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Theorem itg2cn

Description: A sort of absolute continuity of the Lebesgue integral (this is the core of ftc1a which is about actual absolute continuity). (Contributed by Mario Carneiro, 1-Sep-2014)

Ref Expression
Hypotheses itg2cn.1 ( 𝜑𝐹 : ℝ ⟶ ( 0 [,) +∞ ) )
itg2cn.2 ( 𝜑𝐹 ∈ MblFn )
itg2cn.3 ( 𝜑 → ( ∫2𝐹 ) ∈ ℝ )
itg2cn.4 ( 𝜑𝐶 ∈ ℝ+ )
Assertion itg2cn ( 𝜑 → ∃ 𝑑 ∈ ℝ+𝑢 ∈ dom vol ( ( vol ‘ 𝑢 ) < 𝑑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝑢 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itg2cn.1 ( 𝜑𝐹 : ℝ ⟶ ( 0 [,) +∞ ) )
2 itg2cn.2 ( 𝜑𝐹 ∈ MblFn )
3 itg2cn.3 ( 𝜑 → ( ∫2𝐹 ) ∈ ℝ )
4 itg2cn.4 ( 𝜑𝐶 ∈ ℝ+ )
5 4 rphalfcld ( 𝜑 → ( 𝐶 / 2 ) ∈ ℝ+ )
6 3 5 ltsubrpd ( 𝜑 → ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) < ( ∫2𝐹 ) )
7 5 rpred ( 𝜑 → ( 𝐶 / 2 ) ∈ ℝ )
8 3 7 resubcld ( 𝜑 → ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ∈ ℝ )
9 8 3 ltnled ( 𝜑 → ( ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) < ( ∫2𝐹 ) ↔ ¬ ( ∫2𝐹 ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) )
10 6 9 mpbid ( 𝜑 → ¬ ( ∫2𝐹 ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) )
11 1 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
12 elrege0 ( ( 𝐹𝑥 ) ∈ ( 0 [,) +∞ ) ↔ ( ( 𝐹𝑥 ) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ( 𝐹𝑥 ) ) )
13 11 12 sylib ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( 𝐹𝑥 ) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ( 𝐹𝑥 ) ) )
14 13 simpld ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ ℝ )
15 14 rexrd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ ℝ* )
16 13 simprd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → 0 ≤ ( 𝐹𝑥 ) )
17 elxrge0 ( ( 𝐹𝑥 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ↔ ( ( 𝐹𝑥 ) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ ( 𝐹𝑥 ) ) )
18 15 16 17 sylanbrc ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
19 0e0iccpnf 0 ∈ ( 0 [,] +∞ )
20 ifcl ( ( ( 𝐹𝑥 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ∧ 0 ∈ ( 0 [,] +∞ ) ) → if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
21 18 19 20 sylancl ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
22 21 adantlr ( ( ( 𝜑𝑛 ∈ ℕ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
23 22 fmpttd ( ( 𝜑𝑛 ∈ ℕ ) → ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) )
24 itg2cl ( ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ∈ ℝ* )
25 23 24 syl ( ( 𝜑𝑛 ∈ ℕ ) → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ∈ ℝ* )
26 25 fmpttd ( 𝜑 → ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) : ℕ ⟶ ℝ* )
27 26 frnd ( 𝜑 → ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) ⊆ ℝ* )
28 8 rexrd ( 𝜑 → ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ∈ ℝ* )
29 supxrleub ( ( ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) ⊆ ℝ* ∧ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ∈ ℝ* ) → ( sup ( ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) , ℝ* , < ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ∀ 𝑧 ∈ ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) 𝑧 ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) )
30 27 28 29 syl2anc ( 𝜑 → ( sup ( ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) , ℝ* , < ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ∀ 𝑧 ∈ ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) 𝑧 ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) )
31 1 2 3 itg2cnlem1 ( 𝜑 → sup ( ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) , ℝ* , < ) = ( ∫2𝐹 ) )
32 31 breq1d ( 𝜑 → ( sup ( ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) , ℝ* , < ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ( ∫2𝐹 ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) )
33 26 ffnd ( 𝜑 → ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) Fn ℕ )
34 breq1 ( 𝑧 = ( ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) ‘ 𝑚 ) → ( 𝑧 ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ( ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) ‘ 𝑚 ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) )
35 34 ralrn ( ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) Fn ℕ → ( ∀ 𝑧 ∈ ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) 𝑧 ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ∀ 𝑚 ∈ ℕ ( ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) ‘ 𝑚 ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) )
36 breq2 ( 𝑛 = 𝑚 → ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 ↔ ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 ) )
37 36 ifbid ( 𝑛 = 𝑚 → if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) = if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) )
38 37 mpteq2dv ( 𝑛 = 𝑚 → ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) )
39 38 fveq2d ( 𝑛 = 𝑚 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) = ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) )
40 eqid ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) = ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) )
41 fvex ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ∈ V
42 39 40 41 fvmpt ( 𝑚 ∈ ℕ → ( ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) ‘ 𝑚 ) = ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) )
43 42 breq1d ( 𝑚 ∈ ℕ → ( ( ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) ‘ 𝑚 ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) )
44 43 ralbiia ( ∀ 𝑚 ∈ ℕ ( ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) ‘ 𝑚 ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ∀ 𝑚 ∈ ℕ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) )
