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Theorem vonicc

Description: The n-dimensional Lebesgue measure of a closed interval. This is the second statement in Proposition 115G (d) of Fremlin1 p. 32. (Contributed by Glauco Siliprandi, 8-Apr-2021)

Ref Expression
Hypotheses vonicc.x ( 𝜑𝑋 ∈ Fin )
vonicc.a ( 𝜑𝐴 : 𝑋 ⟶ ℝ )
vonicc.b ( 𝜑𝐵 : 𝑋 ⟶ ℝ )
vonicc.i 𝐼 = X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) )
vonicc.l 𝐿 = ( 𝑥 ∈ Fin ↦ ( 𝑎 ∈ ( ℝ ↑m 𝑥 ) , 𝑏 ∈ ( ℝ ↑m 𝑥 ) ↦ if ( 𝑥 = ∅ , 0 , ∏ 𝑘𝑥 ( vol ‘ ( ( 𝑎𝑘 ) [,) ( 𝑏𝑘 ) ) ) ) ) )
Assertion vonicc ( 𝜑 → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 vonicc.x ( 𝜑𝑋 ∈ Fin )
2 vonicc.a ( 𝜑𝐴 : 𝑋 ⟶ ℝ )
3 vonicc.b ( 𝜑𝐵 : 𝑋 ⟶ ℝ )
4 vonicc.i 𝐼 = X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) )
5 vonicc.l 𝐿 = ( 𝑥 ∈ Fin ↦ ( 𝑎 ∈ ( ℝ ↑m 𝑥 ) , 𝑏 ∈ ( ℝ ↑m 𝑥 ) ↦ if ( 𝑥 = ∅ , 0 , ∏ 𝑘𝑥 ( vol ‘ ( ( 𝑎𝑘 ) [,) ( 𝑏𝑘 ) ) ) ) ) )
6 2 adantr ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → 𝐴 : 𝑋 ⟶ ℝ )
7 feq2 ( 𝑋 = ∅ → ( 𝐴 : 𝑋 ⟶ ℝ ↔ 𝐴 : ∅ ⟶ ℝ ) )
8 7 adantl ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → ( 𝐴 : 𝑋 ⟶ ℝ ↔ 𝐴 : ∅ ⟶ ℝ ) )
9 6 8 mpbid ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → 𝐴 : ∅ ⟶ ℝ )
10 3 adantr ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → 𝐵 : 𝑋 ⟶ ℝ )
11 feq2 ( 𝑋 = ∅ → ( 𝐵 : 𝑋 ⟶ ℝ ↔ 𝐵 : ∅ ⟶ ℝ ) )
12 11 adantl ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → ( 𝐵 : 𝑋 ⟶ ℝ ↔ 𝐵 : ∅ ⟶ ℝ ) )
13 10 12 mpbid ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → 𝐵 : ∅ ⟶ ℝ )
14 5 9 13 hoidmv0val ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → ( 𝐴 ( 𝐿 ‘ ∅ ) 𝐵 ) = 0 )
15 14 eqcomd ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → 0 = ( 𝐴 ( 𝐿 ‘ ∅ ) 𝐵 ) )
16 fveq2 ( 𝑋 = ∅ → ( voln ‘ 𝑋 ) = ( voln ‘ ∅ ) )
17 4 a1i ( 𝑋 = ∅ → 𝐼 = X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) )
18 ixpeq1 ( 𝑋 = ∅ → X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = X 𝑘 ∈ ∅ ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) )
19 17 18 eqtrd ( 𝑋 = ∅ → 𝐼 = X 𝑘 ∈ ∅ ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) )
20 16 19 fveq12d ( 𝑋 = ∅ → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( ( voln ‘ ∅ ) ‘ X 𝑘 ∈ ∅ ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) ) )
21 20 adantl ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( ( voln ‘ ∅ ) ‘ X 𝑘 ∈ ∅ ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) ) )
22 0fin ∅ ∈ Fin
23 22 a1i ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → ∅ ∈ Fin )
24 eqid dom ( voln ‘ ∅ ) = dom ( voln ‘ ∅ )
25 23 24 9 13 iccvonmbl ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → X 𝑘 ∈ ∅ ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) ∈ dom ( voln ‘ ∅ ) )
26 25 von0val ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → ( ( voln ‘ ∅ ) ‘ X 𝑘 ∈ ∅ ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) ) = 0 )
27 21 26 eqtrd ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = 0 )
28 fveq2 ( 𝑋 = ∅ → ( 𝐿𝑋 ) = ( 𝐿 ‘ ∅ ) )
29 28 oveqd ( 𝑋 = ∅ → ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) = ( 𝐴 ( 𝐿 ‘ ∅ ) 𝐵 ) )
30 29 adantl ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) = ( 𝐴 ( 𝐿 ‘ ∅ ) 𝐵 ) )
31 15 27 30 3eqtr4d ( ( 𝜑𝑋 = ∅ ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) )
32 neqne ( ¬ 𝑋 = ∅ → 𝑋 ≠ ∅ )
33 32 adantl ( ( 𝜑 ∧ ¬ 𝑋 = ∅ ) → 𝑋 ≠ ∅ )
34 nfv 𝑘 ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ )
35 nfra1 𝑘𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 )
36 34 35 nfan 𝑘 ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) )
37 2 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → ( 𝐴𝑘 ) ∈ ℝ )
38 3 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → ( 𝐵𝑘 ) ∈ ℝ )
39 volico2 ( ( ( 𝐴𝑘 ) ∈ ℝ ∧ ( 𝐵𝑘 ) ∈ ℝ ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = if ( ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) , ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) , 0 ) )
40 37 38 39 syl2anc ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = if ( ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) , ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) , 0 ) )
41 40 ad4ant14 ( ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) ∧ 𝑘𝑋 ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = if ( ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) , ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) , 0 ) )
