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Theorem itg2gt0 22797
Description: If the function  F is strictly positive on a set of positive measure, then the integral of the function is positive. (Contributed by Mario Carneiro, 30-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
itg2gt0.1  |-  ( ph  ->  A  e.  dom  vol )
itg2gt0.2  |-  ( ph  ->  0  <  ( vol `  A ) )
itg2gt0.3  |-  ( ph  ->  F : RR --> ( 0 [,) +oo ) )
itg2gt0.4  |-  ( ph  ->  F  e. MblFn )
itg2gt0.5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  0  <  ( F `  x
) )
Assertion
Ref Expression
itg2gt0  |-  ( ph  ->  0  <  ( S.2 `  F ) )
Distinct variable groups:    x, A    x, F    ph, x

Proof of Theorem itg2gt0
Dummy variables  k  n  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 itg2gt0.2 . 2  |-  ( ph  ->  0  <  ( vol `  A ) )
2 itg2gt0.1 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A  e.  dom  vol )
3 iccssxr 11742 . . . . . . . 8  |-  ( 0 [,] +oo )  C_  RR*
4 volf 22561 . . . . . . . . 9  |-  vol : dom  vol --> ( 0 [,] +oo )
54ffvelrni 6036 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  ( vol `  A )  e.  ( 0 [,] +oo ) )
63, 5sseldi 3416 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  ( vol `  A )  e.  RR* )
72, 6syl 17 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( vol `  A
)  e.  RR* )
87adantr 472 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol `  A )  e. 
RR* )
9 itg2gt0.3 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  F : RR --> ( 0 [,) +oo ) )
10 reex 9648 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  RR  e.  _V
11 fex 6155 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F : RR --> ( 0 [,) +oo )  /\  RR  e.  _V )  ->  F  e.  _V )
129, 10, 11sylancl 675 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  F  e.  _V )
13 cnvexg 6758 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( F  e.  _V  ->  `' F  e.  _V )
1412, 13syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  `' F  e.  _V )
15 imaexg 6749 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( `' F  e.  _V  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) )  e.  _V )
1614, 15syl 17 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( `' F "
( ( 1  /  n ) (,) +oo ) )  e.  _V )
1716adantr 472 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) )  e.  _V )
18 eqid 2471 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  =  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )
1917, 18fmptd 6061 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) : NN --> _V )
20 ffn 5739 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) : NN --> _V  ->  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  Fn  NN )
2119, 20syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  Fn  NN )
22 fniunfv 6170 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  Fn  NN  ->  U_ k  e.  NN  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  =  U. ran  (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )
2321, 22syl 17 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  U_ k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  =  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )
24 itg2gt0.4 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  F  e. MblFn )
25 rge0ssre 11766 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( 0 [,) +oo )  C_  RR
26 fss 5749 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F : RR --> ( 0 [,) +oo )  /\  ( 0 [,) +oo )  C_  RR )  ->  F : RR --> RR )
279, 25, 26sylancl 675 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  F : RR --> RR )
28 mbfima 22667 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( F  e. MblFn  /\  F : RR
--> RR )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) )  e.  dom  vol )
2924, 27, 28syl2anc 673 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( `' F "
( ( 1  /  n ) (,) +oo ) )  e.  dom  vol )
3029adantr 472 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) )  e.  dom  vol )
3130, 18fmptd 6061 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) : NN --> dom  vol )
3231ffvelrnda 6037 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  e.  dom  vol )
3332ralrimiva 2809 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  A. k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  e.  dom  vol )
34 iunmbl 22585 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. k  e.  NN  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  e.  dom  vol  ->  U_ k  e.  NN  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  e.  dom  vol )
3533, 34syl 17 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  U_ k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  e.  dom  vol )
3623, 35eqeltrrd 2550 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  e.  dom  vol )
37 mblss 22563 . . . . . . . 8  |-  ( U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  e.  dom  vol  ->  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  C_  RR )
3836, 37syl 17 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  C_  RR )
39 ovolcl 22509 . . . . . . 7  |-  ( U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  C_  RR  ->  ( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  e.  RR* )
4038, 39syl 17 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  e.  RR* )
4140adantr 472 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  e.  RR* )
42 0xr 9705 . . . . . 6  |-  0  e.  RR*
4342a1i 11 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  0  e.  RR* )
44 mblvol 22562 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  ( vol `  A )  =  ( vol* `  A ) )
452, 44syl 17 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( vol `  A
)  =  ( vol* `  A )
)
46 mblss 22563 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  A 
C_  RR )
472, 46syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  A  C_  RR )
4847sselda 3418 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  x  e.  RR )
