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Theorem itg2monolem3 19123
Description: Lemma for itg2mono 19124. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
itg2mono.1  |-  G  =  ( x  e.  RR  |->  sup ( ran  ( n  e.  NN  |->  ( ( F `  n ) `
 x ) ) ,  RR ,  <  ) )
itg2mono.2  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( F `
 n )  e. MblFn
)
itg2mono.3  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( F `
 n ) : RR --> ( 0 [,) 
+oo ) )
itg2mono.4  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( F `
 n )  o R  <_  ( F `  ( n  +  1 ) ) )
itg2mono.5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  E. y  e.  RR  A. n  e.  NN  ( ( F `
 n ) `  x )  <_  y
)
itg2mono.6  |-  S  =  sup ( ran  (
n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) ,  RR* ,  <  )
itg2monolem2.7  |-  ( ph  ->  P  e.  dom  S.1 )
itg2monolem2.8  |-  ( ph  ->  P  o R  <_  G )
itg2monolem2.9  |-  ( ph  ->  -.  ( S.1 `  P
)  <_  S )
Assertion
Ref Expression
itg2monolem3  |-  ( ph  ->  ( S.1 `  P
)  <_  S )
Distinct variable groups:    x, n, y, G    P, n, x, y    n, F, x, y    ph, n, x, y    S, n, x, y

Proof of Theorem itg2monolem3
Dummy variable  t is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 itg2mono.1 . . . . . . . . . 10  |-  G  =  ( x  e.  RR  |->  sup ( ran  ( n  e.  NN  |->  ( ( F `  n ) `
 x ) ) ,  RR ,  <  ) )
2 itg2mono.2 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( F `
 n )  e. MblFn
)
3 itg2mono.3 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( F `
 n ) : RR --> ( 0 [,) 
+oo ) )
4 itg2mono.4 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( F `
 n )  o R  <_  ( F `  ( n  +  1 ) ) )
5 itg2mono.5 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  RR )  ->  E. y  e.  RR  A. n  e.  NN  ( ( F `
 n ) `  x )  <_  y
)
6 itg2mono.6 . . . . . . . . . 10  |-  S  =  sup ( ran  (
n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) ,  RR* ,  <  )
7 itg2monolem2.7 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  P  e.  dom  S.1 )
8 itg2monolem2.8 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  P  o R  <_  G )
9 itg2monolem2.9 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  -.  ( S.1 `  P
)  <_  S )
101, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9itg2monolem2 19122 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  S  e.  RR )
1110adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  S  e.  RR )
1211recnd 8877 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  S  e.  CC )
137adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  P  e.  dom  S.1 )
14 itg1cl 19056 . . . . . . . . 9  |-  ( P  e.  dom  S.1  ->  ( S.1 `  P )  e.  RR )
1513, 14syl 15 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S.1 `  P )  e.  RR )
1615recnd 8877 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S.1 `  P )  e.  CC )
17 simpr 447 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  t  e.  RR+ )
1817rpred 10406 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  t  e.  RR )
1911, 18readdcld 8878 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S  +  t )  e.  RR )
2019recnd 8877 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S  +  t )  e.  CC )
21 0re 8854 . . . . . . . . . 10  |-  0  e.  RR
2221a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  0  e.  RR )
23 0xr 8894 . . . . . . . . . . . 12  |-  0  e.  RR*
2423a1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  0  e.  RR* )
25 1nn 9773 . . . . . . . . . . . . 13  |-  1  e.  NN
26 rexr 8893 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( x  e.  RR  ->  x  e.  RR* )
2726anim1i 551 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  e.  RR  /\  0  <_  x )  -> 
( x  e.  RR*  /\  0  <_  x )
)
28 elrege0 10762 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  e.  ( 0 [,) 
+oo )  <->  ( x  e.  RR  /\  0  <_  x ) )
29 elxrge0 10763 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  e.  ( 0 [,] 
+oo )  <->  ( x  e.  RR*  /\  0  <_  x ) )
3027, 28, 293imtr4i 257 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  e.  ( 0 [,) 
+oo )  ->  x  e.  ( 0 [,]  +oo ) )
3130ssriv 3197 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( 0 [,)  +oo )  C_  (
0 [,]  +oo )
32 fss 5413 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( F `  n
