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Theorem itg2uba

Description: Approximate version of itg2ub . If F approximately dominates G , then S.1 G <_ S.2 F . (Contributed by Mario Carneiro, 11-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses itg2uba.1 ⊢ φ → F : ℝ ⟶ 0 +∞
itg2uba.2 ⊢ φ → G ∈ dom ⁡ ∫ 1
itg2uba.3 ⊢ φ → A ⊆ ℝ
itg2uba.4 ⊢ φ → vol * ⁡ A = 0
itg2uba.5 ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ ∖ A → G ⁡ x ≤ F ⁡ x
Assertion itg2uba ⊢ φ → ∫ 1 ⁡ G ≤ ∫ 2 ⁡ F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itg2uba.1 ⊢ φ → F : ℝ ⟶ 0 +∞
2 itg2uba.2 ⊢ φ → G ∈ dom ⁡ ∫ 1
3 itg2uba.3 ⊢ φ → A ⊆ ℝ
4 itg2uba.4 ⊢ φ → vol * ⁡ A = 0
5 itg2uba.5 ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ ∖ A → G ⁡ x ≤ F ⁡ x
6 itg1cl ⊢ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ G ∈ ℝ
7 2 6 syl ⊢ φ → ∫ 1 ⁡ G ∈ ℝ
8 7 rexrd ⊢ φ → ∫ 1 ⁡ G ∈ ℝ *
9 nulmbl ⊢ A ⊆ ℝ ∧ vol * ⁡ A = 0 → A ∈ dom ⁡ vol
10 3 4 9 syl2anc ⊢ φ → A ∈ dom ⁡ vol
11 cmmbl ⊢ A ∈ dom ⁡ vol → ℝ ∖ A ∈ dom ⁡ vol
12 10 11 syl ⊢ φ → ℝ ∖ A ∈ dom ⁡ vol
13 ifnot ⊢ if ¬ x ∈ A G ⁡ x 0 = if x ∈ A 0 G ⁡ x
14 eldif ⊢ x ∈ ℝ ∖ A ↔ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ A
15 14 baibr ⊢ x ∈ ℝ → ¬ x ∈ A ↔ x ∈ ℝ ∖ A
16 15 ifbid ⊢ x ∈ ℝ → if ¬ x ∈ A G ⁡ x 0 = if x ∈ ℝ ∖ A G ⁡ x 0
17 13 16 eqtr3id ⊢ x ∈ ℝ → if x ∈ A 0 G ⁡ x = if x ∈ ℝ ∖ A G ⁡ x 0
18 17 mpteq2ia ⊢ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x = x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ ℝ ∖ A G ⁡ x 0
19 18 i1fres ⊢ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ ℝ ∖ A ∈ dom ⁡ vol → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ∈ dom ⁡ ∫ 1
20 2 12 19 syl2anc ⊢ φ → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ∈ dom ⁡ ∫ 1
21 itg1cl ⊢ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ∈ dom ⁡ ∫ 1 → ∫ 1 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ∈ ℝ
22 20 21 syl ⊢ φ → ∫ 1 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ∈ ℝ
23 22 rexrd ⊢ φ → ∫ 1 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ∈ ℝ *
24 itg2cl ⊢ F : ℝ ⟶ 0 +∞ → ∫ 2 ⁡ F ∈ ℝ *
25 1 24 syl ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ F ∈ ℝ *
26 i1ff ⊢ G ∈ dom ⁡ ∫ 1 → G : ℝ ⟶ ℝ
27 2 26 syl ⊢ φ → G : ℝ ⟶ ℝ
28 eldifi ⊢ y ∈ ℝ ∖ A → y ∈ ℝ
29 ffvelcdm ⊢ G : ℝ ⟶ ℝ ∧ y ∈ ℝ → G ⁡ y ∈ ℝ
30 27 28 29 syl2an ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∖ A → G ⁡ y ∈ ℝ
31 30 leidd ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∖ A → G ⁡ y ≤ G ⁡ y
32 eldif ⊢ y ∈ ℝ ∖ A ↔ y ∈ ℝ ∧ ¬ y ∈ A
33 eleq1w ⊢ x = y → x ∈ A ↔ y ∈ A
34 fveq2 ⊢ x = y → G ⁡ x = G ⁡ y
35 33 34 ifbieq2d ⊢ x = y → if x ∈ A 0 G ⁡ x = if y ∈ A 0 G ⁡ y
36 eqid ⊢ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x = x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x
37 c0ex ⊢ 0 ∈ V
38 fvex ⊢ G ⁡ y ∈ V
39 37 38 ifex ⊢ if y ∈ A 0 G ⁡ y ∈ V