45 35 44 bitrdi ( ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) Fn ℕ → ( ∀ 𝑧 ∈ ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) 𝑧 ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ∀ 𝑚 ∈ ℕ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) )
46 33 45 syl ( 𝜑 → ( ∀ 𝑧 ∈ ran ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑛 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ) 𝑧 ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ∀ 𝑚 ∈ ℕ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) )
47 30 32 46 3bitr3d ( 𝜑 → ( ( ∫2𝐹 ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ∀ 𝑚 ∈ ℕ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) )
48 10 47 mtbid ( 𝜑 → ¬ ∀ 𝑚 ∈ ℕ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) )
49 rexnal ( ∃ 𝑚 ∈ ℕ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ¬ ∀ 𝑚 ∈ ℕ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) )
50 48 49 sylibr ( 𝜑 → ∃ 𝑚 ∈ ℕ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) )
51 1 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℕ ∧ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) ) → 𝐹 : ℝ ⟶ ( 0 [,) +∞ ) )
52 2 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℕ ∧ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) ) → 𝐹 ∈ MblFn )
53 3 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℕ ∧ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) ) → ( ∫2𝐹 ) ∈ ℝ )
54 4 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℕ ∧ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) ) → 𝐶 ∈ ℝ+ )
55 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℕ ∧ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) ) → 𝑚 ∈ ℕ )
56 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℕ ∧ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) ) → ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) )
57 fveq2 ( 𝑥 = 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) = ( 𝐹𝑦 ) )
58 57 breq1d ( 𝑥 = 𝑦 → ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 ↔ ( 𝐹𝑦 ) ≤ 𝑚 ) )
59 58 57 ifbieq1d ( 𝑥 = 𝑦 → if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) = if ( ( 𝐹𝑦 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) )
60 59 cbvmptv ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) = ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑦 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) )
61 60 fveq2i ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) = ( ∫2 ‘ ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑦 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) ) )
62 61 breq1i ( ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ↔ ( ∫2 ‘ ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑦 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) )
63 56 62 sylnib ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℕ ∧ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) ) → ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑦 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) )
64 51 52 53 54 55 63 itg2cnlem2 ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℕ ∧ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) ) → ∃ 𝑑 ∈ ℝ+𝑢 ∈ dom vol ( ( vol ‘ 𝑢 ) < 𝑑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑦𝑢 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ) )
65 elequ1 ( 𝑥 = 𝑦 → ( 𝑥𝑢𝑦𝑢 ) )
66 65 57 ifbieq1d ( 𝑥 = 𝑦 → if ( 𝑥𝑢 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) = if ( 𝑦𝑢 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) )
67 66 cbvmptv ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝑢 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) = ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑦𝑢 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) )
68 67 fveq2i ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝑢 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) = ( ∫2 ‘ ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑦𝑢 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) ) )
69 68 breq1i ( ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝑢 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ↔ ( ∫2 ‘ ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑦𝑢 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 )
70 69 imbi2i ( ( ( vol ‘ 𝑢 ) < 𝑑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝑢 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ) ↔ ( ( vol ‘ 𝑢 ) < 𝑑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑦𝑢 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ) )
71 70 ralbii ( ∀ 𝑢 ∈ dom vol ( ( vol ‘ 𝑢 ) < 𝑑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝑢 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ) ↔ ∀ 𝑢 ∈ dom vol ( ( vol ‘ 𝑢 ) < 𝑑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑦𝑢 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ) )
72 71 rexbii ( ∃ 𝑑 ∈ ℝ+𝑢 ∈ dom vol ( ( vol ‘ 𝑢 ) < 𝑑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝑢 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ) ↔ ∃ 𝑑 ∈ ℝ+𝑢 ∈ dom vol ( ( vol ‘ 𝑢 ) < 𝑑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑦 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑦𝑢 , ( 𝐹𝑦 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ) )
73 64 72 sylibr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑚 ∈ ℕ ∧ ¬ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝐹𝑥 ) ≤ 𝑚 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) ≤ ( ( ∫2𝐹 ) − ( 𝐶 / 2 ) ) ) ) → ∃ 𝑑 ∈ ℝ+𝑢 ∈ dom vol ( ( vol ‘ 𝑢 ) < 𝑑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝑢 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ) )
74 50 73 rexlimddv ( 𝜑 → ∃ 𝑑 ∈ ℝ+𝑢 ∈ dom vol ( ( vol ‘ 𝑢 ) < 𝑑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝑢 , ( 𝐹𝑥 ) , 0 ) ) ) < 𝐶 ) )