42 rspa ( ( ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ∧ 𝑘𝑋 ) → ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) )
43 42 iftrued ( ( ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ∧ 𝑘𝑋 ) → if ( ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) , ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) , 0 ) = ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) )
44 43 adantll ( ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) ∧ 𝑘𝑋 ) → if ( ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) , ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) , 0 ) = ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) )
45 41 44 eqtrd ( ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) ∧ 𝑘𝑋 ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) )
46 45 ex ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ( 𝑘𝑋 → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) ) )
47 36 46 ralrimi ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ∀ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) )
48 47 prodeq2d ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ∏ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = ∏ 𝑘𝑋 ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) )
49 48 eqcomd ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ∏ 𝑘𝑋 ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) = ∏ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) )
50 fveq2 ( 𝑘 = 𝑗 → ( 𝐴𝑘 ) = ( 𝐴𝑗 ) )
51 fveq2 ( 𝑘 = 𝑗 → ( 𝐵𝑘 ) = ( 𝐵𝑗 ) )
52 50 51 breq12d ( 𝑘 = 𝑗 → ( ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ↔ ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) ) )
53 52 cbvralvw ( ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ↔ ∀ 𝑗𝑋 ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) )
54 53 biimpi ( ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) → ∀ 𝑗𝑋 ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) )
55 54 adantl ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ∀ 𝑗𝑋 ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) )
56 1 adantr ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) → 𝑋 ∈ Fin )
57 56 adantr ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑗𝑋 ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) ) → 𝑋 ∈ Fin )
58 2 adantr ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) → 𝐴 : 𝑋 ⟶ ℝ )
59 58 adantr ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑗𝑋 ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) ) → 𝐴 : 𝑋 ⟶ ℝ )
60 3 adantr ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) → 𝐵 : 𝑋 ⟶ ℝ )
61 60 adantr ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑗𝑋 ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) ) → 𝐵 : 𝑋 ⟶ ℝ )
62 simpr ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) → 𝑋 ≠ ∅ )
63 62 adantr ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑗𝑋 ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) ) → 𝑋 ≠ ∅ )
64 53 42 sylanbr ( ( ∀ 𝑗𝑋 ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) ∧ 𝑘𝑋 ) → ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) )
65 64 adantll ( ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑗𝑋 ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) ) ∧ 𝑘𝑋 ) → ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) )
66 fveq2 ( 𝑗 = 𝑘 → ( 𝐵𝑗 ) = ( 𝐵𝑘 ) )
67 66 oveq1d ( 𝑗 = 𝑘 → ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) = ( ( 𝐵𝑘 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) )
68 67 cbvmptv ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) = ( 𝑘𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑘 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) )
69 68 mpteq2i ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) = ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑘𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑘 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) )
70 oveq2 ( 𝑚 = 𝑛 → ( 1 / 𝑚 ) = ( 1 / 𝑛 ) )
71 70 oveq2d ( 𝑚 = 𝑛 → ( ( 𝐵𝑘 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) = ( ( 𝐵𝑘 ) + ( 1 / 𝑛 ) ) )
72 71 mpteq2dv ( 𝑚 = 𝑛 → ( 𝑘𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑘 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) = ( 𝑘𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑘 ) + ( 1 / 𝑛 ) ) ) )
