Metamath Proof Explorer


Theorem itg2itg1

Description: The integral of a nonnegative simple function using S.2 is the same as its value under S.1 . (Contributed by Mario Carneiro, 28-Jun-2014)

Ref Expression
Assertion itg2itg1 ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → ∫ 2 ⁡ F = ∫ 1 ⁡ F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 i1ff ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 → F : ℝ ⟶ ℝ
2 xrge0f ⊢ F : ℝ ⟶ ℝ ∧ 0 𝑝 ≤ f F → F : ℝ ⟶ 0 +∞
3 1 2 sylan ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → F : ℝ ⟶ 0 +∞
4 itg2cl ⊢ F : ℝ ⟶ 0 +∞ → ∫ 2 ⁡ F ∈ ℝ *
5 3 4 syl ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → ∫ 2 ⁡ F ∈ ℝ *
6 itg1cl ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ F ∈ ℝ
7 6 adantr ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → ∫ 1 ⁡ F ∈ ℝ
8 7 rexrd ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → ∫ 1 ⁡ F ∈ ℝ *
9 itg1le ⊢ g ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ g ≤ f F → ∫ 1 ⁡ g ≤ ∫ 1 ⁡ F
10 9 3expia ⊢ g ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 → g ≤ f F → ∫ 1 ⁡ g ≤ ∫ 1 ⁡ F
11 10 ancoms ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ g ∈ dom ⁡ ∫ 1 → g ≤ f F → ∫ 1 ⁡ g ≤ ∫ 1 ⁡ F
12 11 ralrimiva ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∀ g ∈ dom ⁡ ∫ 1 g ≤ f F → ∫ 1 ⁡ g ≤ ∫ 1 ⁡ F
13 12 adantr ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → ∀ g ∈ dom ⁡ ∫ 1 g ≤ f F → ∫ 1 ⁡ g ≤ ∫ 1 ⁡ F
14 itg2leub ⊢ F : ℝ ⟶ 0 +∞ ∧ ∫ 1 ⁡ F ∈ ℝ * → ∫ 2 ⁡ F ≤ ∫ 1 ⁡ F ↔ ∀ g ∈ dom ⁡ ∫ 1 g ≤ f F → ∫ 1 ⁡ g ≤ ∫ 1 ⁡ F
15 3 8 14 syl2anc ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → ∫ 2 ⁡ F ≤ ∫ 1 ⁡ F ↔ ∀ g ∈ dom ⁡ ∫ 1 g ≤ f F → ∫ 1 ⁡ g ≤ ∫ 1 ⁡ F
16 13 15 mpbird ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → ∫ 2 ⁡ F ≤ ∫ 1 ⁡ F
17 simpl ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → F ∈ dom ⁡ ∫ 1
18 reex ⊢ ℝ ∈ V
19 18 a1i ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ℝ ∈ V
20 leid ⊢ x ∈ ℝ → x ≤ x
21 20 adantl ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ x ∈ ℝ → x ≤ x
22 19 1 21 caofref ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 → F ≤ f F
23 22 adantr ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → F ≤ f F
24 itg2ub ⊢ F : ℝ ⟶ 0 +∞ ∧ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ F ≤ f F → ∫ 1 ⁡ F ≤ ∫ 2 ⁡ F
25 3 17 23 24 syl3anc ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → ∫ 1 ⁡ F ≤ ∫ 2 ⁡ F
26 5 8 16 25 xrletrid ⊢ F ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ 0 𝑝 ≤ f F → ∫ 2 ⁡ F = ∫ 1 ⁡ F