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Theorem volsup2 21880
Description: The volume of  A is the supremum of the sequence  vol* `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) of volumes of bounded sets. (Contributed by Mario Carneiro, 30-Aug-2014.)
Assertion
Ref Expression
volsup2  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  E. n  e.  NN  B  <  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n
) ) ) )
Distinct variable groups:    A, n    B, n

Proof of Theorem volsup2
Dummy variables  m  x  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp3 997 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  B  <  ( vol `  A
) )
2 rexr 9637 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  RR  ->  B  e.  RR* )
323ad2ant2 1017 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  B  e.  RR* )
4 iccssxr 11611 . . . . . . . 8  |-  ( 0 [,] +oo )  C_  RR*
5 volf 21806 . . . . . . . . 9  |-  vol : dom  vol --> ( 0 [,] +oo )
65ffvelrni 6011 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  ( vol `  A )  e.  ( 0 [,] +oo ) )
74, 6sseldi 3484 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  ( vol `  A )  e.  RR* )
873ad2ant1 1016 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( vol `  A )  e. 
RR* )
9 xrltnle 9651 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  RR*  /\  ( vol `  A )  e. 
RR* )  ->  ( B  <  ( vol `  A
)  <->  -.  ( vol `  A )  <_  B
) )
103, 8, 9syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( B  <  ( vol `  A
)  <->  -.  ( vol `  A )  <_  B
) )
111, 10mpbid 210 . . . 4  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  -.  ( vol `  A )  <_  B )
12 negeq 9812 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  n  ->  -u m  =  -u n )
13 id 22 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  n  ->  m  =  n )
1412, 13oveq12d 6295 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  =  n  ->  ( -u m [,] m )  =  ( -u n [,] n ) )
1514ineq2d 3682 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  =  n  ->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) )  =  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )
16 eqid 2441 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) )  =  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) )
17 ovex 6305 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( -u n [,] n )  e. 
_V
1817inex2 4575 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) )  e. 
_V
1915, 16, 18fvmpt 5937 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `  n
)  =  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )
2019iuneq2i 4330 . . . . . . . . . 10  |-  U_ n  e.  NN  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n )  = 
U_ n  e.  NN  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) )
21 iunin2 4375 . . . . . . . . . 10  |-  U_ n  e.  NN  ( A  i^i  ( -u n [,] n
) )  =  ( A  i^i  U_ n  e.  NN  ( -u n [,] n ) )
2220, 21eqtri 2470 . . . . . . . . 9  |-  U_ n  e.  NN  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n )  =  ( A  i^i  U_ n  e.  NN  ( -u n [,] n ) )
23 simpl1 998 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  A  e.  dom  vol )
24 nnre 10544 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  RR )
2524adantl 466 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  n  e.  RR )
2625renegcld 9987 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  -> 
-u n  e.  RR )
27 iccmbl 21842 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
-u n  e.  RR  /\  n  e.  RR )  ->  ( -u n [,] n )  e.  dom  vol )
2826, 25, 27syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( -u n [,] n )  e.  dom  vol )
29 inmbl 21818 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  ( -u n [,] n )  e.  dom  vol )  ->  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) )  e. 