499ffvelrnda 6037 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  ( F `
 x )  e.  ( 0 [,) +oo ) )
50 elrege0 11764 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F `  x )  e.  ( 0 [,) +oo )  <->  ( ( F `
 x )  e.  RR  /\  0  <_ 
( F `  x
) ) )
5149, 50sylib 201 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  ( ( F `  x )  e.  RR  /\  0  <_  ( F `  x
) ) )
5251simpld 466 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  ( F `
 x )  e.  RR )
5348, 52syldan 478 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( F `  x )  e.  RR )
54 itg2gt0.5 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  0  <  ( F `  x
) )
55 nnrecl 10891 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( F `  x
)  e.  RR  /\  0  <  ( F `  x ) )  ->  E. k  e.  NN  ( 1  /  k
)  <  ( F `  x ) )
5653, 54, 55syl2anc 673 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  E. k  e.  NN  ( 1  / 
k )  <  ( F `  x )
)
57 ffn 5739 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( F : RR --> ( 0 [,) +oo )  ->  F  Fn  RR )
589, 57syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  F  Fn  RR )
5958ad2antrr 740 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  F  Fn  RR )
60 elpreima 6017 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( F  Fn  RR  ->  (
x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  <-> 
( x  e.  RR  /\  ( F `  x
)  e.  ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) )
6159, 60syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  <-> 
( x  e.  RR  /\  ( F `  x
)  e.  ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) )
6248adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  x  e.  RR )
6362biantrurd 516 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( F `  x
)  e.  ( ( 1  /  k ) (,) +oo )  <->  ( x  e.  RR  /\  ( F `
 x )  e.  ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ) )
64 nnrecre 10668 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( k  e.  NN  ->  (
1  /  k )  e.  RR )
6564adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  k )  e.  RR )
6665rexrd 9708 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  k )  e. 
RR* )
6766adantlr 729 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
1  /  k )  e.  RR* )
68 elioopnf 11753 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( 1  /  k )  e.  RR*  ->  ( ( F `  x )  e.  ( ( 1  /  k ) (,) +oo )  <->  ( ( F `
 x )  e.  RR  /\  ( 1  /  k )  < 
( F `  x
) ) ) )
6967, 68syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( F `  x
)  e.  ( ( 1  /  k ) (,) +oo )  <->  ( ( F `  x )  e.  RR  /\  ( 1  /  k )  < 
( F `  x
) ) ) )
7061, 63, 693bitr2d 289 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  <-> 
( ( F `  x )  e.  RR  /\  ( 1  /  k
)  <  ( F `  x ) ) ) )
71 id 22 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  NN )
72 imaexg 6749 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( `' F  e.  _V  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  e.  _V )
7314, 72syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ph  ->  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) )  e.  _V )
7473adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  e.  _V )
75 oveq2 6316 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( n  =  k  ->  (
1  /  n )  =  ( 1  / 
k ) )
7675oveq1d 6323 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( n  =  k  ->  (
( 1  /  n
) (,) +oo )  =  ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )
7776imaeq2d 5174 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( n  =  k  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) )  =  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )
7877, 18fvmptg 5961 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( k  e.  NN  /\  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  e.  _V )  -> 
( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  =  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )
7971, 74, 78syl2anr 486 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  =  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )
8079eleq2d 2534 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  <-> 
x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) )
8153adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  ( F `  x )  e.  RR )
8281biantrurd 516 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( 1  /  k
)  <  ( F `  x )  <->  ( ( F `  x )  e.  RR  /\  ( 1  /  k )  < 
( F `  x
) ) ) )
8370, 80, 823bitr4rd 294 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  A )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( 1  /  k
)  <  ( F `  x )  <->  x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) ) )
8483rexbidva 2889 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( E. k  e.  NN  ( 1  /  k
)  <  ( F `  x )  <->  E. k  e.  NN  x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) ) )
8556, 84mpbid 215 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  E. k  e.  NN  x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) )
8685ex 441 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( x  e.  A  ->  E. k  e.  NN  x  e.  ( (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) ) )
87 eluni2 4194 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  U. ran  (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  <->  E. z  e.  ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) x  e.  z )
88 eleq2 2538 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  =  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  ->  ( x  e.  z  <->  x  e.  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) ) )
8988rexrn 6039 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  Fn  NN  ->  ( E. z  e.  ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) x  e.  z  <->  E. k  e.  NN  x  e.  ( (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) ) )
9021, 89syl 17 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( E. z  e. 
ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) x  e.  z  <->  E. k  e.  NN  x  e.  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) ) )
9187, 90syl5bb 265 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( x  e.  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  <->  E. k  e.  NN  x  e.  ( (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) ) )
9286, 91sylibrd 242 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( x  e.  A  ->  x  e.  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) )
9392ssrdv 3424 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  A  C_  U. ran  (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )
94 ovolss 22516 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  C_  U. ran  (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  /\  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  C_  RR )  ->  ( vol* `  A )  <_  ( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) )
9593, 38, 94syl2anc 673 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( vol* `  A )  <_  ( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) )
9645, 95eqbrtrd 4416 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( vol `  A
)  <_  ( vol* `  U. ran  (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) )
9796adantr 472 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol `  A )  <_ 
( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) )
98 mblvol 22562 . . . . . . . . 9  |-  ( U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  e.  dom  vol  ->  ( vol `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  =  ( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) )
9936, 98syl 17 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( vol `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  =  ( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) )
100 peano2nn 10643 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  (
k  +  1 )  e.  NN )
101100adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( k  +  1 )  e.  NN )
102 nnrecre 10668 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( k  +  1 )  e.  NN  ->  (
1  /  ( k  +  1 ) )  e.  RR )
103101, 102syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  ( k  +  1 ) )  e.  RR )
104103rexrd 9708 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  ( k  +  1 ) )  e. 
RR* )
105 nnre 10638 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  k  e.  RR )
106105adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  k  e.  RR )
107106lep1d 10560 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  k  <_ 
( k  +  1 ) )
108 nngt0 10660 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( k  e.  NN  ->  0  <  k )
109108adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  0  < 
k )
110101nnred 10646 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( k  +  1 )  e.  RR )
111101nngt0d 10675 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  0  < 
( k  +  1 ) )
112 lerec 10511 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( k  e.  RR  /\  0  <  k )  /\  ( ( k  +  1 )  e.  RR  /\  0  < 
( k  +  1 ) ) )  -> 
( k  <_  (
k  +  1 )  <-> 
( 1  /  (
k  +  1 ) )  <_  ( 1  /  k ) ) )
113106, 109, 110, 111, 112syl22anc 1293 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( k  <_  ( k  +  1 )  <->  ( 1  /  ( k  +  1 ) )  <_ 
( 1  /  k
) ) )
114107, 113mpbid 215 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  ( k  +  1 ) )  <_ 
( 1  /  k
) )
115 iooss1 11696 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( 1  /  (
k  +  1 ) )  e.  RR*  /\  (
1  /  ( k  +  1 ) )  <_  ( 1  / 
k ) )  -> 
( ( 1  / 
k ) (,) +oo )  C_  ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,) +oo ) )
116104, 114, 115syl2anc 673 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( 1  /  k ) (,) +oo )  C_  ( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,) +oo ) )
117 imass2 5210 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( 1  /  k
) (,) +oo )  C_  ( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,) +oo )  ->  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) )  C_  ( `' F " ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,) +oo ) ) )
118116, 117syl 17 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) 
C_  ( `' F " ( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,) +oo ) ) )
11971, 73, 78syl2anr 486 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  =  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )
120 imaexg 6749 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( `' F  e.  _V  ->  ( `' F " ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,) +oo ) )  e.  _V )
12114, 120syl 17 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( `' F "
( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,) +oo ) )  e.  _V )
122 oveq2 6316 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
1  /  n )  =  ( 1  / 
( k  +  1 ) ) )
123122oveq1d 6323 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  (
( 1  /  n
) (,) +oo )  =  ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,) +oo ) )
124123imaeq2d 5174 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  =  ( k  +  1 )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) )  =  ( `' F " ( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,) +oo ) ) )
125124, 18fvmptg 5961 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( k  +  1 )  e.  NN  /\  ( `' F " ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,) +oo ) )  e.  _V )  -> 
( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  ( k  +  1 ) )  =  ( `' F " ( ( 1  /  ( k  +  1 ) ) (,) +oo ) ) )
126100, 121, 125syl2anr 486 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  ( k  +  1 ) )  =  ( `' F " ( ( 1  / 
( k  +  1 ) ) (,) +oo ) ) )
127118, 119, 1263sstr4d 3461 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) 
C_  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  ( k  +  1 ) ) )
128127ralrimiva 2809 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  A. k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  C_  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  ( k  +  1 ) ) )
129 volsup 22588 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) : NN --> dom  vol  /\ 
A. k  e.  NN  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  C_  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  ( k  +  1 ) ) )  ->  ( vol ` 