73 72 cbvmptv ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑘𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑘 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) = ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( 𝑘𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑘 ) + ( 1 / 𝑛 ) ) ) )
74 69 73 eqtri ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) = ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ ( 𝑘𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑘 ) + ( 1 / 𝑛 ) ) ) )
75 fveq2 ( 𝑖 = 𝑛 → ( ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) ‘ 𝑖 ) = ( ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) ‘ 𝑛 ) )
76 75 fveq1d ( 𝑖 = 𝑛 → ( ( ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) ‘ 𝑖 ) ‘ 𝑘 ) = ( ( ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) ‘ 𝑛 ) ‘ 𝑘 ) )
77 76 oveq2d ( 𝑖 = 𝑛 → ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( ( ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) ‘ 𝑖 ) ‘ 𝑘 ) ) = ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( ( ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) ‘ 𝑛 ) ‘ 𝑘 ) ) )
78 77 ixpeq2dv ( 𝑖 = 𝑛X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( ( ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) ‘ 𝑖 ) ‘ 𝑘 ) ) = X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( ( ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) ‘ 𝑛 ) ‘ 𝑘 ) ) )
79 78 cbvmptv ( 𝑖 ∈ ℕ ↦ X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( ( ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) ‘ 𝑖 ) ‘ 𝑘 ) ) ) = ( 𝑛 ∈ ℕ ↦ X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( ( ( 𝑚 ∈ ℕ ↦ ( 𝑗𝑋 ↦ ( ( 𝐵𝑗 ) + ( 1 / 𝑚 ) ) ) ) ‘ 𝑛 ) ‘ 𝑘 ) ) )
80 57 59 61 63 65 4 74 79 vonicclem2 ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑗𝑋 ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ∏ 𝑘𝑋 ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) )
81 55 80 syldan ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ∏ 𝑘𝑋 ( ( 𝐵𝑘 ) − ( 𝐴𝑘 ) ) )
82 5 56 62 58 60 hoidmvn0val ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) → ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) = ∏ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) )
83 82 adantr ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) = ∏ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) )
84 49 81 83 3eqtr4d ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) )
85 rexnal ( ∃ 𝑘𝑋 ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ↔ ¬ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) )
86 85 bicomi ( ¬ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ↔ ∃ 𝑘𝑋 ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) )
87 86 biimpi ( ¬ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) → ∃ 𝑘𝑋 ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) )
88 87 adantl ( ( 𝜑 ∧ ¬ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ∃ 𝑘𝑋 ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) )
89 simpr ( ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) ∧ ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) )
90 38 adantr ( ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) ∧ ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ( 𝐵𝑘 ) ∈ ℝ )
91 37 adantr ( ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) ∧ ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ( 𝐴𝑘 ) ∈ ℝ )
92 90 91 ltnled ( ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) ∧ ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ( ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ↔ ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) )
93 89 92 mpbird ( ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) ∧ ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) )
94 93 ex ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → ( ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) → ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) )
95 94 reximdva ( 𝜑 → ( ∃ 𝑘𝑋 ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) → ∃ 𝑘𝑋 ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) )