dom  vol )
3023, 28, 29syl2anc 661 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) )  e.  dom  vol )
3115cbvmptv 4524 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) )  =  ( n  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u n [,] n
) ) )
3230, 31fmptd 6036 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  (
m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) : NN --> dom  vol )
33 ffn 5717 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) : NN --> dom  vol  ->  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) )  Fn  NN )
3432, 33syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  (
m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) )  Fn  NN )
35 fniunfv 6140 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) )  Fn  NN  ->  U_ n  e.  NN  (
( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `  n
)  =  U. ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) )
3634, 35syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  U_ n  e.  NN  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n )  = 
U. ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) )
37 mblss 21808 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A  e.  dom  vol  ->  A 
C_  RR )
38373ad2ant1 1016 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  A  C_  RR )
3938sselda 3486 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  x  e.  RR )
40 recn 9580 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  e.  RR  ->  x  e.  CC )
4140abscld 13241 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  e.  RR  ->  ( abs `  x )  e.  RR )
42 arch 10793 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( abs `  x )  e.  RR  ->  E. n  e.  NN  ( abs `  x
)  <  n )
4341, 42syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  RR  ->  E. n  e.  NN  ( abs `  x
)  <  n )
44 ltle 9671 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( abs `  x
)  e.  RR  /\  n  e.  RR )  ->  ( ( abs `  x
)  <  n  ->  ( abs `  x )  <_  n ) )
4541, 24, 44syl2an 477 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  e.  RR  /\  n  e.  NN )  ->  ( ( abs `  x
)  <  n  ->  ( abs `  x )  <_  n ) )
46 id 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( x  e.  RR  /\  -u n  <_  x  /\  x  <_  n )  -> 
( x  e.  RR  /\  -u n  <_  x  /\  x  <_  n ) )
47463expib 1198 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( x  e.  RR  ->  (
( -u n  <_  x  /\  x  <_  n )  ->  ( x  e.  RR  /\  -u n  <_  x  /\  x  <_  n ) ) )
4847adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( x  e.  RR  /\  n  e.  NN )  ->  ( ( -u n  <_  x  /\  x  <_  n )  ->  (
x  e.  RR  /\  -u n  <_  x  /\  x  <_  n ) ) )
49 absle 13122 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( x  e.  RR  /\  n  e.  RR )  ->  ( ( abs `  x
)  <_  n  <->  ( -u n  <_  x  /\  x  <_  n ) ) )
5024, 49sylan2 474 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( x  e.  RR  /\  n  e.  NN )  ->  ( ( abs `  x
)  <_  n  <->  ( -u n  <_  x  /\  x  <_  n ) ) )
5124adantl 466 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( x  e.  RR  /\  n  e.  NN )  ->  n  e.  RR )
5251renegcld 9987 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( x  e.  RR  /\  n  e.  NN )  -> 
-u n  e.  RR )
53 elicc2 11593 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
-u n  e.  RR  /\  n  e.  RR )  ->  ( x  e.  ( -u n [,] n )  <->  ( x  e.  RR  /\  -u n  <_  x  /\  x  <_  n ) ) )
5452, 51, 53syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( x  e.  RR  /\  n  e.  NN )  ->  ( x  e.  (
-u n [,] n
)  <->  ( x  e.  RR  /\  -u n  <_  x  /\  x  <_  n ) ) )
5548, 50, 543imtr4d 268 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  e.  RR  /\  n  e.  NN )  ->  ( ( abs `  x
)  <_  n  ->  x  e.  ( -u n [,] n ) ) )
5645, 55syld 44 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  RR  /\  n  e.  NN )  ->  ( ( abs `  x
)  <  n  ->  x  e.  ( -u n [,] n ) ) )
5756reximdva 2916 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  RR  ->  ( E. n  e.  NN  ( abs `  x )  <  n  ->  E. n  e.  NN  x  e.  (
-u n [,] n
) ) )
5843, 57mpd 15 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  e.  RR  ->  E. n  e.  NN  x  e.  (
-u n [,] n
) )
5939, 58syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  E. n  e.  NN  x  e.  ( -u n [,] n ) )
6059ex 434 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  (
x  e.  A  ->  E. n  e.  NN  x  e.  ( -u n [,] n ) ) )
61 eliun 4316 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  e.  U_ n  e.  NN  ( -u n [,] n )  <->  E. n  e.  NN  x  e.  (
-u n [,] n
) )
6260, 61syl6ibr 227 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  (
x  e.  A  ->  x  e.  U_ n  e.  NN  ( -u n [,] n ) ) )
6362ssrdv 3492 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  A  C_ 
U_ n  e.  NN  ( -u n [,] n
) )
64 df-ss 3472 . . . . . . . . . 10  |-  ( A 
C_  U_ n  e.  NN  ( -u n [,] n
)  <->  ( A  i^i  U_ n  e.  NN  ( -u n [,] n ) )  =  A )
6563, 64sylib 196 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( A  i^i  U_ n  e.  NN  ( -u n [,] n
