Metamath Proof Explorer


Theorem itg1val

Description: The value of the integral on simple functions. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jun-2014)

Ref Expression
Assertion itg1val ( ๐น โˆˆ dom โˆซ1 โ†’ ( โˆซ1 โ€˜ ๐น ) = ฮฃ ๐‘ฅ โˆˆ ( ran ๐น โˆ– { 0 } ) ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐น โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rneq โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ran ๐‘“ = ran ๐น )
2 1 difeq1d โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ( ran ๐‘“ โˆ– { 0 } ) = ( ran ๐น โˆ– { 0 } ) )
3 cnveq โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ โ—ก ๐‘“ = โ—ก ๐น )
4 3 imaeq1d โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ { ๐‘ฅ } ) = ( โ—ก ๐น โ€œ { ๐‘ฅ } ) )
5 4 fveq2d โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) = ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐น โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) )
6 5 oveq2d โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) = ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐น โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) )
7 6 adantr โŠข ( ( ๐‘“ = ๐น โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ran ๐‘“ โˆ– { 0 } ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) = ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐น โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) )
8 2 7 sumeq12dv โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ฮฃ ๐‘ฅ โˆˆ ( ran ๐‘“ โˆ– { 0 } ) ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) = ฮฃ ๐‘ฅ โˆˆ ( ran ๐น โˆ– { 0 } ) ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐น โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) )
9 df-itg1 โŠข โˆซ1 = ( ๐‘“ โˆˆ { ๐‘” โˆˆ MblFn โˆฃ ( ๐‘” : โ„ โŸถ โ„ โˆง ran ๐‘” โˆˆ Fin โˆง ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐‘” โ€œ ( โ„ โˆ– { 0 } ) ) ) โˆˆ โ„ ) } โ†ฆ ฮฃ ๐‘ฅ โˆˆ ( ran ๐‘“ โˆ– { 0 } ) ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) )
10 sumex โŠข ฮฃ ๐‘ฅ โˆˆ ( ran ๐น โˆ– { 0 } ) ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐น โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) โˆˆ V
11 8 9 10 fvmpt โŠข ( ๐น โˆˆ { ๐‘” โˆˆ MblFn โˆฃ ( ๐‘” : โ„ โŸถ โ„ โˆง ran ๐‘” โˆˆ Fin โˆง ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐‘” โ€œ ( โ„ โˆ– { 0 } ) ) ) โˆˆ โ„ ) } โ†’ ( โˆซ1 โ€˜ ๐น ) = ฮฃ ๐‘ฅ โˆˆ ( ran ๐น โˆ– { 0 } ) ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐น โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) )
12 sumex โŠข ฮฃ ๐‘ฅ โˆˆ ( ran ๐‘“ โˆ– { 0 } ) ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) โˆˆ V
13 12 9 dmmpti โŠข dom โˆซ1 = { ๐‘” โˆˆ MblFn โˆฃ ( ๐‘” : โ„ โŸถ โ„ โˆง ran ๐‘” โˆˆ Fin โˆง ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐‘” โ€œ ( โ„ โˆ– { 0 } ) ) ) โˆˆ โ„ ) }
14 11 13 eleq2s โŠข ( ๐น โˆˆ dom โˆซ1 โ†’ ( โˆซ1 โ€˜ ๐น ) = ฮฃ ๐‘ฅ โˆˆ ( ran ๐น โˆ– { 0 } ) ( ๐‘ฅ ยท ( vol โ€˜ ( โ—ก ๐น โ€œ { ๐‘ฅ } ) ) ) )