) : RR --> ( 0 [,)  +oo )  /\  (
0 [,)  +oo )  C_  ( 0 [,]  +oo ) )  ->  ( F `  n ) : RR --> ( 0 [,] 
+oo ) )
333, 31, 32sylancl 643 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( F `
 n ) : RR --> ( 0 [,] 
+oo ) )
3433ralrimiva 2639 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  A. n  e.  NN  ( F `  n ) : RR --> ( 0 [,]  +oo ) )
35 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  =  1  ->  ( F `  n )  =  ( F ` 
1 ) )
3635feq1d 5395 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  =  1  ->  (
( F `  n
) : RR --> ( 0 [,]  +oo )  <->  ( F `  1 ) : RR --> ( 0 [,] 
+oo ) ) )
3736rspcv 2893 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 1  e.  NN  ->  ( A. n  e.  NN  ( F `  n ) : RR --> ( 0 [,]  +oo )  ->  ( F `  1 ) : RR --> ( 0 [,] 
+oo ) ) )
3825, 34, 37mpsyl 59 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( F `  1
) : RR --> ( 0 [,]  +oo ) )
39 itg2cl 19103 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( F `  1 ) : RR --> ( 0 [,]  +oo )  ->  ( S.2 `  ( F ` 
1 ) )  e. 
RR* )
4038, 39syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( S.2 `  ( F `  1 )
)  e.  RR* )
41 itg2cl 19103 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F `  n ) : RR --> ( 0 [,]  +oo )  ->  ( S.2 `  ( F `  n ) )  e. 
RR* )
4233, 41syl 15 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  n  e.  NN )  ->  ( S.2 `  ( F `  n
) )  e.  RR* )
43 eqid 2296 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `  n
) ) )  =  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) )
4442, 43fmptd 5700 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) : NN --> RR* )
45 frn 5411 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) : NN --> RR*  ->  ran  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) )  C_  RR* )
4644, 45syl 15 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ran  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `  n )
) )  C_  RR* )
47 supxrcl 10649 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ran  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) )  C_  RR*  ->  sup ( ran  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `  n )
) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR* )
4846, 47syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  sup ( ran  (
n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR* )
496, 48syl5eqel 2380 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  S  e.  RR* )
50 itg2ge0 19106 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( F `  1 ) : RR --> ( 0 [,]  +oo )  ->  0  <_  ( S.2 `  ( F `  1 )
) )
5138, 50syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  0  <_  ( S.2 `  ( F `  1
) ) )
5235fveq2d 5545 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  =  1  ->  ( S.2 `  ( F `  n ) )  =  ( S.2 `  ( F `  1 )
) )
53 fvex 5555 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( S.2 `  ( F `  1
) )  e.  _V
5452, 43, 53fvmpt 5618 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( 1  e.  NN  ->  (
( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) `  1 )  =  ( S.2 `  ( F `  1 )
) )
5525, 54ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) `  1 )  =  ( S.2 `  ( F `  1 )
)
56 ffn 5405 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) : NN --> RR*  ->  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) )  Fn  NN )
5744, 56syl 15 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  ->  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) )  Fn  NN )
58 fnfvelrn 5678 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) )  Fn  NN  /\  1  e.  NN )  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `  n )
) ) `  1
)  e.  ran  (
n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) )
5957, 25, 58sylancl 643 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `  n )
) ) `  1
)  e.  ran  (
n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) )
6055, 59syl5eqelr 2381 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( S.2 `  ( F `  1 )
)  e.  ran  (
n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) )
61 supxrub 10659 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ran  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `  n )
) )  C_  RR*  /\  ( S.2 `  ( F ` 
1 ) )  e. 