) )  =  A )
6622, 36, 653eqtr3a 2506 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  U. ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) )  =  A )
6766fveq2d 5856 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( vol `  U. ran  (
m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) )  =  ( vol `  A ) )
68 peano2re 9751 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  e.  RR  ->  (
n  +  1 )  e.  RR )
6925, 68syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( n  +  1 )  e.  RR )
7069renegcld 9987 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  -> 
-u ( n  + 
1 )  e.  RR )
7125lep1d 10478 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  n  <_  ( n  +  1 ) )
7225, 69lenegd 10132 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( n  <_  (
n  +  1 )  <->  -u ( n  +  1 )  <_  -u n ) )
7371, 72mpbid 210 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  -> 
-u ( n  + 
1 )  <_  -u n
)
74 iccss 11596 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( -u ( n  +  1 )  e.  RR  /\  ( n  +  1 )  e.  RR )  /\  ( -u ( n  +  1 )  <_  -u n  /\  n  <_  ( n  + 
1 ) ) )  ->  ( -u n [,] n )  C_  ( -u ( n  +  1 ) [,] ( n  +  1 ) ) )
7570, 69, 73, 71, 74syl22anc 1228 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( -u n [,] n )  C_  ( -u ( n  +  1 ) [,] ( n  +  1 ) ) )
76 sslin 3706 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
-u n [,] n
)  C_  ( -u (
n  +  1 ) [,] ( n  + 
1 ) )  -> 
( A  i^i  ( -u n [,] n ) )  C_  ( A  i^i  ( -u ( n  +  1 ) [,] ( n  +  1 ) ) ) )
7775, 76syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) )  C_  ( A  i^i  ( -u ( n  +  1 ) [,] ( n  +  1 ) ) ) )
7819adantl 466 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) `  n )  =  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )
79 peano2nn 10549 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  NN  ->  (
n  +  1 )  e.  NN )
8079adantl 466 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( n  +  1 )  e.  NN )
81 negeq 9812 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  ( n  + 
1 )  ->  -u m  =  -u ( n  + 
1 ) )
82 id 22 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  ( n  + 
1 )  ->  m  =  ( n  + 
1 ) )
8381, 82oveq12d 6295 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  =  ( n  + 
1 )  ->  ( -u m [,] m )  =  ( -u (
n  +  1 ) [,] ( n  + 
1 ) ) )
8483ineq2d 3682 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  =  ( n  + 
1 )  ->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) )  =  ( A  i^i  ( -u ( n  +  1 ) [,] ( n  +  1 ) ) ) )
85 ovex 6305 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( -u ( n  +  1
) [,] ( n  +  1 ) )  e.  _V
8685inex2 4575 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A  i^i  ( -u (
n  +  1 ) [,] ( n  + 
1 ) ) )  e.  _V
8784, 16, 86fvmpt 5937 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( n  +  1 )  e.  NN  ->  (
( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `  (
n  +  1 ) )  =  ( A  i^i  ( -u (
n  +  1 ) [,] ( n  + 
1 ) ) ) )
8880, 87syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) `  ( n  +  1
) )  =  ( A  i^i  ( -u ( n  +  1
) [,] ( n  +  1 ) ) ) )
8977, 78, 883sstr4d 3529 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) `  n )  C_  (
( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `  (
n  +  1 ) ) )
9089ralrimiva 2855 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  A. n  e.  NN  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n )  C_  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) `  ( n  +  1
) ) )
91 volsup 21832 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) : NN --> dom  vol  /\  A. n  e.  NN  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n )  C_  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) `  ( n  +  1
) ) )  -> 
( vol `  U. ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) )  =  sup ( ( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) ) ,  RR* ,  <  )
)
9232, 90, 91syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( vol `  U. ran  (
m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) )  =  sup ( ( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ) , 
RR* ,  <  ) )
9367, 92eqtr3d 2484 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( vol `  A )  =  sup ( ( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) ) ,  RR* ,  <  )
)
9493breq1d 4443 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  (
( vol `  A
)  <_  B  <->  sup (
( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ) , 
RR* ,  <  )  <_  B ) )
95 imassrn 5334 . . . . . . 7  |-  ( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) ) 
C_  ran  vol
96 frn 5723 . . . . . . . . 9  |-  ( vol
: dom  vol --> ( 0 [,] +oo )  ->  ran  vol  C_  ( 0 [,] +oo ) )
975, 96ax-mp 5 . . . . . . . 8  |-  ran  vol  C_  ( 0 [,] +oo )
9897, 4sstri 3495 . . . . . . 7  |-  ran  vol  C_ 
RR*
9995, 98sstri 3495 . . . . . 6  |-  ( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) ) 
C_  RR*