40 35 36 39 fvmpt ⊢ y ∈ ℝ → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ⁡ y = if y ∈ A 0 G ⁡ y
41 iffalse ⊢ ¬ y ∈ A → if y ∈ A 0 G ⁡ y = G ⁡ y
42 40 41 sylan9eq ⊢ y ∈ ℝ ∧ ¬ y ∈ A → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ⁡ y = G ⁡ y
43 32 42 sylbi ⊢ y ∈ ℝ ∖ A → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ⁡ y = G ⁡ y
44 43 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∖ A → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ⁡ y = G ⁡ y
45 31 44 breqtrrd ⊢ φ ∧ y ∈ ℝ ∖ A → G ⁡ y ≤ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ⁡ y
46 2 3 4 20 45 itg1lea ⊢ φ → ∫ 1 ⁡ G ≤ ∫ 1 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x
47 iftrue ⊢ x ∈ A → if x ∈ A 0 G ⁡ x = 0
48 47 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ A → if x ∈ A 0 G ⁡ x = 0
49 1 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x ∈ 0 +∞
50 elxrge0 ⊢ F ⁡ x ∈ 0 +∞ ↔ F ⁡ x ∈ ℝ * ∧ 0 ≤ F ⁡ x
51 49 50 sylib ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x ∈ ℝ * ∧ 0 ≤ F ⁡ x
52 51 simprd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → 0 ≤ F ⁡ x
53 52 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ A → 0 ≤ F ⁡ x
54 48 53 eqbrtrd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ ∧ x ∈ A → if x ∈ A 0 G ⁡ x ≤ F ⁡ x
55 iffalse ⊢ ¬ x ∈ A → if x ∈ A 0 G ⁡ x = G ⁡ x
56 55 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ A → if x ∈ A 0 G ⁡ x = G ⁡ x
57 14 5 sylan2br ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ A → G ⁡ x ≤ F ⁡ x
58 57 anassrs ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ A → G ⁡ x ≤ F ⁡ x
59 56 58 eqbrtrd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ ∧ ¬ x ∈ A → if x ∈ A 0 G ⁡ x ≤ F ⁡ x
60 54 59 pm2.61dan ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → if x ∈ A 0 G ⁡ x ≤ F ⁡ x
61 60 ralrimiva ⊢ φ → ∀ x ∈ ℝ if x ∈ A 0 G ⁡ x ≤ F ⁡ x
62 reex ⊢ ℝ ∈ V
63 62 a1i ⊢ φ → ℝ ∈ V
64 fvex ⊢ G ⁡ x ∈ V
65 37 64 ifex ⊢ if x ∈ A 0 G ⁡ x ∈ V
66 65 a1i ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → if x ∈ A 0 G ⁡ x ∈ V
67 fvexd ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x ∈ V
68 eqidd ⊢ φ → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x = x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x
69 1 feqmptd ⊢ φ → F = x ∈ ℝ ⟼ F ⁡ x
70 63 66 67 68 69 ofrfval2 ⊢ φ → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ≤ f F ↔ ∀ x ∈ ℝ if x ∈ A 0 G ⁡ x ≤ F ⁡ x
71 61 70 mpbird ⊢ φ → x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ≤ f F
72 itg2ub ⊢ F : ℝ ⟶ 0 +∞ ∧ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ∈ dom ⁡ ∫ 1 ∧ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ≤ f F → ∫ 1 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ≤ ∫ 2 ⁡ F
73 1 20 71 72 syl3anc ⊢ φ → ∫ 1 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A 0 G ⁡ x ≤ ∫ 2 ⁡ F
74 8 23 25 46 73 xrletrd ⊢ φ → ∫ 1 ⁡ G ≤ ∫ 2 ⁡ F