Database
BASIC REAL AND COMPLEX ANALYSIS
Integrals
Lebesgue integration
Lesbesgue integral
itgle
Next ⟩
itgge0
Metamath Proof Explorer
Ascii
Unicode
Theorem
itgle
Description:
Monotonicity of an integral.
(Contributed by
Mario Carneiro
, 11-Aug-2014)
Ref
Expression
Hypotheses
itgle.1
⊢
φ
→
x
∈
A
⟼
B
∈
𝐿
1
itgle.2
⊢
φ
→
x
∈
A
⟼
C
∈
𝐿
1
itgle.3
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
B
∈
ℝ
itgle.4
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
C
∈
ℝ
itgle.5
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
B
≤
C
Assertion
itgle
⊢
φ
→
∫
A
B
d
x
≤
∫
A
C
d
x
Proof
Step
Hyp
Ref
Expression
1
itgle.1
⊢
φ
→
x
∈
A
⟼
B
∈
𝐿
1
2
itgle.2
⊢
φ
→
x
∈
A
⟼
C
∈
𝐿
1
3
itgle.3
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
B
∈
ℝ
4
itgle.4
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
C
∈
ℝ
5
itgle.5
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
B
≤
C
6
3
iblrelem
⊢
φ
→
x
∈
A
⟼
B
∈
𝐿
1
↔
x
∈
A
⟼
B
∈
MblFn
∧
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
∈
ℝ
∧
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
∈
ℝ
7
1
6
mpbid
⊢
φ
→
x
∈
A
⟼
B
∈
MblFn
∧
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
∈
ℝ
∧
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
∈
ℝ
8
7
simp2d
⊢
φ
→
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
∈
ℝ
9
4
iblrelem
⊢
φ
→
x
∈
A
⟼
C
∈
𝐿
1
↔
x
∈
A
⟼
C
∈
MblFn
∧
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
∈
ℝ
∧
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
∈
ℝ
10
2
9
mpbid
⊢
φ
→
x
∈
A
⟼
C
∈
MblFn
∧
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
∈
ℝ
∧
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
∈
ℝ
11
10
simp3d
⊢
φ
→
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
∈
ℝ
12
10
simp2d
⊢
φ
→
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
∈
ℝ
13
7
simp3d
⊢
φ
→
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
∈
ℝ
14
3
ad2ant2r
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
B
→
B
∈
ℝ
15
14
rexrd
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
B
→
B
∈
ℝ
*
16
simprr
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
B
→
0
≤
B
17
elxrge0
⊢
B
∈
0
+∞
↔
B
∈
ℝ
*
∧
0
≤
B
18
15
16
17
sylanbrc
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
B
→
B
∈
0
+∞
19
0e0iccpnf
⊢
0
∈
0
+∞
20
19
a1i
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
¬
x
∈
A
∧
0
≤
B
→
0
∈
0
+∞
21
18
20
ifclda
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
→
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
∈
0
+∞
22
21
fmpttd
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
:
ℝ
⟶
0
+∞
23
4
ad2ant2r
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
C
→
C
∈
ℝ
24
23
rexrd
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
C
→
C
∈
ℝ
*
25
simprr
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
C
→
0
≤
C
26
elxrge0
⊢
C
∈
0
+∞
↔
C
∈
ℝ
*
∧
0
≤
C
27
24
25
26
sylanbrc
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
C
→
C
∈
0
+∞
28
19
a1i
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
¬
x
∈
A
∧
0
≤
C
→
0
∈
0
+∞
29
27
28
ifclda
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
→
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
∈
0
+∞
30
29
fmpttd
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
:
ℝ
⟶
0
+∞
31
0re
⊢
0
∈
ℝ
32
max1
⊢
0
∈
ℝ
∧
C
∈
ℝ
→
0
≤
if
0
≤
C
C
0
33
31
4
32
sylancr
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
0
≤
if
0
≤
C
C
0
34
ifcl
⊢
C
∈
ℝ
∧
0
∈
ℝ
→
if
0
≤
C
C
0
∈
ℝ
35
4
31
34
sylancl
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
0
≤
C
C
0
∈
ℝ
36
max2
⊢
0
∈
ℝ
∧
C
∈
ℝ
→
C
≤
if
0
≤
C
C
0
37
31
4
36
sylancr
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
C
≤
if
0
≤
C
C
0
38
3
4
35
5
37
letrd
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
B
≤
if
0
≤
C
C
0
39
maxle
⊢
0
∈
ℝ
∧
B
∈
ℝ
∧
if
0
≤
C
C
0
∈
ℝ
→
if
0
≤
B
B
0
≤
if
0
≤
C
C
0
↔
0
≤
if
0
≤
C
C
0
∧
B
≤
if
0
≤
C
C
0
40
31
3
35
39
mp3an2i
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
0
≤
B
B
0
≤
if
0
≤
C
C
0
↔
0
≤
if
0
≤
C
C
0
∧
B
≤
if
0
≤
C
C
0
41
33
38
40
mpbir2and
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
0
≤
B
B
0
≤
if
0
≤
C
C
0
42
iftrue
⊢
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
B
B
0
0
=
if
0
≤
B
B
0
43
42
adantl
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
B
B
0
0
=
if
0
≤
B
B
0
44
iftrue
⊢
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
