Metamath Proof Explorer


Theorem ovncvr2

Description: B and T are the left and right side of a cover of A . This cover is made of n-dimensional half-open intervals and approximates the n-dimensional Lebesgue outer volume of A . (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020)

Ref Expression
Hypotheses ovncvr2.x φXFin
ovncvr2.a φAX
ovncvr2.e φE+
ovncvr2.c C=a𝒫Xl2X|ajkX.ljk
ovncvr2.l L=h2XkXvol.hk
ovncvr2.d D=a𝒫Xr+iCa|sum^jLijvoln*Xa+𝑒r
ovncvr2.i φIDAE
ovncvr2.b B=jkX1stIjk
ovncvr2.t T=jkX2ndIjk
Assertion ovncvr2 φB:XT:XAjkXBjkTjksum^jkXvolBjkTjkvoln*XA+𝑒E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ovncvr2.x φXFin
2 ovncvr2.a φAX
3 ovncvr2.e φE+
4 ovncvr2.c C=a𝒫Xl2X|ajkX.ljk
5 ovncvr2.l L=h2XkXvol.hk
6 ovncvr2.d D=a𝒫Xr+iCa|sum^jLijvoln*Xa+𝑒r
7 ovncvr2.i φIDAE
8 ovncvr2.b B=jkX1stIjk
9 ovncvr2.t T=jkX2ndIjk
10 sseq1 a=AajkX.ljkAjkX.ljk
11 10 rabbidv a=Al2X|ajkX.ljk=l2X|AjkX.ljk
12 ovexd φXV
13 12 2 ssexd φAV
14 elpwg AVA𝒫XAX
15 13 14 syl φA𝒫XAX
16 2 15 mpbird φA𝒫X
17 ovex 2XV
18 17 rabex l2X|AjkX.ljkV
19 18 a1i φl2X|AjkX.ljkV
20 4 11 16 19 fvmptd3 φCA=l2X|AjkX.ljk
21 ssrab2 l2X|AjkX.ljk2X
22 21 a1i φl2X|AjkX.ljk2X
23 20 22 eqsstrd φCA2X
24 fveq2 a=ACa=CA
25 24 eleq2d a=AiCaiCA
26 fveq2 a=Avoln*Xa=voln*XA
27 26 oveq1d a=Avoln*Xa+𝑒r=voln*XA+𝑒r
28 27 breq2d a=Asum^jLijvoln*Xa+𝑒rsum^jLijvoln*XA+𝑒r
29 25 28 anbi12d a=AiCasum^jLijvoln*Xa+𝑒riCAsum^jLijvoln*XA+𝑒r
30 29 rabbidva2 a=AiCa|sum^jLijvoln*Xa+𝑒r=iCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒r
31 30 mpteq2dv a=Ar+iCa|sum^jLijvoln*Xa+𝑒r=r+iCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒r
32 rpex +V
33 32 mptex r+iCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒rV
34 33 a1i φr+iCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒rV
35 6 31 16 34 fvmptd3 φDA=r+iCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒r
36 oveq2 r=Evoln*XA+𝑒r=voln*XA+𝑒E
37 36 breq2d r=Esum^jLijvoln*XA+𝑒rsum^jLijvoln*XA+𝑒E
38 37 rabbidv r=EiCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒r=iCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒E
39 38 adantl φr=EiCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒r=iCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒E
40 fvex CAV
41 40 rabex iCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒EV
42 41 a1i φiCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒EV
43 35 39 3 42 fvmptd φDAE=iCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒E
44 7 43 eleqtrd φIiCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒E
45 fveq1 i=Iij=Ij
46 45 fveq2d i=ILij=LIj
47 46 mpteq2dv i=IjLij=jLIj
48 47 fveq2d i=Isum^jLij=sum^jLIj
49 48 breq1d i=Isum^jLijvoln*XA+𝑒Esum^jLIjvoln*XA+𝑒E
50 49 elrab IiCA|sum^jLijvoln*XA+𝑒EICAsum^jLIjvoln*XA+𝑒E
51 44 50 sylib φICAsum^jLIjvoln*XA+𝑒E
52 51 simpld φICA
53 23 52 sseldd φI2X
54 elmapi I2XI:2X
55 53 54 syl φI:2X
56 55 adantr φjI:2X
57 simpr φjj