U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  =  sup ( ( vol " ran  (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  ) )
13031, 128, 129syl2anc 673 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( vol `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  =  sup ( ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  ) )
13199, 130eqtr3d 2507 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  =  sup ( ( vol " ran  (
n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  ) )
132131adantr 472 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  =  sup ( ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  ) )
13373adantr 472 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  e.  _V )
13471, 133, 78syl2anr 486 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  =  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )
135134fveq2d 5883 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  /\  k  e.  NN )  ->  ( vol `  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) )  =  ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ) )
13642a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
0  e.  RR* )
137 nnrecgt0 10669 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( k  e.  NN  ->  0  <  ( 1  /  k
) )
138137adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  0  < 
( 1  /  k
) )
139 0re 9661 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  0  e.  RR
140 ltle 9740 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  ( 1  /  k
)  e.  RR )  ->  ( 0  < 
( 1  /  k
)  ->  0  <_  ( 1  /  k ) ) )
141139, 65, 140sylancr 676 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 0  <  ( 1  / 
k )  ->  0  <_  ( 1  /  k
) ) )
142138, 141mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  0  <_ 
( 1  /  k
) )
143 elxrge0 11767 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( 1  /  k )  e.  ( 0 [,] +oo )  <->  ( ( 1  /  k )  e. 
RR*  /\  0  <_  ( 1  /  k ) ) )
14466, 142, 143sylanbrc 677 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  k )  e.  ( 0 [,] +oo ) )
145 0e0iccpnf 11769 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  0  e.  ( 0 [,] +oo )
146 ifcl 3914 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( 1  /  k
)  e.  ( 0 [,] +oo )  /\  0  e.  ( 0 [,] +oo ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  e.  ( 0 [,] +oo ) )
147144, 145, 146sylancl 675 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  e.  ( 0 [,] +oo ) )
148147adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  e.  ( 0 [,] +oo ) )
149 eqid 2471 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) )  =  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) )
150148, 149fmptd 6061 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) : RR --> ( 0 [,] +oo ) )
151150adantrr 731 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) : RR --> ( 0 [,] +oo ) )
152 itg2cl 22769 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) : RR --> ( 0 [,] +oo )  ->  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  e. 
RR* )
153151, 152syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  e. 
RR* )
154 icossicc 11746 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( 0 [,) +oo )  C_  ( 0 [,] +oo )
155 fss 5749 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( F : RR --> ( 0 [,) +oo )  /\  ( 0 [,) +oo )  C_  ( 0 [,] +oo ) )  ->  F : RR --> ( 0 [,] +oo ) )
1569, 154, 155sylancl 675 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ph  ->  F : RR --> ( 0 [,] +oo ) )
157 itg2cl 22769 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( F : RR --> ( 0 [,] +oo )  -> 
( S.2 `  F )  e.  RR* )
158156, 157syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ph  ->  ( S.2 `  F
)  e.  RR* )
159158adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( S.2 `  F )  e.  RR* )
160 0nrp 11357 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  -.  0  e.  RR+
161 simpr 468 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )
162119, 32eqeltrrd 2550 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  e.  dom  vol )
163162adantrr 731 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) )  e.  dom  vol )
164163adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) )  e.  dom  vol )
165161, 139syl6eqelr 2558 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  e.  RR )
16665, 138elrpd 11361 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  k )  e.  RR+ )
167166adantrr 731 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  e.  RR+ )
168167adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  ( 1  / 
k )  e.  RR+ )
169 itg2const2 22778 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) )  e.  dom  vol 
/\  ( 1  / 
k )  e.  RR+ )  ->  ( ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  e.  RR  <->  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  e.  RR ) )
170164, 168, 169syl2anc 673 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  ( ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  e.  RR  <->  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  e.  RR ) )
171165, 170mpbird 240 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )  e.  RR )
172 elrege0 11764 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( 1  /  k )  e.  ( 0 [,) +oo )  <->  ( ( 1  /  k )  e.  RR  /\  0  <_ 
( 1  /  k
) ) )
17365, 142, 172sylanbrc 677 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 1  /  k )  e.  ( 0 [,) +oo ) )
174173adantrr 731 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  e.  ( 0 [,) +oo ) )
175174adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  ( 1  / 
k )  e.  ( 0 [,) +oo )
)
176 itg2const 22777 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) )  e.  dom  vol 
/\  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )  e.  RR  /\  ( 1  /  k
)  e.  ( 0 [,) +oo ) )  ->  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  =  ( ( 1  / 
k )  x.  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ) ) )
177164, 171, 175, 176syl3anc 1292 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  =  ( ( 1  / 
k )  x.  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ) ) )
178161, 177eqtrd 2505 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  0  =  ( ( 1  /  k
)  x.  ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ) ) )
179 simplrr 779 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ) )