100 supxrleub 11522 . . . . . 6  |-  ( ( ( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) )  C_  RR* 
/\  B  e.  RR* )  ->  ( sup (
( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ) , 
RR* ,  <  )  <_  B 
<-> 
A. n  e.  ( vol " ran  (
m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ) n  <_  B ) )
10199, 3, 100sylancr 663 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( sup ( ( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ) , 
RR* ,  <  )  <_  B 
<-> 
A. n  e.  ( vol " ran  (
m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ) n  <_  B ) )
102 ffn 5717 . . . . . . . 8  |-  ( vol
: dom  vol --> ( 0 [,] +oo )  ->  vol  Fn  dom  vol )
1035, 102ax-mp 5 . . . . . . 7  |-  vol  Fn  dom  vol
104 frn 5723 . . . . . . . 8  |-  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) : NN --> dom  vol  ->  ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) )  C_  dom  vol )
10532, 104syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) )  C_  dom  vol )
106 breq1 4436 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  ( vol `  z
)  ->  ( n  <_  B  <->  ( vol `  z
)  <_  B )
)
107106ralima 6133 . . . . . . 7  |-  ( ( vol  Fn  dom  vol  /\ 
ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) )  C_  dom  vol )  ->  ( A. n  e.  ( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ) n  <_  B  <->  A. z  e.  ran  (
m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ( vol `  z
)  <_  B )
)
108103, 105, 107sylancr 663 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( A. n  e.  ( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ) n  <_  B  <->  A. z  e.  ran  (
m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ( vol `  z
)  <_  B )
)
109 fveq2 5852 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n )  -> 
( vol `  z
)  =  ( vol `  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) `  n ) ) )
110109breq1d 4443 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n )  -> 
( ( vol `  z
)  <_  B  <->  ( vol `  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m
) ) ) `  n ) )  <_  B ) )
111110ralrn 6015 . . . . . . . 8  |-  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) )  Fn  NN  ->  ( A. z  e.  ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ( vol `  z )  <_  B  <->  A. n  e.  NN  ( vol `  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n ) )  <_  B ) )
11234, 111syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( A. z  e.  ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ( vol `  z )  <_  B  <->  A. n  e.  NN  ( vol `  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n ) )  <_  B ) )
11319fveq2d 5856 . . . . . . . . 9  |-  ( n  e.  NN  ->  ( vol `  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n ) )  =  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) ) )
114113breq1d 4443 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  (
( vol `  (
( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `  n
) )  <_  B  <->  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  <_  B ) )
115114ralbiia 2871 . . . . . . 7  |-  ( A. n  e.  NN  ( vol `  ( ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) `
 n ) )  <_  B  <->  A. n  e.  NN  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  <_  B )
116112, 115syl6bb 261 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( A. z  e.  ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ( vol `  z )  <_  B  <->  A. n  e.  NN  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n
) ) )  <_  B ) )
117108, 116bitrd 253 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( A. n  e.  ( vol " ran  ( m  e.  NN  |->  ( A  i^i  ( -u m [,] m ) ) ) ) n  <_  B  <->  A. n  e.  NN  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n
) ) )  <_  B ) )
11894, 101, 1173bitrd 279 . . . 4  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  (
( vol `  A
)  <_  B  <->  A. n  e.  NN  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  <_  B ) )
11911, 118mtbid 300 . . 3  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  -.  A. n  e.  NN  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n
) ) )  <_  B )
120 rexnal 2889 . . 3  |-  ( E. n  e.  NN  -.  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  <_  B  <->  -.  A. n  e.  NN  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  <_  B )
121119, 120sylibr 212 . 2  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  E. n  e.  NN  -.  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  <_  B
)
1223adantr 465 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  B  e.  RR* )
1235ffvelrni 6011 . . . . . 6  |-  ( ( A  i^i  ( -u n [,] n ) )  e.  dom  vol  ->  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  e.  ( 0 [,] +oo ) )
1244, 123sseldi 3484 . . . . 5  |-  ( ( A  i^i  ( -u n [,] n ) )  e.  dom  vol  ->  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  e.  RR* )
12530, 124syl 16 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  e.  RR* )
126 xrltnle 9651 . . . 4  |-  ( ( B  e.  RR*  /\  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n
) ) )  e. 
