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Theorem iblss

Description: A subset of an integrable function is integrable. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses iblss.1 ⊢ φ → A ⊆ B
iblss.2 ⊢ φ → A ∈ dom ⁡ vol
iblss.3 ⊢ φ ∧ x ∈ B → C ∈ V
iblss.4 ⊢ φ → x ∈ B ⟼ C ∈ 𝐿 1
Assertion iblss ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ 𝐿 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iblss.1 ⊢ φ → A ⊆ B
2 iblss.2 ⊢ φ → A ∈ dom ⁡ vol
3 iblss.3 ⊢ φ ∧ x ∈ B → C ∈ V
4 iblss.4 ⊢ φ → x ∈ B ⟼ C ∈ 𝐿 1
5 1 resmptd ⊢ φ → x ∈ B ⟼ C ↾ A = x ∈ A ⟼ C
6 iblmbf ⊢ x ∈ B ⟼ C ∈ 𝐿 1 → x ∈ B ⟼ C ∈ MblFn
7 4 6 syl ⊢ φ → x ∈ B ⟼ C ∈ MblFn
8 mbfres ⊢ x ∈ B ⟼ C ∈ MblFn ∧ A ∈ dom ⁡ vol → x ∈ B ⟼ C ↾ A ∈ MblFn
9 7 2 8 syl2anc ⊢ φ → x ∈ B ⟼ C ↾ A ∈ MblFn
10 5 9 eqeltrrd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ MblFn
11 ifan ⊢ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 = if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0
12 1 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ A → x ∈ B
13 12 ad4ant14 ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ A → x ∈ B
14 7 3 mbfmptcl ⊢ φ ∧ x ∈ B → C ∈ ℂ
15 14 ad4ant14 ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → C ∈ ℂ
16 ax-icn ⊢ i ∈ ℂ
17 ine0 ⊢ i ≠ 0
18 elfzelz ⊢ k ∈ 0 … 3 → k ∈ ℤ
19 18 ad3antlr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → k ∈ ℤ
20 expclz ⊢ i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0 ∧ k ∈ ℤ → i k ∈ ℂ
21 16 17 19 20 mp3an12i ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → i k ∈ ℂ
22 expne0i ⊢ i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0 ∧ k ∈ ℤ → i k ≠ 0
23 16 17 19 22 mp3an12i ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → i k ≠ 0
24 15 21 23 divcld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → C i k ∈ ℂ
25 24 recld ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → ℜ ⁡ C i k ∈ ℝ
26 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
27 ifcl ⊢ ℜ ⁡ C i k ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ → if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ
28 25 26 27 sylancl ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ
29 28 rexrd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ *
30 max1 ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ ℜ ⁡ C i k ∈ ℝ → 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
31 26 25 30 sylancr ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
32 elxrge0 ⊢ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ 0 +∞ ↔ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ * ∧ 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
33 29 31 32 sylanbrc ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ 0 +∞
34 13 33 syldan ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ A → if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ 0 +∞
35 0e0iccpnf ⊢ 0 ∈ 0 +∞
36 35 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ A → 0 ∈ 0 +∞
37 34 36 ifclda ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ → if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 ∈ 0 +∞
38 11 37 eqeltrid ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ → if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ 0 +∞
39 38 fmpttd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 : ℝ ⟶ 0 +∞
40 eqidd ⊢ φ → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 = x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
41 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ B → ℜ ⁡ C i k = ℜ ⁡ C i k
42 40 41 4 3 iblitg ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ
43 18 42 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ
44 ifan ⊢ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 = if x ∈ B if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0
45 35 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ B → 0 ∈ 0 +∞
46 33 45 ifclda ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ → if x ∈ B if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 ∈ 0 +∞
47 44 46 eqeltrid ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ → if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ 0 +∞
48 47 fmpttd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 : ℝ ⟶ 0 +∞
49 28 leidd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
50 breq1 ⊢ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 = if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 → if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ↔ if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
51 breq1 ⊢ 0 = if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 → 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ↔ if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
52 50 51 ifboth ⊢ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∧ 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 → if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
53 49 31 52 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 ≤ if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
54 iftrue ⊢ x ∈ B → if x ∈ B if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 = if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
55 54 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → if x ∈ B if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 = if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
56 53 55 breqtrrd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ B → if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 ≤ if x ∈ B if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0
57 0le0 ⊢ 0 ≤ 0
58 57 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ B → 0 ≤ 0
59 13 stoic1a ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ B → ¬ x ∈ A
60 59 iffalsed ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ B → if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 = 0
61 iffalse ⊢ ¬ x ∈ B → if x ∈ B if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 = 0
62 61 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ B → if x ∈ B if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 = 0
63 58 60 62 3brtr4d ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ B → if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 ≤ if x ∈ B if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0
64 56 63 pm2.61dan ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ → if x ∈ A if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0 ≤ if x ∈ B if 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 0
65 64 11 44 3brtr4g ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 ∧ x ∈ ℝ → if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
66 65 ralrimiva ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → ∀ x ∈ ℝ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
67 reex ⊢ ℝ ∈ V
68 67 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → ℝ ∈ V
69 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 = x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
70 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 = x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
71 68 38 47 69 70 ofrfval2 ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ f x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ↔ ∀ x ∈ ℝ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
72 66 71 mpbird ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ f x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
73 itg2le ⊢ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 : ℝ ⟶ 0 +∞ ∧ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 : ℝ ⟶ 0 +∞ ∧ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ f x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
74 39 48 72 73 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
75 itg2lecl ⊢ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 : ℝ ⟶ 0 +∞ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ≤ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ B ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ
76 39 43 74 75 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ 0 … 3 → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ
77 76 ralrimiva ⊢ φ → ∀ k ∈ 0 … 3 ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ
78 eqidd ⊢ φ → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 = x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0
79 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℜ ⁡ C i k = ℜ ⁡ C i k
80 12 14 syldan ⊢ φ ∧ x ∈ A → C ∈ ℂ
81 78 79 80 isibl2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ 𝐿 1 ↔ x ∈ A ⟼ C ∈ MblFn ∧ ∀ k ∈ 0 … 3 ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C i k ℜ ⁡ C i k 0 ∈ ℝ
82 10 77 81 mpbir2and ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ 𝐿 1