180171, 179elrpd 11361 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )  e.  RR+ )
181168, 180rpmulcld 11380 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  ( ( 1  /  k )  x.  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) )  e.  RR+ )
182178, 181eqeltrd 2549 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ph  /\  (
k  e.  NN  /\  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  /\  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )  ->  0  e.  RR+ )
183182ex 441 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( 0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  -> 
0  e.  RR+ )
)
184160, 183mtoi 183 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  ->  -.  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) ) )
185 itg2ge0 22772 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) : RR --> ( 0 [,] +oo )  ->  0  <_  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) ) )
186151, 185syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
0  <_  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )
187 xrleloe 11466 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( 0  e.  RR*  /\  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) )  e.  RR* )  ->  ( 0  <_  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) )  <->  ( 0  < 
( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  \/  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) ) ) )
18842, 153, 187sylancr 676 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( 0  <_  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) )  <->  ( 0  < 
( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  \/  0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) ) ) )
189186, 188mpbid 215 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( 0  <  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) ) )  \/  0  =  ( S.2 `  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) ) )
190189ord 384 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( -.  0  < 
( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  -> 
0  =  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) ) )
191184, 190mt3d 130 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
0  <  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) ) )
192156adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  ->  F : RR --> ( 0 [,] +oo ) )
19365adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  e.  RR )
19458adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  F  Fn  RR )
195194, 60syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) )  <->  ( x  e.  RR  /\  ( F `
 x )  e.  ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ) )
196195biimpa 492 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  -> 
( x  e.  RR  /\  ( F `  x
)  e.  ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )
197196simpld 466 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  ->  x  e.  RR )
19852adantlr 729 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  ->  ( F `  x )  e.  RR )
199197, 198syldan 478 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  -> 
( F `  x
)  e.  RR )
20066adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  e.  RR* )
201196simprd 470 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  -> 
( F `  x
)  e.  ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )
202 simpr 468 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( F `  x
)  e.  RR  /\  ( 1  /  k
)  <  ( F `  x ) )  -> 
( 1  /  k
)  <  ( F `  x ) )
20368, 202syl6bi 236 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( 1  /  k )  e.  RR*  ->  ( ( F `  x )  e.  ( ( 1  /  k ) (,) +oo )  ->  ( 1  /  k )  < 
( F `  x
) ) )
204200, 201, 203sylc 61 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  <  ( F `  x ) )
205193, 199, 204ltled 9800 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  -> 
( 1  /  k
)  <_  ( F `  x ) )
20651simprd 470 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  0  <_ 
( F `  x
) )
207206adantlr 729 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  ->  0  <_  ( F `  x
) )
208197, 207syldan 478 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  -> 
0  <_  ( F `  x ) )
209 breq1 4398 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( 1  /  k )  =  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  -> 
( ( 1  / 
k )  <_  ( F `  x )  <->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  <_  ( F `  x ) ) )
210 breq1 4398 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( 0  =  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  -> 
( 0  <_  ( F `  x )  <->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  <_  ( F `  x ) ) )
211209, 210ifboth 3908 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( 1  /  k
)  <_  ( F `  x )  /\  0  <_  ( F `  x
) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  <_  ( F `  x ) )
212205, 208, 211syl2anc 673 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  <_  ( F `  x ) )
213212adantlr 729 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  /\  x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )  ->  if (
x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  <_  ( F `  x ) )
214 iffalse 3881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( -.  x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  =  0 )
215214adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  /\  -.  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  =  0 )
216207adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  /\  -.  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  -> 
0  <_  ( F `  x ) )
217215, 216eqbrtrd 4416 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  /\  -.  x  e.  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  <_  ( F `  x ) )
218213, 217pm2.61dan 808 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  x  e.  RR )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  <_  ( F `  x ) )
219218ralrimiva 2809 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  A. x  e.  RR  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  <_ 
( F `  x
) )
220219adantrr 731 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  ->  A. x  e.  RR  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  <_  ( F `  x ) )
22110a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  RR  e.  _V )
222 ovex 6336 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( 1  /  k )  e. 