C
C
0
0
=
if
0
≤
C
C
0
45
44
adantl
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
C
C
0
0
=
if
0
≤
C
C
0
46
41
43
45
3brtr4d
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
B
B
0
0
≤
if
x
∈
A
if
0
≤
C
C
0
0
47
46
ex
⊢
φ
→
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
B
B
0
0
≤
if
x
∈
A
if
0
≤
C
C
0
0
48
0le0
⊢
0
≤
0
49
48
a1i
⊢
¬
x
∈
A
→
0
≤
0
50
iffalse
⊢
¬
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
B
B
0
0
=
0
51
iffalse
⊢
¬
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
C
C
0
0
=
0
52
49
50
51
3brtr4d
⊢
¬
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
B
B
0
0
≤
if
x
∈
A
if
0
≤
C
C
0
0
53
47
52
pm2.61d1
⊢
φ
→
if
x
∈
A
if
0
≤
B
B
0
0
≤
if
x
∈
A
if
0
≤
C
C
0
0
54
ifan
⊢
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
=
if
x
∈
A
if
0
≤
B
B
0
0
55
ifan
⊢
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
=
if
x
∈
A
if
0
≤
C
C
0
0
56
53
54
55
3brtr4g
⊢
φ
→
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
≤
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
57
56
ralrimivw
⊢
φ
→
∀
x
∈
ℝ
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
≤
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
58
reex
⊢
ℝ
∈
V
59
58
a1i
⊢
φ
→
ℝ
∈
V
60
eqidd
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
=
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
61
eqidd
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
=
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
62
59
21
29
60
61
ofrfval2
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
≤
f
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
↔
∀
x
∈
ℝ
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
≤
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
63
57
62
mpbird
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
≤
f
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
64
itg2le
⊢
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
:
ℝ
⟶
0
+∞
∧
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
:
ℝ
⟶
0
+∞
∧
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
≤
f
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
→
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
≤
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
65
22
30
63
64
syl3anc
⊢
φ
→
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
≤
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
66
4
renegcld
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
−
C
∈
ℝ
67
66
ad2ant2r
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
→
−
C
∈
ℝ
68
67
rexrd
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
→
−
C
∈
ℝ
*
69
simprr
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
→
0
≤
−
C
70
elxrge0
⊢
−
C
∈
0
+∞
↔
−
C
∈
ℝ
*
∧
0
≤
−
C
71
68
69
70
sylanbrc
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
→
−
C
∈
0
+∞
72
19
a1i
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
¬
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
→
0
∈
0
+∞
73
71
72
ifclda
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
→
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
∈
0
+∞
74
73
fmpttd
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
:
ℝ
⟶
0
+∞
75
3
renegcld
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
−
B
∈
ℝ
76
75
ad2ant2r
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
→
−
B
∈
ℝ
77
76
rexrd
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
→
−
B
∈
ℝ
*
78
simprr
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
→
0
≤
−
B
79
elxrge0
⊢
−
B
∈
0
+∞
↔
−
B
∈
ℝ
*
∧
0
≤
−
B
80
77
78
79
sylanbrc
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
→
−
B
∈
0
+∞
81
19
a1i
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
∧
¬
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
→
0
∈
0
+∞
82
80
81
ifclda
⊢
φ
∧
x
∈
ℝ
→
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
∈
0
+∞
83
82
fmpttd
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
:
ℝ
⟶
0
+∞
84
max1
⊢
0
∈
ℝ
∧
−
B
∈
ℝ
→
0
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
85
31
75
84
sylancr
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
0
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
86
ifcl
⊢
−
B
∈
ℝ
∧
0
∈
ℝ
→
if
0
≤
−
B
−
B
0
∈
ℝ
87
75
31
86
sylancl
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
0
≤
−
B
−
B
0
∈
ℝ
88
3
4
lenegd
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