96 95 adantr ( ( 𝜑 ∧ ¬ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ( ∃ 𝑘𝑋 ¬ ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) → ∃ 𝑘𝑋 ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) )
97 88 96 mpd ( ( 𝜑 ∧ ¬ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ∃ 𝑘𝑋 ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) )
98 97 adantlr ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ¬ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ∃ 𝑘𝑋 ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) )
99 nfcv 𝑘 ( voln ‘ 𝑋 )
100 nfixp1 𝑘 X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) )
101 4 100 nfcxfr 𝑘 𝐼
102 99 101 nffv 𝑘 ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 )
103 nfcv 𝑘 𝐴
104 nfcv 𝑘 Fin
105 nfcv 𝑘 ( ℝ ↑m 𝑥 )
106 nfv 𝑘 𝑥 = ∅
107 nfcv 𝑘 0
108 nfcv 𝑘 𝑥
109 108 nfcprod1 𝑘𝑘𝑥 ( vol ‘ ( ( 𝑎𝑘 ) [,) ( 𝑏𝑘 ) ) )
110 106 107 109 nfif 𝑘 if ( 𝑥 = ∅ , 0 , ∏ 𝑘𝑥 ( vol ‘ ( ( 𝑎𝑘 ) [,) ( 𝑏𝑘 ) ) ) )
111 105 105 110 nfmpo 𝑘 ( 𝑎 ∈ ( ℝ ↑m 𝑥 ) , 𝑏 ∈ ( ℝ ↑m 𝑥 ) ↦ if ( 𝑥 = ∅ , 0 , ∏ 𝑘𝑥 ( vol ‘ ( ( 𝑎𝑘 ) [,) ( 𝑏𝑘 ) ) ) ) )
112 104 111 nfmpt 𝑘 ( 𝑥 ∈ Fin ↦ ( 𝑎 ∈ ( ℝ ↑m 𝑥 ) , 𝑏 ∈ ( ℝ ↑m 𝑥 ) ↦ if ( 𝑥 = ∅ , 0 , ∏ 𝑘𝑥 ( vol ‘ ( ( 𝑎𝑘 ) [,) ( 𝑏𝑘 ) ) ) ) ) )
113 5 112 nfcxfr 𝑘 𝐿
114 nfcv 𝑘 𝑋
115 113 114 nffv 𝑘 ( 𝐿𝑋 )
116 nfcv 𝑘 𝐵
117 103 115 116 nfov 𝑘 ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 )
118 102 117 nfeq 𝑘 ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 )
119 1 vonmea ( 𝜑 → ( voln ‘ 𝑋 ) ∈ Meas )
120 119 mea0 ( 𝜑 → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ ∅ ) = 0 )
121 120 3ad2ant1 ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ ∅ ) = 0 )
122 4 a1i ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → 𝐼 = X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) )
123 simp2 ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → 𝑘𝑋 )
124 simp3 ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) )
125 ressxr ℝ ⊆ ℝ*
126 125 37 sseldi ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → ( 𝐴𝑘 ) ∈ ℝ* )
127 125 38 sseldi ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → ( 𝐵𝑘 ) ∈ ℝ* )
128 icc0 ( ( ( 𝐴𝑘 ) ∈ ℝ* ∧ ( 𝐵𝑘 ) ∈ ℝ* ) → ( ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = ∅ ↔ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) )
129 126 127 128 syl2anc ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → ( ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = ∅ ↔ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) )
130 129 3adant3 ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ( ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = ∅ ↔ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) )
131 124 130 mpbird ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = ∅ )
132 rspe ( ( 𝑘𝑋 ∧ ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = ∅ ) → ∃ 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = ∅ )
133 123 131 132 syl2anc ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ∃ 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = ∅ )
134 ixp0 ( ∃ 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = ∅ → X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = ∅ )
135 133 134 syl ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → X 𝑘𝑋 ( ( 𝐴𝑘 ) [,] ( 𝐵𝑘 ) ) = ∅ )
136 122 135 eqtrd ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → 𝐼 = ∅ )
137 136 fveq2d ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ ∅ ) )
138 ne0i ( 𝑘𝑋𝑋 ≠ ∅ )
139 138 adantl ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → 𝑋 ≠ ∅ )
140 139 82 syldan ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) = ∏ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) )
141 140 3adant3 ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) = ∏ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) )
142 eleq1w ( 𝑗 = 𝑘 → ( 𝑗𝑋𝑘𝑋 ) )
143 fveq2 ( 𝑗 = 𝑘 → ( 𝐴𝑗 ) = ( 𝐴𝑘 ) )
144 66 143 breq12d ( 𝑗 = 𝑘 → ( ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ↔ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) )
145 142 144 3anbi23d ( 𝑗 = 𝑘 → ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) ↔ ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) ) )
146 145 imbi1d ( 𝑗 = 𝑘 → ( ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) → ∏ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = 0 ) ↔ ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ∏ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = 0 ) ) )