_V
223 c0ex 9655 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  0  e.  _V
224222, 223ifex 3940 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  e.  _V
225224a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  e.  _V )
226 fvex 5889 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( F `
 x )  e. 
_V
227226a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  ( F `
 x )  e. 
_V )
228 eqidd 2472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) )  =  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )
2299feqmptd 5932 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  F  =  ( x  e.  RR  |->  ( F `
 x ) ) )
230221, 225, 227, 228, 229ofrfval2 6568 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ph  ->  ( ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) )  oR  <_  F  <->  A. x  e.  RR  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 )  <_  ( F `  x ) ) )
231230biimpar 493 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  A. x  e.  RR  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 )  <_ 
( F `  x
) )  ->  (
x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) )  oR  <_  F )
232220, 231syldan 478 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) )  oR  <_  F )
233 itg2le 22776 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) : RR --> ( 0 [,] +oo )  /\  F : RR --> ( 0 [,] +oo )  /\  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  /  k ) ,  0 ) )  oR  <_  F
)  ->  ( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  <_ 
( S.2 `  F ) )
234151, 192, 232, 233syl3anc 1292 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
( S.2 `  ( x  e.  RR  |->  if ( x  e.  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ,  ( 1  / 
k ) ,  0 ) ) )  <_ 
( S.2 `  F ) )
235136, 153, 159, 191, 234xrltletrd 11481 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  ( k  e.  NN  /\  0  < 
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )  -> 
0  <  ( S.2 `  F ) )
236235expr 626 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( 0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )  ->  0  <  ( S.2 `  F ) ) )
237236con3d 140 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( -.  0  <  ( S.2 `  F )  ->  -.  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )
2384ffvelrni 6036 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  e.  dom  vol  ->  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )  e.  ( 0 [,] +oo ) )
2393, 238sseldi 3416 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) )  e.  dom  vol  ->  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )  e.  RR* )
240162, 239syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( vol `  ( `' F "
( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  e. 
RR* )
241 xrlenlt 9717 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )  e.  RR*  /\  0  e.  RR* )  ->  (
( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )  <_  0  <->  -.  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )
242240, 42, 241sylancl 675 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) )  <_  0  <->  -.  0  <  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  /  k ) (,) +oo ) ) ) ) )
243237, 242sylibrd 242 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( -.  0  <  ( S.2 `  F )  ->  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  <_ 
0 ) )
244243imp 436 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  NN )  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  <_ 
0 )
245244an32s 821 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  /\  k  e.  NN )  ->  ( vol `  ( `' F " ( ( 1  / 
k ) (,) +oo ) ) )  <_ 
0 )
246135, 245eqbrtrd 4416 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  /\  k  e.  NN )  ->  ( vol `  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) )  <_  0 )
247246ralrimiva 2809 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  A. k  e.  NN  ( vol `  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) )  <_  0 )
248 fveq2 5879 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  =  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  ->  ( vol `  z
)  =  ( vol `  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) ) )
249248breq1d 4405 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  =  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k )  ->  ( ( vol `  z )  <_  0  <->  ( vol `  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) )  <_  0 ) )
250249ralrn 6040 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  Fn  NN  ->  ( A. z  e.  ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ( vol `  z
)  <_  0  <->  A. k  e.  NN  ( vol `  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) )  <_  0 ) )
25119, 20, 2503syl 18 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( A. z  e. 
ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ( vol `  z )  <_  0  <->  A. k  e.  NN  ( vol `  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) )  <_  0 ) )
252251adantr 472 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( A. z  e.  ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ( vol `  z
)  <_  0  <->  A. k  e.  NN  ( vol `  (
( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) `  k ) )  <_  0 ) )
253247, 252mpbird 240 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  A. z  e.  ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ( vol `  z )  <_  0 )
254 ffn 5739 . . . . . . . . . 10  |-  ( vol
: dom  vol --> ( 0 [,] +oo )  ->  vol  Fn  dom  vol )
2554, 254ax-mp 5 . . . . . . . . 9  |-  vol  Fn  dom  vol
256 frn 5747 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) : NN --> dom  vol  ->  ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  C_  dom  vol )
25731, 256syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  C_  dom  vol )
258257adantr 472 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  C_  dom  vol )
259 breq1 4398 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( vol `  z
)  ->  ( x  <_  0  <->  ( vol `  z
)  <_  0 ) )
260259ralima 6163 . . . . . . . . 9  |-  ( ( vol  Fn  dom  vol  /\ 
ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) )  C_  dom  vol )  ->  ( A. x  e.  ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) x  <_ 
0  <->  A. z  e.  ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ( vol `  z
)  <_  0 ) )
261255, 258, 260sylancr 676 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( A. x  e.  ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) x  <_ 
0  <->  A. z  e.  ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ( vol `  z
)  <_  0 ) )
262253, 261mpbird 240 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  A. x  e.  ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) x  <_ 
0 )
263 imassrn 5185 . . . . . . . . 9  |-  ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) 
C_  ran  vol
264 frn 5747 . . . . . . . . . . 11  |-  ( vol
: dom  vol --> ( 0 [,] +oo )  ->  ran  vol  C_  ( 0 [,] +oo ) )
2654, 264ax-mp 5 . . . . . . . . . 10  |-  ran  vol  C_  ( 0 [,] +oo )
266265, 3sstri 3427 . . . . . . . . 9  |-  ran  vol  C_ 
RR*
267263, 266sstri 3427 . . . . . . . 8  |-  ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) 
C_  RR*
268 supxrleub 11637 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  C_  RR*  /\  0  e.  RR* )  ->  ( sup ( ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  )  <_  0  <->  A. x  e.  ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) x  <_  0 ) )
269267, 42, 268mp2an 686 . . . . . . 7  |-  ( sup ( ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  )  <_  0  <->  A. x  e.  ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) x  <_  0 )
270262, 269sylibr 217 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  sup ( ( vol " ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) ) ,  RR* ,  <  )  <_  0
)
271132, 270eqbrtrd 4416 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol* `  U. ran  ( n  e.  NN  |->  ( `' F " ( ( 1  /  n ) (,) +oo ) ) ) )  <_  0
)
2728, 41, 43, 97, 271xrletrd 11482 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  -.  0  <  ( S.2 `  F
) )  ->  ( vol `  A )  <_ 
0 )
273272ex 441 . . 3  |-  ( ph  ->  ( -.  0  < 
( S.2 `  F )  ->  ( vol `  A
)  <_  0 ) )
274 xrlenlt 9717 . . . 4  |-  ( ( ( vol `  A
)  e.  RR*  /\  0  e.  RR* )  ->  (
( vol `  A
)  <_  0  <->  -.  0  <  ( vol `  A
) ) )
2757, 42, 274sylancl 675 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( vol `  A