RR* )  ->  ( B  <  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  <->  -.  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  <_  B ) )
127122, 125, 126syl2anc 661 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  dom  vol 
/\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( B  <  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n
) ) )  <->  -.  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n
) ) )  <_  B ) )
128127rexbidva 2949 . 2  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  ( E. n  e.  NN  B  <  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  <->  E. n  e.  NN  -.  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n ) ) )  <_  B ) )
129121, 128mpbird 232 1  |-  ( ( A  e.  dom  vol  /\  B  e.  RR  /\  B  <  ( vol `  A
) )  ->  E. n  e.  NN  B  <  ( vol `  ( A  i^i  ( -u n [,] n
) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 972    = wceq 1381    e. wcel 1802   A.wral 2791   E.wrex 2792    i^i cin 3457    C_ wss 3458   U.cuni 4230   U_ciun 4311   class class class wbr 4433    |-> cmpt 4491   dom cdm 4985   ran crn 4986   "cima 4988    Fn wfn 5569   -->wf 5570   ` cfv 5574  (class class class)co 6277   supcsup 7898   RRcr 9489   0cc0 9490   1c1 9491    + caddc 9493   +oocpnf 9623   RR*cxr 9625    < clt 9626    <_ cle 9627   -ucneg 9806   NNcn 10537   [,]cicc 11536   abscabs 13041   volcvol 21741
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1603  ax-4 1616  ax-5 1689  ax-6 1732  ax-7 1774  ax-8 1804  ax-9 1806  ax-10 1821  ax-11 1826  ax-12 1838  ax-13 1983  ax-ext 2419  ax-rep 4544  ax-sep 4554  ax-nul 4562  ax-pow 4611  ax-pr 4672  ax-un 6573  ax-inf2 8056  ax-cc 8813  ax-cnex 9546  ax-resscn 9547  ax-1cn 9548  ax-icn 9549  ax-addcl 9550  ax-addrcl 9551  ax-mulcl 9552  ax-mulrcl 9553  ax-mulcom 9554  ax-addass 9555  ax-mulass 9556  ax-distr 9557  ax-i2m1 9558  ax-1ne0 9559  ax-1rid 9560  ax-rnegex 9561  ax-rrecex 9562  ax-cnre 9563  ax-pre-lttri 9564  ax-pre-lttrn 9565  ax-pre-ltadd 9566  ax-pre-mulgt0 9567  ax-pre-sup 9568
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 973  df-3an 974  df-tru 1384  df-fal 1387  df-ex 1598  df-nf 1602  df-sb 1725  df-eu 2270  df-mo 2271  df-clab 2427  df-cleq 2433  df-clel 2436  df-nfc 2591  df-ne 2638  df-nel 2639  df-ral 2796  df-rex 2797  df-reu 2798  df-rmo 2799  df-rab 2800  df-v 3095  df-sbc 3312  df-csb 3418  df-dif 3461  df-un 3463  df-in 3465  df-ss 3472  df-pss 3474  df-nul 3768  df-if 3923  df-pw 3995  df-sn 4011  df-pr 4013  df-tp 4015  df-op 4017  df-uni 4231  df-int 4268  df-iun 4313  df-disj 4404  df-br 4434  df-opab 4492  df-mpt 4493  df-tr 4527  df-eprel 4777  df-id 4781  df-po 4786  df-so 4787  df-fr 4824  df-se 4825  df-we 4826  df-ord 4867  df-on 4868  df-lim 4869  df-suc 4870  df-xp 4991  df-rel 4992  df-cnv 4993  df-co 4994  df-dm 4995  df-rn 4996  df-res 4997  df-ima 4998  df-iota 5537  df-fun 5576  df-fn 5577  df-f 5578  df-f1 5579  df-fo 5580  df-f1o 5581  df-fv 5582  df-isom 5583  df-riota 6238  df-ov 6280  df-oprab 6281  df-mpt2 6282  df-of 6521  df-om 6682  df-1st 6781  df-2nd 6782  df-recs 7040  df-rdg 7074  df-1o 7128  df-2o 7129  df-oadd 7132  df-er 7309  df-map 7420  df-pm 7421  df-en 7515  df-dom 7516  df-sdom 7517  df-fin 7518  df-sup 7899  df-oi 7933  df-card 8318  df-cda 8546  df-pnf 9628  df-mnf 9629  df-xr 9630  df-ltxr 9631  df-le 9632  df-sub 9807  df-neg 9808  df-div 10208  df-nn 10538  df-2 10595  df-3 10596  df-n0 10797  df-z 10866  df-uz 11086  df-q 11187  df-rp 11225  df-xadd 11323  df-ioo 11537  df-ico 11539  df-icc 11540  df-fz 11677  df-fzo 11799  df-fl 11903  df-seq 12082  df-exp 12141  df-hash 12380  df-cj 12906  df-re 12907  df-im 12908  df-sqrt 13042  df-abs 13043  df-clim 13285  df-rlim 13286  df-sum 13483  df-xmet 18280  df-met 18281  df-ovol 21742  df-vol 21743
This theorem is referenced by:  volivth  21882
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