147 nfv 𝑘 ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) )
148 1 3ad2ant1 ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) → 𝑋 ∈ Fin )
149 volicore ( ( ( 𝐴𝑘 ) ∈ ℝ ∧ ( 𝐵𝑘 ) ∈ ℝ ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) ∈ ℝ )
150 37 38 149 syl2anc ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) ∈ ℝ )
151 150 recnd ( ( 𝜑𝑘𝑋 ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) ∈ ℂ )
152 151 3ad2antl1 ( ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) ∧ 𝑘𝑋 ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) ∈ ℂ )
153 simp2 ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) → 𝑗𝑋 )
154 50 51 oveq12d ( 𝑘 = 𝑗 → ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) = ( ( 𝐴𝑗 ) [,) ( 𝐵𝑗 ) ) )
155 154 fveq2d ( 𝑘 = 𝑗 → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑗 ) [,) ( 𝐵𝑗 ) ) ) )
156 155 adantl ( ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) ∧ 𝑘 = 𝑗 ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑗 ) [,) ( 𝐵𝑗 ) ) ) )
157 2 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑗𝑋 ) → ( 𝐴𝑗 ) ∈ ℝ )
158 3 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑗𝑋 ) → ( 𝐵𝑗 ) ∈ ℝ )
159 volico2 ( ( ( 𝐴𝑗 ) ∈ ℝ ∧ ( 𝐵𝑗 ) ∈ ℝ ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑗 ) [,) ( 𝐵𝑗 ) ) ) = if ( ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) , ( ( 𝐵𝑗 ) − ( 𝐴𝑗 ) ) , 0 ) )
160 157 158 159 syl2anc ( ( 𝜑𝑗𝑋 ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑗 ) [,) ( 𝐵𝑗 ) ) ) = if ( ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) , ( ( 𝐵𝑗 ) − ( 𝐴𝑗 ) ) , 0 ) )
161 160 3adant3 ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑗 ) [,) ( 𝐵𝑗 ) ) ) = if ( ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) , ( ( 𝐵𝑗 ) − ( 𝐴𝑗 ) ) , 0 ) )
162 simp3 ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) → ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) )
163 158 157 ltnled ( ( 𝜑𝑗𝑋 ) → ( ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ↔ ¬ ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) ) )
164 163 3adant3 ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) → ( ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ↔ ¬ ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) ) )
165 162 164 mpbid ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) → ¬ ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) )
166 165 iffalsed ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) → if ( ( 𝐴𝑗 ) ≤ ( 𝐵𝑗 ) , ( ( 𝐵𝑗 ) − ( 𝐴𝑗 ) ) , 0 ) = 0 )
167 161 166 eqtrd ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑗 ) [,) ( 𝐵𝑗 ) ) ) = 0 )
168 167 adantr ( ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) ∧ 𝑘 = 𝑗 ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑗 ) [,) ( 𝐵𝑗 ) ) ) = 0 )
169 156 168 eqtrd ( ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) ∧ 𝑘 = 𝑗 ) → ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = 0 )
170 147 148 152 153 169 fprodeq0g ( ( 𝜑𝑗𝑋 ∧ ( 𝐵𝑗 ) < ( 𝐴𝑗 ) ) → ∏ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = 0 )
171 146 170 chvarvv ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ∏ 𝑘𝑋 ( vol ‘ ( ( 𝐴𝑘 ) [,) ( 𝐵𝑘 ) ) ) = 0 )
172 141 171 eqtrd ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) = 0 )
173 121 137 172 3eqtr4d ( ( 𝜑𝑘𝑋 ∧ ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) )
174 173 3exp ( 𝜑 → ( 𝑘𝑋 → ( ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) ) ) )
175 174 adantr ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) → ( 𝑘𝑋 → ( ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) ) ) )
176 34 118 175 rexlimd ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) → ( ∃ 𝑘𝑋 ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) ) )
177 176 imp ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ∃ 𝑘𝑋 ( 𝐵𝑘 ) < ( 𝐴𝑘 ) ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) )
178 98 177 syldan ( ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) ∧ ¬ ∀ 𝑘𝑋 ( 𝐴𝑘 ) ≤ ( 𝐵𝑘 ) ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) )
179 84 178 pm2.61dan ( ( 𝜑𝑋 ≠ ∅ ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) )
180 33 179 syldan ( ( 𝜑 ∧ ¬ 𝑋 = ∅ ) → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) )
181 31 180 pm2.61dan ( 𝜑 → ( ( voln ‘ 𝑋 ) ‘ 𝐼 ) = ( 𝐴 ( 𝐿𝑋 ) 𝐵 ) )