)  <_  0  <->  -.  0  <  ( vol `  A
) ) )
276273, 275sylibd 222 . 2  |-  ( ph  ->  ( -.  0  < 
( S.2 `  F )  ->  -.  0  <  ( vol `  A ) ) )
2771, 276mt4d 145 1  |-  ( ph  ->  0  <  ( S.2 `  F ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 189    \/ wo 375    /\ wa 376    = wceq 1452    e. wcel 1904   A.wral 2756   E.wrex 2757   _Vcvv 3031    C_ wss 3390   ifcif 3872   U.cuni 4190   U_ciun 4269   class class class wbr 4395    |-> cmpt 4454   `'ccnv 4838   dom cdm 4839   ran crn 4840   "cima 4842    Fn wfn 5584   -->wf 5585   ` cfv 5589  (class class class)co 6308    oRcofr 6549   supcsup 7972   RRcr 9556   0cc0 9557   1c1 9558    + caddc 9560    x. cmul 9562   +oocpnf 9690   RR*cxr 9692    < clt 9693    <_ cle 9694    / cdiv 10291   NNcn 10631   RR+crp 11325   (,)cioo 11660   [,)cico 11662   [,]cicc 11663   vol*covol 22491   volcvol 22493  MblFncmbf 22651   S.2citg2 22653
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1677  ax-4 1690  ax-5 1766  ax-6 1813  ax-7 1859  ax-8 1906  ax-9 1913  ax-10 1932  ax-11 1937  ax-12 1950  ax-13 2104  ax-ext 2451  ax-rep 4508  ax-sep 4518  ax-nul 4527  ax-pow 4579  ax-pr 4639  ax-un 6602  ax-inf2 8164  ax-cc 8883  ax-cnex 9613  ax-resscn 9614  ax-1cn 9615  ax-icn 9616  ax-addcl 9617  ax-addrcl 9618  ax-mulcl 9619  ax-mulrcl 9620  ax-mulcom 9621  ax-addass 9622  ax-mulass 9623  ax-distr 9624  ax-i2m1 9625  ax-1ne0 9626  ax-1rid 9627  ax-rnegex 9628  ax-rrecex 9629  ax-cnre 9630  ax-pre-lttri 9631  ax-pre-lttrn 9632  ax-pre-ltadd 9633  ax-pre-mulgt0 9634  ax-pre-sup 9635  ax-addf 9636
This theorem depends on definitions:  df-bi 190  df-or 377  df-an 378  df-3or 1008  df-3an 1009  df-tru 1455  df-fal 1458  df-ex 1672  df-nf 1676  df-sb 1806  df-eu 2323  df-mo 2324  df-clab 2458  df-cleq 2464  df-clel 2467  df-nfc 2601  df-ne 2643  df-nel 2644  df-ral 2761  df-rex 2762  df-reu 2763  df-rmo 2764  df-rab 2765  df-v 3033  df-sbc 3256  df-csb 3350  df-dif 3393  df-un 3395  df-in 3397  df-ss 3404  df-pss 3406  df-nul 3723  df-if 3873  df-pw 3944  df-sn 3960  df-pr 3962  df-tp 3964  df-op 3966  df-uni 4191  df-int 4227  df-iun 4271  df-disj 4367  df-br 4396  df-opab 4455  df-mpt 4456  df-tr 4491  df-eprel 4750  df-id 4754  df-po 4760  df-so 4761  df-fr 4798  df-se 4799  df-we 4800  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-pred 5387  df-ord 5433  df-on 5434  df-lim 5435  df-suc 5436  df-iota 5553  df-fun 5591  df-fn 5592  df-f 5593  df-f1 5594  df-fo 5595  df-f1o 5596  df-fv 5597  df-isom 5598  df-riota 6270  df-ov 6311  df-oprab 6312  df-mpt2 6313  df-of 6550  df-ofr 6551  df-om 6712  df-1st 6812  df-2nd 6813  df-wrecs 7046  df-recs 7108  df-rdg 7146  df-1o 7200  df-2o 7201  df-oadd 7204  df-er 7381  df-map 7492  df-pm 7493  df-en 7588  df-dom 7589  df-sdom 7590  df-fin 7591  df-fi 7943  df-sup 7974  df-inf 7975  df-oi 8043  df-card 8391  df-cda 8616  df-pnf 9695  df-mnf 9696  df-xr 9697  df-ltxr 9698  df-le 9699  df-sub 9882  df-neg 9883  df-div 10292  df-nn 10632  df-2 10690  df-3 10691  df-n0 10894  df-z 10962  df-uz 11183  df-q 11288  df-rp 11326  df-xneg 11432  df-xadd 11433  df-xmul 11434  df-ioo 11664  df-ico 11666  df-icc 11667  df-fz 11811  df-fzo 11943  df-fl 12061  df-seq 12252  df-exp 12311  df-hash 12554  df-cj 13239  df-re 13240  df-im 13241  df-sqrt 13375  df-abs 13376  df-clim 13629  df-rlim 13630  df-sum 13830  df-rest 15399  df-topgen 15420  df-psmet 19039  df-xmet 19040  df-met 19041  df-bl 19042  df-mopn 19043  df-top 19998  df-bases 19999  df-topon 20000  df-cmp 20479  df-cncf 21988  df-ovol 22494  df-vol 22496  df-mbf 22656  df-itg1 22657  df-itg2 22658  df-0p 22707
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