B
≤
C
↔
−
C
≤
−
B
89
5
88
mpbid
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
−
C
≤
−
B
90
max2
⊢
0
∈
ℝ
∧
−
B
∈
ℝ
→
−
B
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
91
31
75
90
sylancr
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
−
B
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
92
66
75
87
89
91
letrd
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
−
C
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
93
maxle
⊢
0
∈
ℝ
∧
−
C
∈
ℝ
∧
if
0
≤
−
B
−
B
0
∈
ℝ
→
if
0
≤
−
C
−
C
0
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
↔
0
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
∧
−
C
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
94
31
66
87
93
mp3an2i
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
0
≤
−
C
−
C
0
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
↔
0
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
∧
−
C
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
95
85
92
94
mpbir2and
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
0
≤
−
C
−
C
0
≤
if
0
≤
−
B
−
B
0
96
iftrue
⊢
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
−
C
−
C
0
0
=
if
0
≤
−
C
−
C
0
97
96
adantl
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
−
C
−
C
0
0
=
if
0
≤
−
C
−
C
0
98
iftrue
⊢
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
−
B
−
B
0
0
=
if
0
≤
−
B
−
B
0
99
98
adantl
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
−
B
−
B
0
0
=
if
0
≤
−
B
−
B
0
100
95
97
99
3brtr4d
⊢
φ
∧
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
−
C
−
C
0
0
≤
if
x
∈
A
if
0
≤
−
B
−
B
0
0
101
100
ex
⊢
φ
→
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
−
C
−
C
0
0
≤
if
x
∈
A
if
0
≤
−
B
−
B
0
0
102
iffalse
⊢
¬
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
−
C
−
C
0
0
=
0
103
iffalse
⊢
¬
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
−
B
−
B
0
0
=
0
104
49
102
103
3brtr4d
⊢
¬
x
∈
A
→
if
x
∈
A
if
0
≤
−
C
−
C
0
0
≤
if
x
∈
A
if
0
≤
−
B
−
B
0
0
105
101
104
pm2.61d1
⊢
φ
→
if
x
∈
A
if
0
≤
−
C
−
C
0
0
≤
if
x
∈
A
if
0
≤
−
B
−
B
0
0
106
ifan
⊢
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
=
if
x
∈
A
if
0
≤
−
C
−
C
0
0
107
ifan
⊢
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
=
if
x
∈
A
if
0
≤
−
B
−
B
0
0
108
105
106
107
3brtr4g
⊢
φ
→
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
≤
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
109
108
ralrimivw
⊢
φ
→
∀
x
∈
ℝ
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
≤
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
110
eqidd
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
=
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
111
eqidd
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
=
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
112
59
73
82
110
111
ofrfval2
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
≤
f
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
↔
∀
x
∈
ℝ
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
≤
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
113
109
112
mpbird
⊢
φ
→
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
≤
f
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
114
itg2le
⊢
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
:
ℝ
⟶
0
+∞
∧
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
:
ℝ
⟶
0
+∞
∧
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
≤
f
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
→
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
≤
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
115
74
83
113
114
syl3anc
⊢
φ
→
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
≤
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
116
8
11
12
13
65
115
le2subd
⊢
φ
→
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
−
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
≤
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
−
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
117
3
1
itgrevallem1
⊢
φ
→
∫
A
B
d
x
=
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
B
B
0
−
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
B
−
B
0
118
4
2
itgrevallem1
⊢
φ
→
∫
A
C
d
x
=
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
C
C
0
−
∫
2
x
∈
ℝ
⟼
if
x
∈
A
∧
0
≤
−
C
−
C
0
119
116
117
118
3brtr4d
⊢
φ
→
∫
A
B
d
x
≤
∫
A
C
d
x