Metamath Proof Explorer


Theorem itg1sub

Description: The integral of a difference of two simple functions. (Contributed by Mario Carneiro, 6-Aug-2014)

Ref Expression
Assertion itg1sub ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ F − f G = ∫ 1 ⁡ F − ∫ 1 ⁡ G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → F ∈ dom ⁡ ∫ 1
2 simpr ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → G ∈ dom ⁡ ∫ 1
3 neg1rr ⊢ − 1 ∈ ℝ
4 3 a1i ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → − 1 ∈ ℝ
5 2 4 i1fmulc ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ℝ × − 1 × f G ∈ dom ⁡ ∫ 1
6 1 5 itg1add ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ F + f ℝ × − 1 × f G = ∫ 1 ⁡ F + ∫ 1 ⁡ ℝ × − 1 × f G
7 2 4 itg1mulc ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ ℝ × − 1 × f G = -1 ⁢ ∫ 1 ⁡ G
8 itg1cl ⊢ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ G ∈ ℝ
9 8 recnd ⊢ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ G ∈ ℂ
10 2 9 syl ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ G ∈ ℂ
11 10 mulm1d ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → -1 ⁢ ∫ 1 ⁡ G = − ∫ 1 ⁡ G
12 7 11 eqtrd ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ ℝ × − 1 × f G = − ∫ 1 ⁡ G
13 12 oveq2d ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ F + ∫ 1 ⁡ ℝ × − 1 × f G = ∫ 1 ⁡ F + − ∫ 1 ⁡ G
14 6 13 eqtrd ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ F + f ℝ × − 1 × f G = ∫ 1 ⁡ F + − ∫ 1 ⁡ G
15 reex ⊢ ℝ ∈ V
16 i1ff ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 → F : ℝ ⟶ ℝ
17 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
18 fss ⊢ F : ℝ ⟶ ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ → F : ℝ ⟶ ℂ
19 16 17 18 sylancl ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 → F : ℝ ⟶ ℂ
20 i1ff ⊢ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → G : ℝ ⟶ ℝ
21 fss ⊢ G : ℝ ⟶ ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ → G : ℝ ⟶ ℂ
22 20 17 21 sylancl ⊢ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → G : ℝ ⟶ ℂ
23 ofnegsub ⊢ ℝ ∈ V ∧ F : ℝ ⟶ ℂ ∧ G : ℝ ⟶ ℂ → F + f ℝ × − 1 × f G = F − f G
24 15 19 22 23 mp3an3an ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → F + f ℝ × − 1 × f G = F − f G
25 24 fveq2d ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ F + f ℝ × − 1 × f G = ∫ 1 ⁡ F − f G
26 itg1cl ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ F ∈ ℝ
27 26 recnd ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ F ∈ ℂ
28 negsub ⊢ ∫ 1 ⁡ F ∈ ℂ ∧ ∫ 1 ⁡ G ∈ ℂ → ∫ 1 ⁡ F + − ∫ 1 ⁡ G = ∫ 1 ⁡ F − ∫ 1 ⁡ G
29 27 9 28 syl2an ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ F + − ∫ 1 ⁡ G = ∫ 1 ⁡ F − ∫ 1 ⁡ G
30 14 25 29 3eqtr3d ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ F − f G = ∫ 1 ⁡ F − ∫ 1 ⁡ G