Metamath Proof Explorer


Theorem itgabsnc

Description: Choice-free analogue of itgabs . (Contributed by Brendan Leahy, 19-Nov-2017) (Revised by Brendan Leahy, 19-Jun-2018)

Ref Expression
Hypotheses itgabsnc.1 ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ V
itgabsnc.2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝐿 1
itgabsnc.m1 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ MblFn
itgabsnc.m2 ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ MblFn
Assertion itgabsnc ⊢ φ → ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itgabsnc.1 ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ V
2 itgabsnc.2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝐿 1
3 itgabsnc.m1 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ MblFn
4 itgabsnc.m2 ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ MblFn
5 1 2 itgcl ⊢ φ → ∫ A B dx ∈ ℂ
6 5 cjcld ⊢ φ → ∫ A B dx ‾ ∈ ℂ
7 iblmbf ⊢ x ∈ A ⟼ B ∈ 𝐿 1 → x ∈ A ⟼ B ∈ MblFn
8 2 7 syl ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ MblFn
9 8 1 mbfmptcl ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℂ
10 9 ralrimiva ⊢ φ → ∀ x ∈ A B ∈ ℂ
11 nfv ⊢ Ⅎ y B ∈ ℂ
12 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ x ⦋ y / x⦌ B
13 12 nfel1 ⊢ Ⅎ x ⦋ y / x⦌ B ∈ ℂ
14 csbeq1a ⊢ x = y → B = ⦋ y / x⦌ B
15 14 eleq1d ⊢ x = y → B ∈ ℂ ↔ ⦋ y / x⦌ B ∈ ℂ
16 11 13 15 cbvralw ⊢ ∀ x ∈ A B ∈ ℂ ↔ ∀ y ∈ A ⦋ y / x⦌ B ∈ ℂ
17 10 16 sylib ⊢ φ → ∀ y ∈ A ⦋ y / x⦌ B ∈ ℂ
18 17 r19.21bi ⊢ φ ∧ y ∈ A → ⦋ y / x⦌ B ∈ ℂ
19 nfcv ⊢ Ⅎ _ y B
20 19 12 14 cbvmpt ⊢ x ∈ A ⟼ B = y ∈ A ⟼ ⦋ y / x⦌ B
21 20 2 eqeltrrid ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ⦋ y / x⦌ B ∈ 𝐿 1
22 6 18 21 4 iblmulc2nc ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ 𝐿 1
23 6 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ‾ ∈ ℂ
24 23 18 mulcld ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ ℂ
25 24 iblcn ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ 𝐿 1 ↔ y ∈ A ⟼ ℜ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ 𝐿 1 ∧ y ∈ A ⟼ ℑ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ 𝐿 1
26 22 25 mpbid ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ℜ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ 𝐿 1 ∧ y ∈ A ⟼ ℑ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ 𝐿 1
27 26 simpld ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ℜ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ 𝐿 1
28 23 18 absmuld ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B = ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B
29 28 mpteq2dva ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B = y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B
30 8 1 mbfdm2 ⊢ φ → A ∈ dom ⁡ vol
31 23 abscld ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ‾ ∈ ℝ
32 18 abscld ⊢ φ ∧ y ∈ A → ⦋ y / x⦌ B ∈ ℝ
33 fconstmpt ⊢ A × ∫ A B dx ‾ = y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾
34 33 a1i ⊢ φ → A × ∫ A B dx ‾ = y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾
35 nfcv ⊢ Ⅎ _ y B
36 nfcv ⊢ Ⅎ _ x abs
37 36 12 nffv ⊢ Ⅎ _ x ⦋ y / x⦌ B
38 14 fveq2d ⊢ x = y → B = ⦋ y / x⦌ B
39 35 37 38 cbvmpt ⊢ x ∈ A ⟼ B = y ∈ A ⟼ ⦋ y / x⦌ B
40 39 a1i ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B = y ∈ A ⟼ ⦋ y / x⦌ B
41 30 31 32 34 40 offval2 ⊢ φ → A × ∫ A B dx ‾ × f x ∈ A ⟼ B = y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B
42 29 41 eqtr4d ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B = A × ∫ A B dx ‾ × f x ∈ A ⟼ B
43 6 abscld ⊢ φ → ∫ A B dx ‾ ∈ ℝ
44 9 abscld ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℝ
45 44 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℂ
46 45 fmpttd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B : A ⟶ ℂ
47 3 43 46 mbfmulc2re ⊢ φ → A × ∫ A B dx ‾ × f x ∈ A ⟼ B ∈ MblFn
48 42 47 eqeltrd ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ MblFn
49 24 22 48 iblabsnc ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ 𝐿 1
50 24 recld ⊢ φ ∧ y ∈ A → ℜ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ ℝ
51 24 abscld ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ ℝ
52 24 releabsd ⊢ φ ∧ y ∈ A → ℜ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ≤ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B
53 27 49 50 51 52 itgle ⊢ φ → ∫ A ℜ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy ≤ ∫ A ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
54 5 abscld ⊢ φ → ∫ A B dx ∈ ℝ
55 54 recnd ⊢ φ → ∫ A B dx ∈ ℂ