ran  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `  n )
) ) )  -> 
( S.2 `  ( F `
 1 ) )  <_  sup ( ran  (
n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) ,  RR* ,  <  ) )
6246, 60, 61syl2anc 642 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( S.2 `  ( F `  1 )
)  <_  sup ( ran  ( n  e.  NN  |->  ( S.2 `  ( F `
 n ) ) ) ,  RR* ,  <  ) )
6362, 6syl6breqr 4079 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( S.2 `  ( F `  1 )
)  <_  S )
6424, 40, 49, 51, 63xrletrd 10509 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  0  <_  S )
6564adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  0  <_  S )
6611, 17ltaddrpd 10435 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  S  <  ( S  +  t ) )
6722, 11, 19, 65, 66lelttrd 8990 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  0  <  ( S  +  t ) )
6867gt0ne0d 9353 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S  +  t )  =/=  0 )
6912, 16, 20, 68div23d 9589 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( ( S  x.  ( S.1 `  P ) )  / 
( S  +  t ) )  =  ( ( S  /  ( S  +  t )
)  x.  ( S.1 `  P ) ) )
7011, 19, 68redivcld 9604 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S  /  ( S  +  t ) )  e.  RR )
7170, 15remulcld 8879 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( ( S  /  ( S  +  t ) )  x.  ( S.1 `  P
) )  e.  RR )
72 1re 8853 . . . . . . . . . 10  |-  1  e.  RR
73 rehalfcl 9954 . . . . . . . . . 10  |-  ( 1  e.  RR  ->  (
1  /  2 )  e.  RR )
7472, 73ax-mp 8 . . . . . . . . 9  |-  ( 1  /  2 )  e.  RR
75 ifcl 3614 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( S  /  ( S  +  t )
)  e.  RR  /\  ( 1  /  2
)  e.  RR )  ->  if ( ( 1  /  2 )  <_  ( S  / 
( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  / 
2 ) )  e.  RR )
7670, 74, 75sylancl 643 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  if (
( 1  /  2
)  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  e.  RR )
7776, 15remulcld 8879 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  x.  ( S.1 `  P
) )  e.  RR )
78 max2 10532 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( 1  /  2
)  e.  RR  /\  ( S  /  ( S  +  t )
)  e.  RR )  ->  ( S  / 
( S  +  t ) )  <_  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) ) )
7974, 70, 78sylancr 644 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S  /  ( S  +  t ) )  <_  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) ) )
807, 14syl 15 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  ( S.1 `  P
)  e.  RR )
8180rexrd 8897 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  ( S.1 `  P
)  e.  RR* )
82 xrltnle 8907 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( S  e.  RR*  /\  ( S.1 `  P )  e. 
RR* )  ->  ( S  <  ( S.1 `  P
)  <->  -.  ( S.1 `  P )  <_  S
) )
8349, 81, 82syl2anc 642 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( S  <  ( S.1 `  P )  <->  -.  ( S.1 `  P )  <_  S ) )
849, 83mpbird 223 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  S  <  ( S.1 `  P ) )
8584adantr 451 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  S  <  ( S.1 `  P ) )
8622, 11, 15, 65, 85lelttrd 8990 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  0  <  ( S.1 `  P ) )
87 lemul1 9624 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( S  /  ( S  +  t )
)  e.  RR  /\  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  e.  RR  /\  (
( S.1 `  P )  e.  RR  /\  0  <  ( S.1 `  P
) ) )  -> 
( ( S  / 
( S  +  t ) )  <_  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  <-> 
( ( S  / 
( S  +  t ) )  x.  ( S.1 `  P ) )  <_  ( if ( ( 1  /  2
)  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  x.  ( S.1 `  P
) ) ) )
8870, 76, 15, 86, 87syl112anc 1186 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( ( S  /  ( S  +  t ) )  <_  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  <-> 