58 56 57 ffvelcdmd φjIj2X
59 elmapi Ij2XIj:X2
60 58 59 syl φjIj:X2
61 60 ffvelcdmda φjkXIjk2
62 xp1st Ijk21stIjk
63 61 62 syl φjkX1stIjk
64 63 fmpttd φjkX1stIjk:X
65 reex V
66 65 a1i φV
67 elmapg VXFinkX1stIjkXkX1stIjk:X
68 66 1 67 syl2anc φkX1stIjkXkX1stIjk:X
69 68 adantr φjkX1stIjkXkX1stIjk:X
70 64 69 mpbird φjkX1stIjkX
71 70 fmpttd φjkX1stIjk:X
72 8 a1i φB=jkX1stIjk
73 72 feq1d φB:XjkX1stIjk:X
74 71 73 mpbird φB:X
75 xp2nd Ijk22ndIjk
76 61 75 syl φjkX2ndIjk
77 76 fmpttd φjkX2ndIjk:X
78 elmapg VXFinkX2ndIjkXkX2ndIjk:X
79 66 1 78 syl2anc φkX2ndIjkXkX2ndIjk:X
80 79 adantr φjkX2ndIjkXkX2ndIjk:X
81 77 80 mpbird φjkX2ndIjkX
82 81 fmpttd φjkX2ndIjk:X
83 9 a1i φT=jkX2ndIjk
84 83 feq1d φT:XjkX2ndIjk:X
85 82 84 mpbird φT:X
86 74 85 jca φB:XT:X
87 52 20 eleqtrd φIl2X|AjkX.ljk
88 fveq1 l=Ilj=Ij
89 88 coeq2d l=I.lj=.Ij
90 89 fveq1d l=I.ljk=.Ijk
91 90 ixpeq2dv l=IkX.ljk=kX.Ijk
92 91 adantr l=IjkX.ljk=kX.Ijk
93 92 iuneq2dv l=IjkX.ljk=jkX.Ijk
94 93 sseq2d l=IAjkX.ljkAjkX.Ijk
95 94 elrab Il2X|AjkX.ljkI2XAjkX.Ijk
96 87 95 sylib φI2XAjkX.Ijk
97 96 simprd φAjkX.Ijk
98 60 adantr φjkXIj:X2
99 simpr φjkXkX
100 98 99 fvovco φjkX.Ijk=1stIjk2ndIjk
101 mptexg XFinkX1stIjkV
102 1 101 syl φkX1stIjkV
103 102 adantr φjkX1stIjkV
104 72 103 fvmpt2d φjBj=kX1stIjk
105 fvexd φjkX1stIjkV
106 104 105 fvmpt2d φjkXBjk=1stIjk
107 106 eqcomd φjkX1stIjk=Bjk
108 mptexg XFinkX2ndIjkV
109 1 108 syl φkX2ndIjkV
110 109 adantr φjkX2ndIjkV
111 83 110 fvmpt2d φjTj=kX2ndIjk
112 fvexd φjkX2ndIjkV
113 111 112 fvmpt2d φjkXTjk=2ndIjk
114 113 eqcomd φjkX2ndIjk=Tjk
115 107 114 oveq12d φjkX1stIjk2ndIjk=BjkTjk
116 100 115 eqtrd φjkX.Ijk=BjkTjk
117 116 ixpeq2dva φjkX.Ijk=kXBjkTjk
118 117 iuneq2dv φjkX.Ijk=jkXBjkTjk
119 97 118 sseqtrd φAjkXBjkTjk
120 5 a1i φjL=h2XkXvol.hk
121 coeq2 h=Ij.h=.Ij
122 121 fveq1d h=Ij.hk=.Ijk
123 122 ad2antlr φh=IjkX.hk=.Ijk
124 123 adantllr φjh=IjkX.hk=.Ijk
125 100 adantlr φjh=IjkX.Ijk=1stIjk2ndIjk
126 115 adantlr φjh=IjkX1stIjk2ndIjk=BjkTjk
127 124 125 126 3eqtrd φjh=IjkX.hk=BjkTjk
128 127 fveq2d φjh=IjkXvol.hk=volBjkTjk
129 128 prodeq2dv φjh=IjkXvol.hk=kXvolBjkTjk
130 1 adantr φjXFin
131 8 fvmpt2 jkX1stIjkVBj=kX1stIjk
132 57 103 131 syl2anc φjBj=kX1stIjk
133 132 feq1d φjBj:XkX1stIjk:X
134 64 133 mpbird φjBj:X
135 134 adantr φjkXBj:X
136 135 99 ffvelcdmd φjkXBjk
137 9 fvmpt2 jkX2ndIjkVTj=kX2ndIjk
138 57 110 137 syl2anc φjTj=kX2ndIjk
139 138 feq1d φjTj:XkX2ndIjk:X
140 77 139 mpbird φjTj:X
141 140 adantr φjkXTj:X
142 141 99 ffvelcdmd φjkXTjk
143 volicore BjkTjkvolBjkTjk
144 136 142 143 syl2anc φjkXvolBjkTjk
145 130 144 fprodrecl φjkXvolBjkTjk
146 120 129 58 145 fvmptd φjLIj=kXvolBjkTjk
147 146 eqcomd φjkXvolBjkTjk=LIj
148 147 mpteq2dva φjkXvolBjkTjk=jLIj
149 148 fveq2d φsum^jkXvolBjkTjk=sum^jLIj
150 51 simprd φsum^jLIjvoln*XA+𝑒E
151 149 150 eqbrtrd φsum^jkXvolBjkTjkvoln*XA+𝑒E
152 86 119 151 jca31 φB:XT:XAjkXBjkTjksum^jkXvolBjkTjkvoln*XA+𝑒E