Metamath Proof Explorer


Theorem ibladd

Description: Add two integrals over the same domain. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses itgadd.1 ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ V
itgadd.2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝐿 1
itgadd.3 ⊢ φ ∧ x ∈ A → C ∈ V
itgadd.4 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ 𝐿 1
Assertion ibladd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B + C ∈ 𝐿 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itgadd.1 ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ V
2 itgadd.2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝐿 1
3 itgadd.3 ⊢ φ ∧ x ∈ A → C ∈ V
4 itgadd.4 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ 𝐿 1
5 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B ℜ ⁡ B 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B ℜ ⁡ B 0
6 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B − ℜ ⁡ B 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B − ℜ ⁡ B 0
7 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B ℑ ⁡ B 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B ℑ ⁡ B 0
8 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B − ℑ ⁡ B 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B − ℑ ⁡ B 0
9 5 6 7 8 1 iblcnlem ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ 𝐿 1 ↔ x ∈ A ⟼ B ∈ MblFn ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B ℜ ⁡ B 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B − ℜ ⁡ B 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B ℑ ⁡ B 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B − ℑ ⁡ B 0 ∈ ℝ
10 2 9 mpbid ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ MblFn ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B ℜ ⁡ B 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B − ℜ ⁡ B 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B ℑ ⁡ B 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B − ℑ ⁡ B 0 ∈ ℝ
11 10 simp1d ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ MblFn
12 11 1 mbfdm2 ⊢ φ → A ∈ dom ⁡ vol
13 eqidd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B = x ∈ A ⟼ B
14 eqidd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C = x ∈ A ⟼ C
15 12 1 3 13 14 offval2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B + f x ∈ A ⟼ C = x ∈ A ⟼ B + C
16 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C ℜ ⁡ C 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C ℜ ⁡ C 0
17 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ C − ℜ ⁡ C 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ C − ℜ ⁡ C 0
18 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ C ℑ ⁡ C 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ C ℑ ⁡ C 0
19 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ C − ℑ ⁡ C 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ C − ℑ ⁡ C 0
20 16 17 18 19 3 iblcnlem ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ 𝐿 1 ↔ x ∈ A ⟼ C ∈ MblFn ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C ℜ ⁡ C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ C − ℜ ⁡ C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ C ℑ ⁡ C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ C − ℑ ⁡ C 0 ∈ ℝ
21 4 20 mpbid ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ MblFn ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C ℜ ⁡ C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ C − ℜ ⁡ C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ C ℑ ⁡ C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ C − ℑ ⁡ C 0 ∈ ℝ
22 21 simp1d ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ MblFn
23 11 22 mbfadd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B + f x ∈ A ⟼ C ∈ MblFn
24 15 23 eqeltrrd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B + C ∈ MblFn
25 11 1 mbfmptcl ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℂ
26 25 recld ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℜ ⁡ B ∈ ℝ
27 22 3 mbfmptcl ⊢ φ ∧ x ∈ A → C ∈ ℂ
28 27 recld ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℜ ⁡ C ∈ ℝ
29 25 27 readdd ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℜ ⁡ B + C = ℜ ⁡ B + ℜ ⁡ C
30 25 ismbfcn2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B ∈ MblFn ↔ x ∈ A ⟼ ℜ ⁡ B ∈ MblFn ∧ x ∈ A ⟼ ℑ ⁡ B ∈ MblFn
31 11 30 mpbid ⊢ φ → x ∈ A ⟼ ℜ ⁡ B ∈ MblFn ∧ x ∈ A ⟼ ℑ ⁡ B ∈ MblFn
32 31 simpld ⊢ φ → x ∈ A ⟼ ℜ ⁡ B ∈ MblFn
33 27 ismbfcn2 ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C ∈ MblFn ↔ x ∈ A ⟼ ℜ ⁡ C ∈ MblFn ∧ x ∈ A ⟼ ℑ ⁡ C ∈ MblFn
34 22 33 mpbid ⊢ φ → x ∈ A ⟼ ℜ ⁡ C ∈ MblFn ∧ x ∈ A ⟼ ℑ ⁡ C ∈ MblFn
35 34 simpld ⊢ φ → x ∈ A ⟼ ℜ ⁡ C ∈ MblFn
36 10 simp2d ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B ℜ ⁡ B 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B − ℜ ⁡ B 0 ∈ ℝ
