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Theorem itgmulc2lem1

Description: Lemma for itgmulc2 : positive real case. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses itgmulc2.1 ( 𝜑𝐶 ∈ ℂ )
itgmulc2.2 ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → 𝐵𝑉 )
itgmulc2.3 ( 𝜑 → ( 𝑥𝐴𝐵 ) ∈ 𝐿1 )
itgmulc2.4 ( 𝜑𝐶 ∈ ℝ )
itgmulc2.5 ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℝ )
itgmulc2.6 ( 𝜑 → 0 ≤ 𝐶 )
itgmulc2.7 ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → 0 ≤ 𝐵 )
Assertion itgmulc2lem1 ( 𝜑 → ( 𝐶 · ∫ 𝐴 𝐵 d 𝑥 ) = ∫ 𝐴 ( 𝐶 · 𝐵 ) d 𝑥 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itgmulc2.1 ( 𝜑𝐶 ∈ ℂ )
2 itgmulc2.2 ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → 𝐵𝑉 )
3 itgmulc2.3 ( 𝜑 → ( 𝑥𝐴𝐵 ) ∈ 𝐿1 )
4 itgmulc2.4 ( 𝜑𝐶 ∈ ℝ )
5 itgmulc2.5 ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℝ )
6 itgmulc2.6 ( 𝜑 → 0 ≤ 𝐶 )
7 itgmulc2.7 ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → 0 ≤ 𝐵 )
8 elrege0 ( 𝐵 ∈ ( 0 [,) +∞ ) ↔ ( 𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵 ) )
9 5 7 8 sylanbrc ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → 𝐵 ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
10 0e0icopnf 0 ∈ ( 0 [,) +∞ )
11 10 a1i ( ( 𝜑 ∧ ¬ 𝑥𝐴 ) → 0 ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
12 9 11 ifclda ( 𝜑 → if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
13 12 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
14 13 fmpttd ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) : ℝ ⟶ ( 0 [,) +∞ ) )
15 5 7 iblpos ( 𝜑 → ( ( 𝑥𝐴𝐵 ) ∈ 𝐿1 ↔ ( ( 𝑥𝐴𝐵 ) ∈ MblFn ∧ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ∈ ℝ ) ) )
16 3 15 mpbid ( 𝜑 → ( ( 𝑥𝐴𝐵 ) ∈ MblFn ∧ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ∈ ℝ ) )
17 16 simprd ( 𝜑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ∈ ℝ )
18 elrege0 ( 𝐶 ∈ ( 0 [,) +∞ ) ↔ ( 𝐶 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐶 ) )
19 4 6 18 sylanbrc ( 𝜑𝐶 ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
20 14 17 19 itg2mulc ( 𝜑 → ( ∫2 ‘ ( ( ℝ × { 𝐶 } ) ∘f · ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ) = ( 𝐶 · ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ) )
21 reex ℝ ∈ V
22 21 a1i ( 𝜑 → ℝ ∈ V )
23 4 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → 𝐶 ∈ ℝ )
24 fconstmpt ( ℝ × { 𝐶 } ) = ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ 𝐶 )
25 24 a1i ( 𝜑 → ( ℝ × { 𝐶 } ) = ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ 𝐶 ) )
26 eqidd ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) )
27 22 23 13 25 26 offval2 ( 𝜑 → ( ( ℝ × { 𝐶 } ) ∘f · ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ ( 𝐶 · if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) )
28 ovif2 ( 𝐶 · if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) = if ( 𝑥𝐴 , ( 𝐶 · 𝐵 ) , ( 𝐶 · 0 ) )
29 1 mul01d ( 𝜑 → ( 𝐶 · 0 ) = 0 )
30 29 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝐶 · 0 ) = 0 )
31 30 ifeq2d ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → if ( 𝑥𝐴 , ( 𝐶 · 𝐵 ) , ( 𝐶 · 0 ) ) = if ( 𝑥𝐴 , ( 𝐶 · 𝐵 ) , 0 ) )
32 28 31 eqtrid ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝐶 · if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) = if ( 𝑥𝐴 , ( 𝐶 · 𝐵 ) , 0 ) )
33 32 mpteq2dva ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ ( 𝐶 · if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , ( 𝐶 · 𝐵 ) , 0 ) ) )
34 27 33 eqtrd ( 𝜑 → ( ( ℝ × { 𝐶 } ) ∘f · ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , ( 𝐶 · 𝐵 ) , 0 ) ) )
35 34 fveq2d ( 𝜑 → ( ∫2 ‘ ( ( ℝ × { 𝐶 } ) ∘f · ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ) = ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , ( 𝐶 · 𝐵 ) , 0 ) ) ) )
36 20 35 eqtr3d ( 𝜑 → ( 𝐶 · ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ) = ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , ( 𝐶 · 𝐵 ) , 0 ) ) ) )
37 5 3 7 itgposval ( 𝜑 → ∫ 𝐴 𝐵 d 𝑥 = ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) )
38 37 oveq2d ( 𝜑 → ( 𝐶 · ∫ 𝐴 𝐵 d 𝑥 ) = ( 𝐶 · ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ) )
39 4 adantr ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → 𝐶 ∈ ℝ )
40 39 5 remulcld ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → ( 𝐶 · 𝐵 ) ∈ ℝ )
41 1 2 3 iblmulc2 ( 𝜑 → ( 𝑥𝐴 ↦ ( 𝐶 · 𝐵 ) ) ∈ 𝐿1 )
42 6 adantr ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → 0 ≤ 𝐶 )
43 39 5 42 7 mulge0d ( ( 𝜑𝑥𝐴 ) → 0 ≤ ( 𝐶 · 𝐵 ) )
44 40 41 43 itgposval ( 𝜑 → ∫ 𝐴 ( 𝐶 · 𝐵 ) d 𝑥 = ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥𝐴 , ( 𝐶 · 𝐵 ) , 0 ) ) ) )
45 36 38 44 3eqtr4d ( 𝜑 → ( 𝐶 · ∫ 𝐴 𝐵 d 𝑥 ) = ∫ 𝐴 ( 𝐶 · 𝐵 ) d 𝑥 )