( ( S  / 
( S  +  t ) )  x.  ( S.1 `  P ) )  <_  ( if ( ( 1  /  2
)  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  x.  ( S.1 `  P
) ) ) )
8979, 88mpbid 201 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( ( S  /  ( S  +  t ) )  x.  ( S.1 `  P
) )  <_  ( if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  x.  ( S.1 `  P
) ) )
902adantlr 695 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  RR+ )  /\  n  e.  NN )  ->  ( F `  n )  e. MblFn )
913adantlr 695 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  RR+ )  /\  n  e.  NN )  ->  ( F `  n ) : RR --> ( 0 [,) 
+oo ) )
924adantlr 695 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  RR+ )  /\  n  e.  NN )  ->  ( F `  n )  o R  <_  ( F `
 ( n  + 
1 ) ) )
935adantlr 695 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  t  e.  RR+ )  /\  x  e.  RR )  ->  E. y  e.  RR  A. n  e.  NN  ( ( F `
 n ) `  x )  <_  y
)
9474a1i 10 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( 1  /  2 )  e.  RR )
95 halfgt0 9948 . . . . . . . . . . 11  |-  0  <  ( 1  /  2
)
9695a1i 10 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  0  <  ( 1  /  2 ) )
97 max1 10530 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( 1  /  2
)  e.  RR  /\  ( S  /  ( S  +  t )
)  e.  RR )  ->  ( 1  / 
2 )  <_  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) ) )
9874, 70, 97sylancr 644 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( 1  /  2 )  <_  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) ) )
9922, 94, 76, 96, 98ltletrd 8992 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  0  <  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) ) )
10020mulid1d 8868 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( ( S  +  t )  x.  1 )  =  ( S  +  t ) )
10166, 100breqtrrd 4065 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  S  <  ( ( S  +  t )  x.  1 ) )
10272a1i 10 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  1  e.  RR )
103 ltdivmul 9644 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( S  e.  RR  /\  1  e.  RR  /\  (
( S  +  t )  e.  RR  /\  0  <  ( S  +  t ) ) )  ->  ( ( S  /  ( S  +  t ) )  <  1  <->  S  <  ( ( S  +  t )  x.  1 ) ) )
10411, 102, 19, 67, 103syl112anc 1186 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( ( S  /  ( S  +  t ) )  <  1  <->  S  <  ( ( S  +  t )  x.  1 ) ) )
105101, 104mpbird 223 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S  /  ( S  +  t ) )  <  1 )
106 halflt1 9949 . . . . . . . . . 10  |-  ( 1  /  2 )  <  1
107 breq1 4042 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( S  /  ( S  +  t ) )  =  if ( ( 1  /  2 )  <_  ( S  / 
( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  / 
2 ) )  -> 
( ( S  / 
( S  +  t ) )  <  1  <->  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  <  1 ) )
108 breq1 4042 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 1  /  2 )  =  if ( ( 1  /  2 )  <_  ( S  / 
( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  / 
2 ) )  -> 
( ( 1  / 
2 )  <  1  <->  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  <  1 ) )
109107, 108ifboth 3609 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( S  /  ( S  +  t )
)  <  1  /\  ( 1  /  2
)  <  1 )  ->  if ( ( 1  /  2 )  <_  ( S  / 
( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  / 
2 ) )  <  1 )
110105, 106, 109sylancl 643 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  if (
( 1  /  2
)  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  <  1 )
111 rexr 8893 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1  e.  RR  ->  1  e.  RR* )
11272, 111ax-mp 8 . . . . . . . . . 10  |-  1  e.  RR*
113 elioo2 10713 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 0  e.  RR*  /\  1  e.  RR* )  ->  ( if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  e.  ( 0 (,) 1 )  <->  ( if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  e.  RR  /\  0  <  if ( ( 1  /  2 )  <_ 
( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  /  2
) )  /\  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  <  1 ) ) )
11423, 112, 113mp2an 653 . . . . . . . . 9  |-  ( if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  e.  ( 0 (,) 1 )  <->  ( if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  e.  RR  /\  0  <  if ( ( 1  /  2 )  <_ 
( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  /  2
) )  /\  if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  <  1 ) )
11576, 99, 110, 114syl3anbrc 1136 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  if (
( 1  /  2
)  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  e.  ( 0 (,) 1 ) )
1168adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  P  o R  <_  G )
117 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  x  ->  ( P `  y )  =  ( P `  x ) )
118117oveq2d 5890 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  x  ->  ( if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  x.  ( P `  y ) )  =  ( if ( ( 1  /  2 )  <_  ( S  / 
( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  / 
2 ) )  x.  ( P `  x
) ) )
119 fveq2 5541 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  x  ->  (
( F `  n
) `  y )  =  ( ( F `
 n ) `  x ) )
120118, 119breq12d 4052 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  x  ->  (
( if ( ( 1  /  2 )  <_  ( S  / 
( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  / 
2 ) )  x.  ( P `  y
) )  <_  (
( F `  n
) `  y )  <->  ( if ( ( 1  /  2 )  <_ 
( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  /  2
) )  x.  ( P `  x )
)  <_  ( ( F `  n ) `  x ) ) )
121120cbvrabv 2800 . . . . . . . . 9  |-  { y  e.  RR  |  ( if ( ( 1  /  2 )  <_ 
( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  /  2
) )  x.  ( P `  y )
)  <_  ( ( F `  n ) `  y ) }  =  { x  e.  RR  |  ( if ( ( 1  /  2
)  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  x.  ( P `  x ) )  <_ 
( ( F `  n ) `  x
) }
122121mpteq2i 4119 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  |->  { y  e.  RR  |  ( if ( ( 1  /  2 )  <_ 
( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  /  2
) )  x.  ( P `  y )
)  <_  ( ( F `  n ) `  y ) } )  =  ( n  e.  NN  |->  { x  e.  RR  |  ( if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  x.  ( P `  x ) )  <_ 
( ( F `  n ) `  x
) } )
1231, 90, 91, 92, 93, 6, 115, 13, 116, 11, 122itg2monolem1 19121 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( if ( ( 1  / 
2 )  <_  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( 1  /  2 ) )  x.  ( S.1 `  P
) )  <_  S
)
12471, 77, 11, 89, 123letrd 8989 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( ( S  /  ( S  +  t ) )  x.  ( S.1 `  P
) )  <_  S
)
12569, 124eqbrtrd 4059 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( ( S  x.  ( S.1 `  P ) )  / 
( S  +  t ) )  <_  S
)
12611, 15remulcld 8879 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S  x.  ( S.1 `  P
) )  e.  RR )
127 ledivmul2 9649 . . . . . 6  |-  ( ( ( S  x.  ( S.1 `  P ) )  e.  RR  /\  S  e.  RR  /\  ( ( S  +  t )  e.  RR  /\  0  <  ( S  +  t ) ) )  -> 
( ( ( S  x.  ( S.1 `  P
) )  /  ( S  +  t )
)  <_  S  <->  ( S  x.  ( S.1 `  P
) )  <_  ( S  x.  ( S  +  t ) ) ) )
128126, 11, 19, 67, 127syl112anc 1186 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( (
( S  x.  ( S.1 `  P ) )  /  ( S  +  t ) )  <_  S 
<->  ( S  x.  ( S.1 `  P ) )  <_  ( S  x.  ( S  +  t
) ) ) )
129125, 128mpbid 201 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S  x.  ( S.1 `  P
) )  <_  ( S  x.  ( S  +  t ) ) )
13076, 15, 99, 86mulgt0d 8987 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  0  <  ( if ( ( 1  /  2 )  <_ 
( S  /  ( S  +  t )
