁡ K = ∅ ↔ B ⁡ K ≤ Y
145 141 143 144 syl2anc ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → Y B ⁡ K = ∅ ↔ B ⁡ K ≤ Y
146 139 145 mpbird ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → Y B ⁡ K = ∅
147 146 adantr ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → Y B ⁡ K = ∅
148 138 147 eqtrd ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = ∅
149 135 148 pm2.61dan ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = ∅
150 149 fveq2d ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ ∅
151 vol0 ⊢ vol ⁡ ∅ = 0
152 151 a1i ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ ∅ = 0
153 150 152 eqtrd ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = 0
154 153 oveq2d ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K + 0
155 101 addridd ⊢ φ → vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K + 0 = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
156 155 adantr ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K + 0 = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
157 120 154 156 3eqtrd ⊢ φ ∧ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
158 iffalse ⊢ ¬ B ⁡ K ≤ Y → if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y = Y
159 158 oveq2d ⊢ ¬ B ⁡ K ≤ Y → A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y = A ⁡ K Y
160 159 fveq2d ⊢ ¬ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y = vol ⁡ A ⁡ K Y
161 160 adantl ⊢ φ ∧ ¬ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y = vol ⁡ A ⁡ K Y
162 161 oveq1d ⊢ φ ∧ ¬ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K
163 simpl ⊢ φ ∧ ¬ B ⁡ K ≤ Y → φ
164 simpr ⊢ φ ∧ ¬ B ⁡ K ≤ Y → ¬ B ⁡ K ≤ Y
165 163 3 syl ⊢ φ ∧ ¬ B ⁡ K ≤ Y → Y ∈ ℝ
166 163 77 syl ⊢ φ ∧ ¬ B ⁡ K ≤ Y → B ⁡ K ∈ ℝ
167 165 166 ltnled ⊢ φ ∧ ¬ B ⁡ K ≤ Y → Y < B ⁡ K ↔ ¬ B ⁡ K ≤ Y
168 164 167 mpbird ⊢ φ ∧ ¬ B ⁡ K ≤ Y → Y < B ⁡ K
169 121 fvoveq1d ⊢ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
170 169 oveq2d ⊢ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
171 170 adantl ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
172 simpr ⊢ φ ∧ Y ≤ A ⁡ K → Y ≤ A ⁡ K
173 49 rexrd ⊢ φ → A ⁡ K ∈ ℝ *
174 173 adantr ⊢ φ ∧ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K ∈ ℝ *
175 140 adantr ⊢ φ ∧ Y ≤ A ⁡ K → Y ∈ ℝ *
176 ico0 ⊢ A ⁡ K ∈ ℝ * ∧ Y ∈ ℝ * → A ⁡ K Y = ∅ ↔ Y ≤ A ⁡ K
177 174 175 176 syl2anc ⊢ φ ∧ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K Y = ∅ ↔ Y ≤ A ⁡ K
178 172 177 mpbird ⊢ φ ∧ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K Y = ∅
179 178 fveq2d ⊢ φ ∧ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y = vol ⁡ ∅
180 151 a1i ⊢ φ ∧ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ ∅ = 0
181 179 180 eqtrd ⊢ φ ∧ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y = 0
182 181 oveq1d ⊢ φ ∧ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = 0 + vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
183 182 adantlr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = 0 + vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
184 101 addlidd ⊢ φ → 0 + vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
185 184 ad2antrr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ Y ≤ A ⁡ K → 0 + vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
186 171 183 185 3eqtrd ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
187 136 fvoveq1d ⊢ ¬ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ Y B ⁡ K
188 187 oveq2d ⊢ ¬ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ Y B ⁡ K
189 188 adantl ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ Y B ⁡ K
190 simpl ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → φ ∧ Y < B ⁡ K
191 simpr ⊢ φ ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → ¬ Y ≤ A ⁡ K
192 49 adantr ⊢ φ ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K ∈ ℝ
193 3 adantr ⊢ φ ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → Y ∈ ℝ
194 192 193 ltnled ⊢ φ ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K < Y ↔ ¬ Y ≤ A ⁡ K
195 191 194 mpbird ⊢ φ ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K < Y
196 195 adantlr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → A ⁡ K < Y
197 49 adantr ⊢ φ ∧ A ⁡ K < Y → A ⁡ K ∈ ℝ
198 3 adantr ⊢ φ ∧ A ⁡ K < Y → Y ∈ ℝ
199 volico ⊢ A ⁡ K ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → vol ⁡ A ⁡ K Y = if A ⁡ K < Y Y − A ⁡ K 0
200 197 198 199 syl2anc ⊢ φ ∧ A ⁡ K < Y → vol ⁡ A ⁡ K Y = if A ⁡ K < Y Y − A ⁡ K 0
201 iftrue ⊢ A ⁡ K < Y → if A ⁡ K < Y Y − A ⁡ K 0 = Y − A ⁡ K
202 201 adantl ⊢ φ ∧ A ⁡ K < Y → if A ⁡ K < Y Y − A ⁡ K 0 = Y − A ⁡ K
203 200 202 eqtrd ⊢ φ ∧ A ⁡ K < Y → vol ⁡ A ⁡ K Y = Y − A ⁡ K