37 36 simpld ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B ℜ ⁡ B 0 ∈ ℝ
38 21 simp2d ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C ℜ ⁡ C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ C − ℜ ⁡ C 0 ∈ ℝ
39 38 simpld ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ C ℜ ⁡ C 0 ∈ ℝ
40 26 28 29 32 35 37 39 ibladdlem ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B + C ℜ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ
41 26 renegcld ⊢ φ ∧ x ∈ A → − ℜ ⁡ B ∈ ℝ
42 28 renegcld ⊢ φ ∧ x ∈ A → − ℜ ⁡ C ∈ ℝ
43 29 negeqd ⊢ φ ∧ x ∈ A → − ℜ ⁡ B + C = − ℜ ⁡ B + ℜ ⁡ C
44 26 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℜ ⁡ B ∈ ℂ
45 28 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℜ ⁡ C ∈ ℂ
46 44 45 negdid ⊢ φ ∧ x ∈ A → − ℜ ⁡ B + ℜ ⁡ C = - ℜ ⁡ B + − ℜ ⁡ C
47 43 46 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ A → − ℜ ⁡ B + C = - ℜ ⁡ B + − ℜ ⁡ C
48 26 32 mbfneg ⊢ φ → x ∈ A ⟼ − ℜ ⁡ B ∈ MblFn
49 28 35 mbfneg ⊢ φ → x ∈ A ⟼ − ℜ ⁡ C ∈ MblFn
50 36 simprd ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B − ℜ ⁡ B 0 ∈ ℝ
51 38 simprd ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ C − ℜ ⁡ C 0 ∈ ℝ
52 41 42 47 48 49 50 51 ibladdlem ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B + C − ℜ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ
53 40 52 jca ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B + C ℜ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B + C − ℜ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ
54 25 imcld ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℑ ⁡ B ∈ ℝ
55 27 imcld ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℑ ⁡ C ∈ ℝ
56 25 27 imaddd ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℑ ⁡ B + C = ℑ ⁡ B + ℑ ⁡ C
57 31 simprd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ ℑ ⁡ B ∈ MblFn
58 34 simprd ⊢ φ → x ∈ A ⟼ ℑ ⁡ C ∈ MblFn
59 10 simp3d ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B ℑ ⁡ B 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B − ℑ ⁡ B 0 ∈ ℝ
60 59 simpld ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B ℑ ⁡ B 0 ∈ ℝ
61 21 simp3d ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ C ℑ ⁡ C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ C − ℑ ⁡ C 0 ∈ ℝ
62 61 simpld ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ C ℑ ⁡ C 0 ∈ ℝ
63 54 55 56 57 58 60 62 ibladdlem ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B + C ℑ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ
64 54 renegcld ⊢ φ ∧ x ∈ A → − ℑ ⁡ B ∈ ℝ
65 55 renegcld ⊢ φ ∧ x ∈ A → − ℑ ⁡ C ∈ ℝ
66 56 negeqd ⊢ φ ∧ x ∈ A → − ℑ ⁡ B + C = − ℑ ⁡ B + ℑ ⁡ C
67 54 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℑ ⁡ B ∈ ℂ
68 55 recnd ⊢ φ ∧ x ∈ A → ℑ ⁡ C ∈ ℂ
69 67 68 negdid ⊢ φ ∧ x ∈ A → − ℑ ⁡ B + ℑ ⁡ C = - ℑ ⁡ B + − ℑ ⁡ C
70 66 69 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ A → − ℑ ⁡ B + C = - ℑ ⁡ B + − ℑ ⁡ C
71 54 57 mbfneg ⊢ φ → x ∈ A ⟼ − ℑ ⁡ B ∈ MblFn
72 55 58 mbfneg ⊢ φ → x ∈ A ⟼ − ℑ ⁡ C ∈ MblFn
73 59 simprd ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B − ℑ ⁡ B 0 ∈ ℝ
74 61 simprd ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ C − ℑ ⁡ C 0 ∈ ℝ
75 64 65 70 71 72 73 74 ibladdlem ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B + C − ℑ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ
76 63 75 jca ⊢ φ → ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B + C ℑ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B + C − ℑ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ
77 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B + C ℜ ⁡ B + C 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B + C ℜ ⁡ B + C 0
78 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B + C − ℜ ⁡ B + C 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B + C − ℜ ⁡ B + C 0
79 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B + C ℑ ⁡ B + C 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B + C ℑ ⁡ B + C 0
80 eqid ⊢ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B + C − ℑ ⁡ B + C 0 = ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B + C − ℑ ⁡ B + C 0
81 ovexd ⊢ φ ∧ x ∈ A → B + C ∈ V
82 77 78 79 80 81 iblcnlem ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B + C ∈ 𝐿 1 ↔ x ∈ A ⟼ B + C ∈ MblFn ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℜ ⁡ B + C ℜ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℜ ⁡ B + C − ℜ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ B + C ℑ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ ∧ ∫ 2 ⁡ x ∈ ℝ ⟼ if x ∈ A ∧ 0 ≤ − ℑ ⁡ B + C − ℑ ⁡ B + C 0 ∈ ℝ
83 24 53 76 82 mpbir3and ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B + C ∈ 𝐿 1