) ,  ( S  /  ( S  +  t ) ) ,  ( 1  /  2
) )  x.  ( S.1 `  P ) ) )
13122, 77, 11, 130, 123ltletrd 8992 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  0  <  S )
132 lemul2 9625 . . . . 5  |-  ( ( ( S.1 `  P
)  e.  RR  /\  ( S  +  t
)  e.  RR  /\  ( S  e.  RR  /\  0  <  S ) )  ->  ( ( S.1 `  P )  <_ 
( S  +  t )  <->  ( S  x.  ( S.1 `  P ) )  <_  ( S  x.  ( S  +  t ) ) ) )
13315, 19, 11, 131, 132syl112anc 1186 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( ( S.1 `  P )  <_ 
( S  +  t )  <->  ( S  x.  ( S.1 `  P ) )  <_  ( S  x.  ( S  +  t ) ) ) )
134129, 133mpbird 223 . . 3  |-  ( (
ph  /\  t  e.  RR+ )  ->  ( S.1 `  P )  <_  ( S  +  t )
)
135134ralrimiva 2639 . 2  |-  ( ph  ->  A. t  e.  RR+  ( S.1 `  P )  <_  ( S  +  t ) )
136 alrple 10549 . . 3  |-  ( ( ( S.1 `  P
)  e.  RR  /\  S  e.  RR )  ->  ( ( S.1 `  P
)  <_  S  <->  A. t  e.  RR+  ( S.1 `  P
)  <_  ( S  +  t ) ) )
13780, 10, 136syl2anc 642 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( S.1 `  P
)  <_  S  <->  A. t  e.  RR+  ( S.1 `  P
)  <_  ( S  +  t ) ) )
138135, 137mpbird 223 1  |-  ( ph  ->  ( S.1 `  P
)  <_  S )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358    /\ w3a 934    = wceq 1632    e. wcel 1696   A.wral 2556   E.wrex 2557   {crab 2560    C_ wss 3165   ifcif 3578   class class class wbr 4039    e. cmpt 4093   dom cdm 4705   ran crn 4706    Fn wfn 5266   -->wf 5267   ` cfv 5271  (class class class)co 5874    o Rcofr 6093   supcsup 7209   RRcr 8752   0cc0 8753   1c1 8754    + caddc 8756    x. cmul 8758    +oocpnf 8880   RR*cxr 8882    < clt 8883    <_ cle 8884    / cdiv 9439   NNcn 9762   2c2 9811   RR+crp 10370   (,)cioo 10672   [,)cico 10674   [,]cicc 10675  MblFncmbf 18985   S.1citg1 18986   S.2citg2 18987
This theorem is referenced by:  itg2mono  19124
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-rep 4147  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528  ax-inf2 7358  ax-cc 8077  ax-cnex 8809  ax-resscn 8810  ax-1cn 8811  ax-icn 8812  ax-addcl 8813  ax-addrcl 8814  ax-mulcl 8815  ax-mulrcl 8816  ax-mulcom 8817  ax-addass 8818  ax-mulass 8819  ax-distr 8820  ax-i2m1 8821  ax-1ne0 8822  ax-1rid 8823  ax-rnegex 8824  ax-rrecex 8825  ax-cnre 8826  ax-pre-lttri 8827  ax-pre-lttrn 8828  ax-pre-ltadd 8829  ax-pre-mulgt0 8830  ax-pre-sup 8831  ax-addf 8832
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-nel 2462  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rmo 2564  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-int 3879  df-iun 3923  df-disj 4010  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-se 4369  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-isom 5280  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpt2 5879  df-of 6094  df-ofr 6095  df-1st 6138  df-2nd 6139  df-riota 6320  df-recs 6404  df-rdg 6439  df-1o 6495  df-2o 6496  df-oadd 6499  df-omul 6500  df-er 6676  df-map 6790  df-pm 6791  df-en 6880  df-dom 6881  df-sdom 6882  df-fin 6883  df-fi 7181  df-sup 7210  df-oi 7241  df-card 7588  df-acn 7591  df-cda 7810  df-pnf 8885  df-mnf 8886  df-xr 8887  df-ltxr 8888  df-le 8889  df-sub 9055  df-neg 9056  df-div 9440  df-nn 9763  df-2 9820  df-3 9821  df-n0 9982  df-z 10041  df-uz 10247  df-q 10333  df-rp 10371  df-xneg 10468  df-xadd 10469  df-xmul 10470  df-ioo 10676  df-ioc 10677  df-ico 10678  df-icc 10679  df-fz 10799  df-fzo 10887  df-fl 10941  df-seq 11063  df-exp 11121  df-hash 11354  df-cj 11600  df-re 11601  df-im 11602  df-sqr 11736  df-abs 11737  df-clim 11978  df-rlim 11979  df-sum 12175  df-rest 13343  df-topgen 13360  df-xmet 16389  df-met 16390  df-bl 16391  df-mopn 16392  df-top 16652  df-bases 16654  df-topon 16655  df-cmp 17130  df-ovol 18840  df-vol 18841  df-mbf 18991  df-itg1 18992  df-itg2 18993
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