204 203 adantlr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → vol ⁡ A ⁡ K Y = Y − A ⁡ K
205 3 adantr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K → Y ∈ ℝ
206 77 adantr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K → B ⁡ K ∈ ℝ
207 volico ⊢ Y ∈ ℝ ∧ B ⁡ K ∈ ℝ → vol ⁡ Y B ⁡ K = if Y < B ⁡ K B ⁡ K − Y 0
208 205 206 207 syl2anc ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K → vol ⁡ Y B ⁡ K = if Y < B ⁡ K B ⁡ K − Y 0
209 iftrue ⊢ Y < B ⁡ K → if Y < B ⁡ K B ⁡ K − Y 0 = B ⁡ K − Y
210 209 adantl ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K → if Y < B ⁡ K B ⁡ K − Y 0 = B ⁡ K − Y
211 208 210 eqtrd ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K → vol ⁡ Y B ⁡ K = B ⁡ K − Y
212 211 adantr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → vol ⁡ Y B ⁡ K = B ⁡ K − Y
213 204 212 oveq12d ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ Y B ⁡ K = Y − A ⁡ K + B ⁡ K - Y
214 190 196 213 syl2anc ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ Y B ⁡ K = Y − A ⁡ K + B ⁡ K - Y
215 197 adantlr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → A ⁡ K ∈ ℝ
216 205 adantr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → Y ∈ ℝ
217 206 adantr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → B ⁡ K ∈ ℝ
218 simpr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → A ⁡ K < Y
219 simplr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → Y < B ⁡ K
220 215 216 217 218 219 lttrd ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → A ⁡ K < B ⁡ K
221 220 iftrued ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → if A ⁡ K < B ⁡ K B ⁡ K − A ⁡ K 0 = B ⁡ K − A ⁡ K
222 221 eqcomd ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → B ⁡ K − A ⁡ K = if A ⁡ K < B ⁡ K B ⁡ K − A ⁡ K 0
223 3 49 resubcld ⊢ φ → Y − A ⁡ K ∈ ℝ
224 223 recnd ⊢ φ → Y − A ⁡ K ∈ ℂ
225 77 3 resubcld ⊢ φ → B ⁡ K − Y ∈ ℝ
226 225 recnd ⊢ φ → B ⁡ K − Y ∈ ℂ
227 224 226 addcomd ⊢ φ → Y − A ⁡ K + B ⁡ K - Y = B ⁡ K − Y + Y - A ⁡ K
228 77 recnd ⊢ φ → B ⁡ K ∈ ℂ
229 3 recnd ⊢ φ → Y ∈ ℂ
230 49 recnd ⊢ φ → A ⁡ K ∈ ℂ
231 228 229 230 npncand ⊢ φ → B ⁡ K − Y + Y - A ⁡ K = B ⁡ K − A ⁡ K
232 227 231 eqtrd ⊢ φ → Y − A ⁡ K + B ⁡ K - Y = B ⁡ K − A ⁡ K
233 232 ad2antrr ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → Y − A ⁡ K + B ⁡ K - Y = B ⁡ K − A ⁡ K
234 volico ⊢ A ⁡ K ∈ ℝ ∧ B ⁡ K ∈ ℝ → vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = if A ⁡ K < B ⁡ K B ⁡ K − A ⁡ K 0
235 215 217 234 syl2anc ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = if A ⁡ K < B ⁡ K B ⁡ K − A ⁡ K 0
236 222 233 235 3eqtr4d ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ A ⁡ K < Y → Y − A ⁡ K + B ⁡ K - Y = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
237 190 196 236 syl2anc ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → Y − A ⁡ K + B ⁡ K - Y = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
238 189 214 237 3eqtrd ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K ∧ ¬ Y ≤ A ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
239 186 238 pm2.61dan ⊢ φ ∧ Y < B ⁡ K → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
240 163 168 239 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
241 162 240 eqtrd ⊢ φ ∧ ¬ B ⁡ K ≤ Y → vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
242 157 241 pm2.61dan ⊢ φ → vol ⁡ A ⁡ K if B ⁡ K ≤ Y B ⁡ K Y + vol ⁡ if Y ≤ A ⁡ K A ⁡ K Y B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
243 115 242 eqtr2d ⊢ φ → vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K + vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
244 243 oveq2d ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K + vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
245 32 96 fprodcl ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ∈ ℂ
246 245 53 80 adddid ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K + vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K + ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K
247 103 244 246 3eqtrrd ⊢ φ → ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ A ⁡ K T ⁡ Y ⁡ B ⁡ K + ∏ k ∈ X ∖ K vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k ⁢ vol ⁡ S ⁡ Y ⁡ A ⁡ K B ⁡ K = ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
248 20 93 247 3eqtrd ⊢ φ → A L ⁡ X T ⁡ Y ⁡ B + S ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B = ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
249 6 1 17 4 5 hoidmvn0val ⊢ φ → A L ⁡ X B = ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k
250 249 eqcomd ⊢ φ → ∏ k ∈ X vol ⁡ A ⁡ k B ⁡ k = A L ⁡ X B
251 16 248 250 3eqtrrd ⊢ φ → A L ⁡ X B = A L ⁡ X T ⁡ Y ⁡ B + 𝑒 S ⁡ Y ⁡ A L ⁡ X B