56 55 sqvald ⊢ φ → ∫ A B dx 2 = ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx
57 5 absvalsqd ⊢ φ → ∫ A B dx 2 = ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx ‾
58 5 6 mulcomd ⊢ φ → ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx ‾ = ∫ A B dx ‾ ⁢ ∫ A B dx
59 14 19 12 cbvitg ⊢ ∫ A B dx = ∫ A ⦋ y / x⦌ B dy
60 59 oveq2i ⊢ ∫ A B dx ‾ ⁢ ∫ A B dx = ∫ A B dx ‾ ⁢ ∫ A ⦋ y / x⦌ B dy
61 6 18 21 4 itgmulc2nc ⊢ φ → ∫ A B dx ‾ ⁢ ∫ A ⦋ y / x⦌ B dy = ∫ A ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
62 60 61 eqtrid ⊢ φ → ∫ A B dx ‾ ⁢ ∫ A B dx = ∫ A ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
63 57 58 62 3eqtrd ⊢ φ → ∫ A B dx 2 = ∫ A ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
64 63 fveq2d ⊢ φ → ℜ ⁡ ∫ A B dx 2 = ℜ ⁡ ∫ A ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
65 54 resqcld ⊢ φ → ∫ A B dx 2 ∈ ℝ
66 65 rered ⊢ φ → ℜ ⁡ ∫ A B dx 2 = ∫ A B dx 2
67 ovexd ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ V
68 67 22 itgre ⊢ φ → ℜ ⁡ ∫ A ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy = ∫ A ℜ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
69 64 66 68 3eqtr3d ⊢ φ → ∫ A B dx 2 = ∫ A ℜ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
70 56 69 eqtr3d ⊢ φ → ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx = ∫ A ℜ ⁡ ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
71 38 35 37 cbvitg ⊢ ∫ A B dx = ∫ A ⦋ y / x⦌ B dy
72 71 oveq2i ⊢ ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx = ∫ A B dx ⁢ ∫ A ⦋ y / x⦌ B dy
73 1 2 3 iblabsnc ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝐿 1
74 39 73 eqeltrrid ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ⦋ y / x⦌ B ∈ 𝐿 1
75 54 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ∈ ℝ
76 fconstmpt ⊢ A × ∫ A B dx = y ∈ A ⟼ ∫ A B dx
77 76 a1i ⊢ φ → A × ∫ A B dx = y ∈ A ⟼ ∫ A B dx
78 30 75 32 77 40 offval2 ⊢ φ → A × ∫ A B dx × f x ∈ A ⟼ B = y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ⁢ ⦋ y / x⦌ B
79 3 54 46 mbfmulc2re ⊢ φ → A × ∫ A B dx × f x ∈ A ⟼ B ∈ MblFn
80 78 79 eqeltrrd ⊢ φ → y ∈ A ⟼ ∫ A B dx ⁢ ⦋ y / x⦌ B ∈ MblFn
81 55 32 74 80 itgmulc2nc ⊢ φ → ∫ A B dx ⁢ ∫ A ⦋ y / x⦌ B dy = ∫ A ∫ A B dx ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
82 5 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ∈ ℂ
83 82 abscjd ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ‾ = ∫ A B dx
84 83 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B = ∫ A B dx ⁢ ⦋ y / x⦌ B
85 28 84 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ A → ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B = ∫ A B dx ⁢ ⦋ y / x⦌ B
86 85 itgeq2dv ⊢ φ → ∫ A ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy = ∫ A ∫ A B dx ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
87 81 86 eqtr4d ⊢ φ → ∫ A B dx ⁢ ∫ A ⦋ y / x⦌ B dy = ∫ A ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
88 72 87 eqtrid ⊢ φ → ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx = ∫ A ∫ A B dx ‾ ⁢ ⦋ y / x⦌ B dy
89 53 70 88 3brtr4d ⊢ φ → ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx
90 89 adantr ⊢ φ ∧ 0 < ∫ A B dx → ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx
91 54 adantr ⊢ φ ∧ 0 < ∫ A B dx → ∫ A B dx ∈ ℝ
92 44 73 itgrecl ⊢ φ → ∫ A B dx ∈ ℝ
93 92 adantr ⊢ φ ∧ 0 < ∫ A B dx → ∫ A B dx ∈ ℝ
94 simpr ⊢ φ ∧ 0 < ∫ A B dx → 0 < ∫ A B dx
95 lemul2 ⊢ ∫ A B dx ∈ ℝ ∧ ∫ A B dx ∈ ℝ ∧ ∫ A B dx ∈ ℝ ∧ 0 < ∫ A B dx → ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx ↔ ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx
96 91 93 91 94 95 syl112anc ⊢ φ ∧ 0 < ∫ A B dx → ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx ↔ ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx ⁢ ∫ A B dx
97 90 96 mpbird ⊢ φ ∧ 0 < ∫ A B dx → ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx
98 97 ex ⊢ φ → 0 < ∫ A B dx → ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx
99 9 absge0d ⊢ φ ∧ x ∈ A → 0 ≤ B
100 73 44 99 itgge0 ⊢ φ → 0 ≤ ∫ A B dx
101 breq1 ⊢ 0 = ∫ A B dx → 0 ≤ ∫ A B dx ↔ ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx
102 100 101 syl5ibcom ⊢ φ → 0 = ∫ A B dx → ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx
103 5 absge0d ⊢ φ → 0 ≤ ∫ A B dx
104 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
105 leloe ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ ∫ A B dx ∈ ℝ → 0 ≤ ∫ A B dx ↔ 0 < ∫ A B dx ∨ 0 = ∫ A B dx
106 104 54 105 sylancr ⊢ φ → 0 ≤ ∫ A B dx ↔ 0 < ∫ A B dx ∨ 0 = ∫ A B dx
107 103 106 mpbid ⊢ φ → 0 < ∫ A B dx ∨ 0 = ∫ A B dx
108 98 102 107 mpjaod ⊢ φ → ∫ A B dx ≤ ∫ A B dx